1、 前言

銅電解槽是電解法精煉金屬銅的關(guān)鍵裝置，對其防腐蝕效果的好壞決定著生產(chǎn)的正常與否。在70-80年代，隨著玻璃鋼新技術(shù)在我國的興趣，利用它具有良好的界面粘接性能、耐蝕性能、絕緣性能及絕熱性能作用，將其引入電解槽防腐蝕中，并取得了良好的效果，目前我司基本上采用高性能乙烯基酯防腐蝕樹脂，迄今為止，我們采用的不同生產(chǎn)廠家及類型的乙烯基酯樹脂防腐蝕材料進(jìn)行技術(shù)比較。

2、 防腐蝕基體樹脂的選用

 2.1  目前國內(nèi)一些廠家采用雙酚A型不飽和聚酯樹脂來制作電解槽防腐蝕內(nèi)襯，其突出特點是具有良好的耐腐蝕性和耐溫性，但這是雙酚A型不飽和樹脂的脆性較大，容易在受力作用下受損，隨著樹脂材料合成技術(shù)的發(fā)展，目前一些生產(chǎn)廠家逐漸采用乙烯基酯樹脂來代替雙酚A型不飽和聚酯樹脂。

2.2 由丙烯酸與環(huán)氧樹脂進(jìn)行開環(huán)酯化反應(yīng)而得到的產(chǎn)物稱之為乙烯基酯樹脂，已溶于苯乙烯溶液，其工藝性能和不飽和聚酯樹脂相似，化學(xué)結(jié)構(gòu)又和環(huán)氧樹脂相近，并且由于乙烯基酯樹脂較通用型不飽和樹脂的酯鍵含量為低，故具優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性能,目前正作為一種性能優(yōu)良的耐腐蝕樹脂在化工防腐蝕設(shè)備和工程中得到廣泛應(yīng)用。該類型樹脂具有以下特點:

 1)  在分子鏈兩端的雙鍵極其活潑，使乙烯基樹脂能迅速固化，很快得到使用強(qiáng)度，得到具有高度耐腐蝕性聚合物；

2)  采用甲基丙烯酸合成，酯鍵邊的甲基可起保護(hù)作用，提高耐水解性；

3)  樹脂含酯鍵量少，每摩爾比耐化學(xué)聚酯（雙酚A不飽和聚酸樹脂）少35-50%，使其耐堿性能提高；

 4)  較多的仲羥基可以改善對玻璃纖維的濕潤性與粘結(jié)性，提高了層合制品的力學(xué)強(qiáng)度； 

5)  由于僅在分子兩端交聯(lián)，因此分子鏈在應(yīng)力作用下可以伸長，以吸收外力或熱沖擊，表現(xiàn)出耐微裂或開裂.

同時我們也采用過r-3型乙烯基酯樹脂是環(huán)氧樹脂用不飽和聚酯改性的產(chǎn)品，首先用甲基丙烯酸與環(huán)氧縮合成甲基丙烯酸環(huán)氧聚酯，然后再與不飽和聚酯中間縮聚，后用苯乙烯溶解，其中的的中間體用順丁烯二酸酐反應(yīng)制得，是屬于一種過渡品種的改性乙烯基酯樹脂，它在提高樹脂固化交聯(lián)程度的同時，酯鍵的含量也較901乙烯基樹脂高40-50%，而酯鍵恰是樹脂容易受腐蝕性介質(zhì)作用的薄弱點，酯鍵本身就存在著水解行為，后由于酯鍵鍵的水解會導(dǎo)致三維樹脂結(jié)構(gòu)的解體，從而終導(dǎo)致防腐蝕的失效，而酸性介質(zhì)或堿性介質(zhì)的存在會加速水解的過程。在此我們就我們采用過的兩種類型樹脂的各料性能進(jìn)行比較。

3、兩類樹脂的比較

3.1 物理力學(xué)性能：

為了這兩類高性能防腐蝕乙烯基酯樹脂進(jìn)行技術(shù)比較，我們對這兩類樹脂按照有關(guān)國標(biāo)方法進(jìn)行測試，試驗樣本為樹脂澆鑄體。

從上述中可以看出，901樹脂較r-3樹脂具有更高的拉伸性能和耐沖擊性，這兩個力學(xué)性能在手糊內(nèi)襯玻璃鋼電解槽中起到重要的作用，因為在大規(guī)模電解銅冶煉生產(chǎn)中，不可避免地發(fā)生電極板與電解槽的碰撞，如果防腐蝕內(nèi)襯樹脂的拉伸率更高、抗沖擊強(qiáng)度更高，那么防腐蝕內(nèi)襯的抗碰撞效果更好，否則樹脂直觀上表現(xiàn)出“脆”的性能，更容易在外力作用下受損。正如上文所述，這是因為r-3樹脂具有更高的交聯(lián)，在三維體形交聯(lián)分子結(jié)構(gòu)中，兩交聯(lián)點之間的分子鏈段較短所致。我司分別對采用901樹脂和r-3樹脂糊制的電解槽在使用2年后進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)后者的電解槽的局部受損情況較前者嚴(yán)重，這就說明901樹脂較r-3樹脂更適合糊制電解槽。

3.2 工藝性能：

在手工糊制電解槽內(nèi)襯時，樹脂的工藝性是一個不能忽略的問題，為了確保內(nèi)襯的防腐蝕效果，應(yīng)該要求樹脂具有與玻纖層良好的浸潤性，否則會影響防腐蝕效果，我們進(jìn)行了一個比較方便快捷的試驗，在一平整的玻纖布上分別滴上901樹脂和r-3樹脂，以考察樹脂在玻纖層上的擴(kuò)散速度和浸潤性，發(fā)現(xiàn)901樹脂的擴(kuò)散速度較r-3樹脂的擴(kuò)散速度快30%左右，同時固化后的樹脂玻璃鋼的透明度也有所差別，901樹脂玻璃鋼的透明性較好。這就說明兩者之間的與玻纖的浸潤性能差別較大，若與玻纖的浸潤性好，則在玻纖上的擴(kuò)散速度較快，從而具有相對較高的透明度。

同時，在手工糊制而成的玻璃鋼內(nèi)襯表面質(zhì)量進(jìn)行比較時，發(fā)現(xiàn)采用r-3樹脂糊制而成的防腐蝕內(nèi)襯局部有白色的小顆粒狀的斑點或瑕點，另外在裝有樹脂的鐵桶底部偶爾會發(fā)現(xiàn)有白色的顆粒狀的懸浮物，形狀與固化后的玻璃鋼中的白色顆粒類似，這是否是樹脂生產(chǎn)廠家的在生產(chǎn)反應(yīng)中的不*反應(yīng)所致，目前沒有一個明確的答案。但就我們把剩余的白色懸浮物放置在銅電液中會發(fā)生溶解現(xiàn)象，這就說明一旦防腐蝕內(nèi)襯中存在白色的顆粒，勢必影響終的防腐蝕效果，因為樹脂玻璃鋼內(nèi)襯的防腐蝕機(jī)理是通過玻璃鋼層與腐蝕性電解液的隔離來確保的，那樹脂玻璃鋼的抗?jié)B性就是一個關(guān)鍵的技術(shù)問題，雖然整體整體玻璃鋼的抗?jié)B性良好，但若出現(xiàn)一些瑕點，勢必降低玻璃鋼隔離層的抗?jié)B性，從而影響后防腐蝕效果。

3.3 收縮性和結(jié)合性

正如上文所述，由于玻璃鋼內(nèi)襯的防腐蝕效果機(jī)理，就要求樹脂玻璃鋼的各層鋪層之間具有好的結(jié)合性，包括與混凝土基礎(chǔ)的粘接性。從理論上可這樣認(rèn)為，樹脂與玻纖的浸潤性越好，玻璃鋼中間的結(jié)構(gòu)包括各層鋪層間的結(jié)合性越好，就可以更好的避免或減緩腐蝕性介質(zhì)在玻璃鋼中的滲透，從而提高玻璃鋼內(nèi)襯的防腐蝕效果；另外，為了確保玻璃鋼內(nèi)襯與混凝土基礎(chǔ)的粘接性，我們通過試驗表明，兩個樹脂與混凝土基礎(chǔ)的粘接性均能達(dá)到使用要求。

而影響樹脂固化后的結(jié)合性以及與基礎(chǔ)的粘接性的一個關(guān)鍵因素是樹脂的固化收縮性，我們根據(jù)《環(huán)氧澆鑄樹脂線性收縮率測定》（HG/T 2625-94）測試結(jié)果表明，在室溫下固化的M-3樹脂的線收縮率為3.79%，而854樹脂的線收縮率則為2.86%，這就說明901樹脂具有更低的收縮率，這是因為r-3樹脂中的不飽和雙鍵含量較高，以致在樹脂基體充分固化后產(chǎn)生的收縮比較大。在相同厚率（均為3mm左右）的手糊玻璃鋼放置一段時間后，r-3樹脂玻璃鋼板發(fā)生較明顯的變形或彎曲，而901樹脂玻璃鋼板的變形較為不明顯，這也可以間接說明了兩者的收縮性的差別。而收縮內(nèi)應(yīng)力易導(dǎo)致在玻璃鋼中產(chǎn)生不易覺察的細(xì)微“裂紋”，包括在與玻纖結(jié)合的界面處，這些裂紋的存在容易使腐蝕性介質(zhì)滲透到玻璃鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部，后導(dǎo)致防腐蝕的失效。另外，由于樹脂的固化收縮，這樣就會導(dǎo)致附在砼基礎(chǔ)上的玻璃鋼產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，從而可能或容易導(dǎo)致玻璃鋼與混凝土基礎(chǔ)之間的脫殼隱患，我們在每年的電解槽使用情況維護(hù)檢察中可以發(fā)現(xiàn)，采用901樹脂糊制成的電解槽的玻璃鋼層與混凝土基礎(chǔ)分離脫殼現(xiàn)象基本上沒有發(fā)生。

3.4 防腐蝕性能

而為了確保內(nèi)襯玻璃鋼層的防腐蝕效果，要求樹脂能夠具有良好的耐腐蝕性能，一般銅電解內(nèi)的化學(xué)介質(zhì)溫度為61-65℃，成份為Cu 48g/L, 硫酸：200g/L，陽極為銅極，在電解過程中[H+]變化不大，從以上的數(shù)據(jù)并結(jié)合一些廠家的耐腐蝕應(yīng)用經(jīng)驗，乙烯基酯樹脂或其它樹脂也能達(dá)到耐腐蝕使用要求，但在實際應(yīng)用中的防腐蝕效果的差別還是有所差別，