ECR玻璃纤维特性与应用

耐化学腐蚀玻璃纤维ECR特性与应用韩利雄博士1、ECR玻璃纤维历程•ECR玻璃纤维的出现，解决了玻璃纤维在防腐蚀领域的应用问题20世纪30年代E玻璃纤维问世性能优异蓬勃发展应用领域不断扩展面临耐腐蚀性问题ECR玻纤诞生20世纪80年代20世纪40-70年代ECR玻璃纤维专利号：US3847627化学组分重量百分比SiO254.5~60Al2O39~14.5CaO17~24MgO1.5~4TiO22~4ZnO/SrO/BaO1~5.5Na2O+K2O＜1.0生产难度大，技术要求严，制造成本高但耐酸性能所有玻纤中最佳苛刻环境中复合材料的首选以E玻璃成分为基础不含B2O3和F2加入了1~4%的TiO2和ZnO2、ECR玻璃纤维特点结构特点技术特点ECR(E-GlassofChemicalResistance)是耐化学侵蚀无碱玻璃的简称无氟无硼，生产环保性好优异的耐酸性、耐水性、耐应力腐蚀性以及短期抗碱性，尤其受力情况下，耐腐蚀优势更明显力学性能提高10-15%耐温性好，软化点比E玻璃高50℃左右表面电阻大，在耐高电压方面更有优势主要优点19002000210022002300E-glassECR拉伸强度ASTM23436570758085E-glassECR弹性模量ASTM2343ECR玻纤力学性能注：以上数据为ECR浸胶纱力学性能检测数据H2O（25℃）H2O（80℃）10%H2SO4（25℃）10%H2SO4（80℃）0.1mol/L的NaOH（25℃）0.1mol/L的NaOH（80℃）ER469L0.180.292.639.650.473.02ECR469L0.150.220.11.010.241.55010203040国家玻璃纤维产品质量监督检验中心对比测试失重结果ER469LECR469L失重率%ECR玻璃纤维耐腐蚀性能原样6h24h48hE玻璃纤维10%盐酸浸泡不同时间后表面形态原样12h48h144hECR玻璃纤维10%盐酸浸泡不同时间后表面形态ECR与E玻璃环氧棒在10%硫酸中浸泡1个月后的外观比较E-glassECR-glass3、ECR玻璃纤维发展传统ECR生产困难，成本较高颜色略偏黄，应用受限生产成本降低基本无色，应用不受限耐腐蚀性能极佳改进的各类无硼玻纤耐腐蚀性能有所下降耐腐蚀性能要求苛刻领域一般腐蚀环境中ASTMD578-00ISO2078-93测试条件：样品直径：18mm;化学介质:1mol/LHNO3负载：7000Kg温度：常温25℃客户要求：100H测试结果（断裂时间）：1）ER增强环氧棒：5~12H2）ECR增强环氧棒：1500H加载下测试环氧棒抗拉性能受载荷时，ECR增强制品的耐酸优势更加明显ECR玻璃纤维载荷下耐酸性酸液温度80℃，腐蚀加速ECR玻璃纤维载荷下耐酸性（高温加速腐蚀条件下）ECR类似产品耐酸性对比测试条件ECR玻璃国内A国内B国外B1mol/HNO3常温≥1500H400H500H1000H1mol/HNO380℃16H2H3H9H4、ECR玻璃纤维耐腐蚀机理探讨NaOHOHSiOOHHNaSiO][][34423)(2/3][OHSiOHOHSiOE玻璃在水中或酸性环境中被侵蚀，其实质是玻璃中金属离子的水解过程。E玻璃腐蚀机理因而，影响玻璃的耐腐蚀能力主要与碱金属离子的迁移能力有关。表面金属离子水解→扩散到溶液中→内部离子向表面迁移→继续水解→扩散→。。。→达到平衡•而碱金属离子的迁移能力又取决于玻璃的内部结构。•玻璃网络结构越完整、越致密，离子迁移越困难•玻璃的网络结构主要由其成分控制成分→结构→性能玻碱金属离子的迁移能力主要与玻璃网络结构有关。ER玻璃中同时存在[SiO4]、[AlO4]、[AlO6]、[BO4]和[BO3]，网络完整程度下降，增大了离子迁移的通道。[BO3]是二维层状结构，层间作用力弱；[BO3]易产生分相，减弱了玻璃网络体完整程度ER玻璃中：SiBAlE玻璃在酸性介质中H+H+H+玻璃界面R+R+H+H+酸性溶液玻璃内部H玻璃界面R+R+HHHH+HHH酸性溶液玻璃内部OSi和Al全部以[SiO4]和[AlO4]四面体进入玻璃网络中，结构完整，R+迁移受限。高电场高配位的离子，如Ti4+、Zn2+，对R+有束缚和阻碍作用，降低了R+的迁移能力ECR玻璃中：因此，一定含量的TiO2和ZnO，对提高玻璃耐腐蚀性能有着重要作用；这也是为什么真正地ECR玻纤颜色都略有偏黄的原因SiAlECR玻璃酸性介质中H+H+H+玻璃界面R+H+H+R+HH+H+玻璃界面H+HR+胶体层OTi4+R+Ti4+ECR……环保设备化工储罐船艇化工管道脱硫塔电气设备4、ECR玻璃纤维应用用于要求耐化学腐蚀、耐高温的领域：1.烟气脱硫塔/烟囱2.环氧绝缘子/套管3.蓄电池隔热板4.耐海水腐蚀的FRP螺纹型材5.化工储罐、搅拌器等6.过滤材料7.海洋造船8.玻璃钢化工管道、污水管道……ECR玻纤的典型应用优点：耐腐蚀性好，寿命长造价低，维护费用小重量轻，易安装案例：北京华能电厂国华徐电等烟气脱硫塔大唐呼图壁热电厂2×330MW工程为国内采用FRP材质烟囱防腐技术的示范工程CPIC的ECR玻璃纤维优秀的防腐蚀性能成为FRP烟囱原材料的不二选择FRP烟囱ECR的体积电阻与“E”玻纤相当，但表面电阻要高出一倍；ECR耐硝酸腐蚀能力更强绝缘棒和套管特别是污水管（sewerpipe）,能提高FRP管道的寿命Amiantit1980年生产的E-CR管道，在2005年取出来检测，测试结果与理论设计的性能曲线一致，50年的设计寿命是可以达到的。应用：盐碱地用输送管道城市污水管（日本、欧洲明确要求使用ECR）耐腐蚀管道内衬层要用ECR表面毡；结构层要用ECR直接纱和方格布。耐化学品储罐CPIC部分ECR产品Thankyou!总工室韩利雄电话：[phone]邮箱：[e-mail]