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[公告] 每日更新2040217《玻璃钢衬里防腐》(实战全集之第陆卷第14章)

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0.5.4 “树脂重防腐”之“现场配制树脂胶泥”简介

本书《第陆卷 树脂重防腐》之《第12章 防腐工程之现场配制树脂胶泥》有本节更详尽阐述。

(1)概述、定义、特点

在工业建筑和设备防腐工程中,胶泥是非常重要的防腐蚀材料之一。

防腐胶泥定义:它是以粉料材料(多为滑石粉、石英粉、石墨粉等)、片状材料(多为玻璃鳞片)对树脂材料进行增强,并应用于现场工程的表现形式。

由于鳞片胶泥在近年来得到了非常广泛的应用,已经不局限于一般防腐胶泥的应用场合,因此特别将商品级的鳞片胶泥独立出来,在《第陆卷 树脂重防腐》之《第13章 商品级玻璃鳞片胶泥防腐》中进行详细的介绍。本节仅就粉料增强材料的防腐蚀施工现场配制的胶泥进行阐述。

该章节也是《第陆卷 树脂重防腐》之《第16章 砖板衬里防腐》章节胶泥的表述部分,在后文中将不再就砖板衬里用胶泥的性能和区别进行详细的说明。

一般防腐胶泥,独自使用它进行现场工程的并不多见,它多用于粘结砖板、石材、石墨制品以及刮抹面层和砖板衬里地面工程的隔离层、灌缝、挤缝、填缝等。用于粘结的常用防腐胶泥有:不饱和聚酯树脂胶泥、酚醛树脂胶泥、呋喃树脂胶泥、乙烯基酯树脂胶泥、环氧树脂胶泥、沥青胶泥、水玻璃胶泥。尽管沥青胶泥和水玻璃胶泥的主体成份并不是常用的热固性树脂,但这里还是将它们放到一起来讨论。表0.5.4-1简要介绍了各种胶泥的适用范围。

0.5.4-1 各种胶泥的适应范围
胶泥品种
适用范围
温度
腐蚀介质及性能评价

无机

硅酸

盐胶

钠水玻璃胶泥

<300

耐各种浓度的硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氧化性介质、有机物的腐蚀;不耐氢氟酸、氟硅酸、含氟物质、碱、热磷酸的腐蚀;机械强度低、粘结力差、孔隙率大、致密性差、收缩率大

钾水玻璃胶泥

<900

耐各种浓度的硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、氧化性介质、有机物的腐蚀;不耐氢氟酸、氟硅酸、含氟物质、碱的腐蚀;机械强度、粘结力差、抗渗性能优于钠水玻璃胶泥,但较有机树脂胶泥还是差得远。

有机

树脂

胶泥

酚醛树脂胶泥

<150

70%以内的硫酸、各种浓度的盐酸、磷酸、某些有机物、氢氟酸的腐蚀;不耐碱、氧化性介质的腐蚀;改性后可用于稀碱(如环氧-酚醛树脂胶泥);机械强度大、粘结力好;固化物发脆(尤其是中高温烘烤型的酚醛胶泥);常温固化孔隙率小、中高温烘烤型空隙率大,致密性不佳

呋喃树脂胶泥

<170

耐酸性能类似酚醛树脂胶泥;可耐常温40%氢氧化钠;不耐氧化性介质;耐低浓度低温的酸碱交替;机械性能与酚醛树脂胶泥相似,粘结力较酚醛树脂胶泥差,韧性也更差

环氧树脂胶泥

<60

40%常温硫酸、20%常温盐酸、20%氢氧化钠的腐蚀,但不耐中高温下的以上介质腐蚀;不耐氧化性介质和有机溶剂腐蚀;机械性能好、韧性好、粘结力是胶泥中最好的、收缩率也小

不饱和聚酯树脂胶泥

<70

耐常温下稀酸稀碱腐蚀;不耐氧化性介质、有机溶剂;收缩较大、抗渗性好、粘结性能好

乙烯基酯树脂胶泥

<120/180

耐酸碱、氧化性介质、部分有机溶剂的腐蚀;耐一定温度下大多数化学介质的腐蚀;

机械性能好、韧性好(和环氧树脂外的胶泥比较好、和环氧树脂胶泥比要差)、粘结力好(和环氧比还是要差得远)、收缩率也小(和环氧树脂胶泥比还是要差)、抗渗透性能好;

低温型乙烯基酯树脂胶泥,长期气相耐高温可达120℃、高温型可达180℃

市面上的胶泥,很多材料商为技术保密或其他的一些因素,并不直接以其主体成份树脂像前文一样进行命名,而是惯以最终应用效果来进行命名,如耐酸胶泥、耐热胶泥、耐温耐酸胶泥、耐磨胶泥、弹性胶泥、防爆胶泥、柔性胶泥等。

要想得到理想的,既具有良好的粘结性能,又具所需特点和防腐性能的胶泥,绝不是将树脂粘结剂和粉料简单的混合,而是针对不同的防腐性能需求,不同的基材和环境,选用不同粘结剂材料、不同种类填料及配比、不同种类助剂。

目前胶泥真正大量商品化的还只有玻璃鳞片胶泥、呋喃树脂胶泥粉、水玻璃胶泥粉三种,这三种胶泥限于其自身的特点,如在现场进行混合配料,是很难把握最终胶泥的施工性能和质量的。至于目前应用到的其他种类的胶泥,要么是极少量特殊场合应用,如防爆胶泥、柔性胶泥等,可以说是没有大量的商品化,市场上应用更多的是现配现用的胶泥。殊不知胶泥除了粘结剂树脂、粉料外,还有助剂、配比等很多其他质量影响因素,而绝非是不方便施工就多加点稀料那么简单,因此说目前除前文所述的三种商品化了的胶泥外,绝大多数防腐胶泥还都停留在非商品化的阶段,往往工程现场工人操作不当,导致最终胶泥质量出现事故引起的工程事故比比皆是,换句话说,大家目前都把它看成“鸡肋”。笔者从多年的材料和工程经验出发,对每一种胶泥进行详细的阐述,希望读完此节文字的读者朋友,不再视“胶泥”为“鸡肋”。

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(2)防腐胶泥选择原则

选择防腐胶泥种类,需从如下三个大的方向去考虑。

1.腐蚀介质环境

这是胶泥选材的主要决定因素。如硅酸盐类胶泥在碱类、氟化物、中性水溶液介质中易溶解,发生化学反应遭到腐蚀破坏;有机树脂类胶泥的各种树脂原料的分子结构式不同,不是每一种的耐腐蚀性能,或者说耐任何介质性能都很优异,在某些特定介质中,部分有机树脂也易产生断链、氧化、水解、溶解等化学、物理过程遭到破坏腐蚀。

除了以上概述性原则外,笔者根据自己的经验总结了一些零散的知识点:①碱性介质中,不应选择水玻璃胶泥、酚醛树脂胶泥,而应选择呋喃树脂胶泥、环氧树脂胶泥(仅适于常温)和VER胶泥(可耐一定温度),并适合采用石墨粉、重晶石粉等作为耐酸粉料;②强氧化性介质,如浓硫酸、硝酸、铬酸、氯气、次氯酸、双氧水等,宜选用VER胶泥和硅酸盐胶泥;③含氟介质,如氢氟酸、氟硅酸、氟硅酸盐等介质中不宜采用硅酸盐胶泥,树脂类胶泥也不适宜添加含二氧化硅的石英粉之类粉料,而应选用以石墨粉、重晶石粉为粉料的树脂类胶泥;④遇到混合介质或交替变化的介质时,应验证选用胶泥能单独耐任何一种介质(如既耐酸又耐碱),并且需要考虑不同介质混合时的反应放热(如酸碱交替或中和)或协同效应(如铬酸中含硫元素会大大增强腐蚀性);⑤有机溶剂,根据分子量大小、极性和溶解度参数不同,有很多种类,可有选择性使用树脂类胶泥,硅酸盐胶泥尽管耐有机溶剂很棒,但是致密性太差容易渗透,用的很少,目前市面上采用无机富锌、硅酸锂涂料是一个很好的解决方案,但用到胶泥领域来,还未见市场报道,期待致力于这一领域的同仁将耐溶剂性能非常优异的无机富锌漆借鉴引入到树脂重防腐胶泥体系中来,笔者和广大读者一样翘首期盼。

2.温度

温度条件是和介质条件综合在一起考虑的,尤其是对于树脂类胶泥而言,耐任何一种腐蚀性介质,都是有耐温上限的,而非在树脂热变形温度以下任何温度下都能耐的。酚醛树脂胶泥、呋喃树脂胶泥、高温型VER胶泥的耐温较高,但也是针对气相高温;环氧树脂的现场施工采用常温T31酚醛胺固化剂或乙二胺固化剂,其固化物的绝对耐温都不高;不饱和聚酯树脂胶泥也是根据介质状况来判断耐温级别的。

3.设备运行状态

这里包括设备的运行载荷、温度变化频率、应力、应变、压力、真空度、震动等因素,它们应和选择胶泥品种的韧性、耐应力应变、粘结性能、固化物的线性膨胀系数等联合考虑。

以上
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更新于2022年11月21日 PM22:30
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(3)防腐胶泥粉料选择原则

防腐胶泥选择适用的粉料时,需从如下两个大的方向去考虑。

1.耐腐蚀性能、机械性能、热稳定性、成本

粉料填料须满足含水量低,机械杂质少;具有较好的耐腐蚀性能,不轻易溶解、溶胀、变色;不含其他杂质,尤其是易和介质反应的杂质(如碳酸根离子、铁离子);具有较好的热稳定性,在操作温度范围内不轻易熔融、变形、收缩;与VER有较好的粘结性能。

耐酸粉料按照制造原理分为两大类,一类是经过煅烧的熟料,如铸石粉、瓷粉、石墨粉等,杂质少,含水量低,致密性好,稳定,耐蚀性优异,吸水率也低,收缩也小,但成本往往较后面一类要高;另一类是天然岩石类,经过粉碎筛分,没有经过煅烧,杂质多,形态不稳定,致密性差,与熟料相比,耐蚀性、吸水率、收缩都不如熟料,并且产品批次的强度耐蚀性等稳定性也不好。

铸石粉是一种经加工而成的硅酸盐结晶粉状材料,以辉绿岩、玄武岩等火成岩矿物为主要原料,并适当地混以工业矿渣,经配料、熔融、粉碎、筛分而得。铸石粉成本低廉,硬度高,耐磨性好,抗腐蚀性能强,除氢氟酸和热磷酸外,能抗任何酸碱的腐蚀(耐酸性大于96%,耐碱性大于98%)。辉绿岩铸石粉主要成分也是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁等,相对密度在3.0左右,用它配制成的VER胶泥力学强度大,热稳定性好。铸石粉中含有金属氧化物,不宜用作为酚醛树脂胶泥、呋喃树脂胶泥的填料。实际使用中,铸石粉常与石英粉等配合使用。

耐酸工业陶瓷粉是以黏土为主体,并适当加入矿物、助熔剂等,按一定配方混合、成形后经高温烧结、筛分而成,其二氧化硅和氧化铝成分更高,相对密度2.6左右。市售耐酸陶瓷粉,多为耐酸陶瓷制品的废品经粉碎而来的,成本更低。化工耐酸陶瓷粉可耐除氢氟酸、300℃以上的磷酸、氟硅酸和浓度较大的碱类外各种无机酸、有机酸、氧化性介质、氯化物、溴化物等的腐蚀,并且热稳定性极好,收缩非常低,与VER的粘结性能都很好。

石墨粉相对密度2.1~2.2,化学性稳定,不受强酸碱影响,有害杂质少,铁硫含量低,具有耐高温、传热、导电、润滑及可塑性等特点,在防腐领域,可起到防腐、导电双重效果。石墨粉具有优异的耐腐蚀性能,除氧化性酸外(如王水、浓硝酸、铬酸),可耐其他一切浓度的酸类腐蚀(含氢氟酸,因此石墨粉也常用来作为耐氢氟酸胶泥的填料),可耐各种浓度的碱、有机物、盐类的腐蚀,并且石墨粉具有优异的导热性能和导电性能,可作为导热胶泥和导电胶泥的填料。石墨粉吸水率低、收缩小,其中也含金属氧化物杂质。

重晶石粉主要成分是硫酸钡,此外含少量的二氧化硅等杂质,不溶于酸和水,相对密度4.5左右,重晶石粉可耐酸(含氢氟酸)、碱及有机溶剂腐蚀,常用来配制耐氢氟酸胶泥。但重晶石粉的密度大,配制胶泥时,用量较大,导致最终胶泥的硅酸盐或树脂部分相对含量较低,粘结性能明显下降,因此重晶石粉也常和其他粉料配合使用(如石墨粉)。

石英粉、石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定(对含氟酸性介质除外)、以二氧化硅为主要成分的无机硅酸盐矿物填料,又称硅微粉,和市面上常说的硅绿粉完全不一样,后者一般指的是绿色的碳化硅耐磨粉料。石英粉可耐各种浓度的无机酸和一些有机酸的腐蚀,但不耐碱和含氟介质。石英粉是亲水物质,配成的胶泥收缩大;此外石英粉常含有一些碳酸钙、金属氧化物杂质,这会影响到VER胶泥的耐酸性和固化速度。石英粉、石英砂在防腐领域作为填料使用,主要用来提高防腐材料的耐腐蚀性能、耐磨性能、硬度、耐候性等。市场上常用的石英粉相对密度在2.6~2.8。

云母粉是一种非金属矿物,含有多种成分,其中主要有二氧化硅,含量一般在49%左右,其次是氧化铝,含量在30%左右,其余还有钾、钠、铁、镁的氧化物。云母粉具有良好的弹性、韧性、绝缘性,耐高温、耐酸碱,附着力强,是一种优良的添加剂。云母粉可制成带有导静电功能的粉料。

碳化硅粉,又称硅绿粉,防腐常用的为绿色碳化硅粉,作为耐磨材料使用。绿碳化硅是以石英砂、石油焦及氯化钠为基本原料在1800℃以上高温条件下生成的非金属矿产品。它具有硬度高、膨胀系数小、性脆、导热性好等特点。绿碳化硅微粉相对密度约3.20~3.25,含SiC达97%以上,粒径5μm~125μm,其硬度介于刚玉和金刚石之间,力学强度高于刚玉。

氮化硅粉(Si3N4)是一种灰白色超硬的陶瓷粉料,密度3.44,本身又具有润滑性,耐磨性能超越,热导率为16.7W/(m·K),线膨胀系数为2.75×10-6/℃(20℃~1000℃)。

滑石粉为碱性粉料,为白色或类白色、微细、无砂性的粉末,手摸有油腻感,主要含硅酸镁,其中氧化镁31.7%、氧化硅63.5%、水4.8%,此外还含氧化铝等杂质,相对密度2.7~2.8。用于防腐领域的化工级滑石粉,呈碱性,不可作为耐酸,尤其是强酸性介质的涂料防腐和树脂重防腐的填料。

碳酸钙为碱性粉料,是用优质的方解石为原料加工而成的白色粉体,尤其是重钙粉具有白度高、纯度好、色相柔和及化学成分稳定等特点,和滑石粉一样,钙粉也是碱性无机填料,不可作为耐酸,尤其是强酸性介质的涂料防腐和树脂重防腐的填料。

氢氧化铝,是一种白色粉末状固体碱,由于又显一定的酸性,所以又可称之为铝酸(H3AlO3),但实际与碱反应时生成的是偏铝酸盐,因此通常把它视作一水合偏铝酸(HAlO2·H2O)。

玻璃微珠粉是近年来发展起来的一种用途广泛、性能特殊的重防腐填料。该产品由硼硅酸盐原料加工而成,粒度10μm~250μm,壁厚1μm~2μm。该产品具有质轻、低导热、强度高和良好的化学稳定性等优点,也可做成导电银粉的载体。目前采用玻璃微珠粉类配制胶泥的几乎没有,因实在太贵。

长石粉是一种碱金属和碱土金属的硅酸铝盐,有钠长石粉和钾长石粉,长石粉中二氧化硅含量相对低些,含有钙镁碳酸盐杂质,耐酸性低于石英粉,常用作为水玻璃胶泥的粉料。

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2.合理的组合配比

防腐胶泥中,填料的颗粒太大,胶泥的空隙率增大,抗渗性变差,施工时也容易流淌,固化后胶泥表面也会比较粗糙,没有光泽;颗粒太细,比表面积太大,粘结料的用量也随之增大,会影响到最终胶泥的耐腐蚀性能和力学性能。达到密实度高、空隙率又低、固化后胶泥的力学性能和抗渗性能又好,是胶泥填料级配组合的目的。

不同种类的粉料合理的组合,也是胶泥生产中应考虑的。只考虑耐腐蚀要求,选择相对密度较大的粉料是不可取的。

针对不同介质选择的粉料也有不同要求:

①水玻璃胶泥基本上在酸性介质场合应用,避免选择碱性填料,可选择铸石粉、石英粉、长石粉、石墨粉、重晶石粉等;

②酚醛树脂胶泥和呋喃树脂胶泥采用酸性固化剂,应避免选用含碱性(如碳酸盐)、金属(如铁)等杂质多的生料,而应选择经煅烧的熟料,如铸石粉、耐酸陶瓷粉、石墨粉等;

③应用到碱性介质中的防腐胶泥,如乙烯基酯树脂胶泥、呋喃树脂胶泥、环氧树脂胶泥等宜选用耐碱性好的石墨粉、重晶石粉等,如果介质的碱性浓度不高的话,也可采用部分铸石粉;

④在氢氟酸和含氟介质中,胶泥采用的填料不应选含二氧化硅的粉料,可选用石墨粉、重晶石粉等;

⑤导热导静电胶泥,可采用石墨粉为填料,导静电胶泥还可采用导电云母粉、导电玻璃微珠粉为填料;

⑥遇强氧化性介质时,如硝酸、王水、浓硫酸等,不宜采用碱性粉料、石墨粉作填料,而应采用含二氧化硅较多的石英粉、长石粉、铸石粉作填料;

⑦不同种类填料,可互为补充,取长补短,混合使用,如铸石粉和石英粉混用、石墨粉与重晶石粉混用等。

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(3)硅酸盐胶泥

1.概述

钾水玻璃胶泥的则是以硅酸钾、固化剂缩合磷酸铝、硅铝氧化物等耐酸耐热粉料为原料配制而成,钾水玻璃和缩合磷酸铝反应生成偏磷酸和氢氧化铝,继而生成硅酸凝胶体,与粉料粘结在一起,脱水缩合后形成SiO2的网状高分子牢固整体,其反应程度更高,生成物并不会像钠水玻璃生成物那样导致凝胶体体积膨胀致使衬里层破裂,相较于钠水玻璃胶泥,它的固化物致密性更好,抗渗性也更好,但治标不治本,其抗渗性要是和树脂类胶泥相比,那还是差得远。

硅酸钠水玻璃胶泥的固化原理是:硅酸钠水玻璃(俗称泡花碱)和氟硅酸盐固化剂(常用为氟硅酸钠,此外氟硅酸钾、氟硅酸镁、氟硅酸锌也可用)及水反应生成硅酸的凝胶,硅酸的凝胶体将胶泥中的耐酸粉料粘结成一个整体,待硅酸凝胶体失水后就自我缩合形成二氧化硅的缩合体,形成一个坚硬的整体材料。钠水玻璃胶泥致密性不足、空隙大、抗水渗透、抗稀酸渗透、抗碱渗透性能不足的根本原因在在硅酸钠与固化剂氟硅酸钠的反应很难达到80%以上,因此未反应完的硅酸钠与固化剂以及后续生成的氟化钠,这些物质遇到水后都会继续反应,导致最终被溶解,这也就是水玻璃耐浓硫酸腐蚀渗透的性能反而优于稀硫酸的腐蚀渗透性能的原因。钠水玻璃胶泥易与硫酸、醋酸、磷酸等生成钠盐,导致内在体积膨胀,产生裂纹脱落。

水玻璃胶泥采用的粉料在上一节有介绍,主要有石英粉、铸石粉、辉绿岩粉、瓷粉、石墨粉、安山岩粉、硅铝氧化物等,当然水玻璃也可与石英砂、石英石、砂石等配合在一起制成耐酸砂浆和耐酸混凝土。

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2.性能

关于硅酸盐水玻璃本身的相关理论知识,也可参见本书《第伍卷 无机非金属防腐材料及施工》之《第2章 硅酸盐防腐材料(水泥、水玻璃、KP-1胶泥)及施工》,在此不再累述。

硅酸盐胶泥的典型特点:耐温、耐酸(含氟酸除外)、不耐碱、不耐水渗透、不耐氟化物、不耐特高温酸(200℃以上)、致密度不足、空隙大、抗渗性差。

水玻璃胶泥,耐高浓度强氧化性酸、耐绝对高温的性能优于其他有机树脂配制成的胶泥,就是乙烯基酯树脂胶泥在这方面也不如水玻璃胶泥。水玻璃胶泥具有以上两个突出的特点,是有机树脂胶泥不可比拟的,因此它在建筑防腐蚀工程中占有相当重要的地位,与树脂胶泥互为补充。

水玻璃胶泥相比树脂胶泥,成本更低廉。尽管它能耐浓酸(如95%以上硫酸),但它反倒耐不了稀酸,关键的原因就是它的致密性不够,抗水渗透性能不足。除稀酸外,它还耐不了碱,加之无机材料本身的脆性就大,固化收缩大,这在实际工程上使它受到了很大的应用限制。

水玻璃耐酸胶泥、耐酸砂浆和耐酸混凝土主要是用于有耐酸要求的工程,如硫酸池等。此外水玻璃胶泥和耐热耐酸混凝土也可用于耐火材料的砌筑和修补。水玻璃耐热砂浆和混凝土主要用于高炉基础和其他有耐热要求的结构部位。水玻璃胶泥固化后的线性膨胀系数与钢板接近,可有效避免高温下设备内衬层的热应力的产生。

需特别注意的是,钾水玻璃的抗水渗透性远胜于钠水玻璃,市面上很多以次充好廉价的钾水玻璃实际上都掺入了钠水玻璃。钠水玻璃胶泥价格低廉,钾水玻璃胶泥则贵多了。

目前市场上已经出现了一些改性的钾水玻璃,其耐酸、耐温、密实、抗渗等性能都不错,价格也不高、使用方便,可拌和成耐酸胶泥、耐酸砂浆和耐酸混凝土,已经在化工、冶金、电力、煤炭、纺织等部门各种结构的防腐蚀工程得到了应用,也可作为贮酸池、耐酸地坪、耐酸表面砌筑的原材料。

水玻璃胶泥在重防腐领域最主要的表现形式就是KP-1胶泥,以下针对KP-1胶泥作详细的介绍。

KP-1系列耐酸耐热胶泥(简称KP-1胶泥)是以钾水玻璃为胶材料,缩合磷酸铝为固化剂,硅铝氧化物为耐酸耐热粉料和骨料,以及少量辅助材料集配而成的新型耐酸耐高温防腐材料。其产品主要表现形式有:KP-1胶泥、KP-1砂浆、KP-1耐酸耐热混凝土(简称KP-1砼)。目前市场上的钾水玻璃都是与KP-1胶泥粉料配套使用。使用中要按比例一次性配好,并放入搅拌器搅拌均匀,一次用完。

KP-1胶泥具有较高的机械强度和优越的粘接性能,特别在砌筑花岗岩块材、耐酸瓷砖、瓷板与水泥的粘接力大于母体。KP-1耐酸耐热KP-1材料在各种浓度的有机酸、无机酸中性能稳定,特别是在稀酸、工业水、中性水溶液中不产生结晶盐,并具有较高的抗渗性。KP-1胶泥采用无毒固化剂,对操作施工人员无毒害,可用于食品、医药等设备防腐工程中。耐酸耐热KP-1胶泥与有机胶泥相比,价格低廉。它除具有有机胶泥耐腐蚀的同等性能,还具有耐强氧化介质腐蚀的独特性能。KP-1胶泥可室温固化,施工简单,使用方便,易于运输,防潮贮存。

KP-1胶泥适用于各种浓度的硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、铬酸、次氯酸、氯磺酸、甲酸、草酸、醋酸等酸类,醇、酮、苯等有机溶剂,酸性盐类,氯气、双氧水等氧化性介质以及上述各类介质的混合物,但KP-1钾水玻璃胶泥不耐碱、碱性介质、含氟物质,尚耐水和水蒸气。KP-1钾水玻璃胶泥适用于石油、化工、冶金、农药、食品、发酵、水解、酸洗等工业部门的 反应釜、贮罐、塔、池、地坪、地沟、电解槽、高温腐蚀性的烟囱、烟道等设备工程。KP-1胶泥粉料用于衬砌耐酸砖板、铸石板及地坪、地板、花岗岩勾缝、整体面层抹面等,特别在氧化性炉窑砌筑方面具有良好性能,使用温度可达1000℃以上。 KP-1砂浆在工业厂房的墙群、屋顶及酸性液体飞溅的场所具有良好的防腐作用,用于铺砌块材、座浆、灌缝及整体的施工。KP-1混凝土主要用于整体浇注地坪、酸沟、槽、罐、设备基础等,是理想的一次浇注成型的建筑防腐材料。

KP-1胶泥应用于重防腐工程中,尽管比钠水玻璃胶泥性能好很多,但和其他有机类防腐胶泥相比,它最致命的弱点在于它的密实性和抗渗透性能不足,更无韧性可言。

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3.配方

常见的水玻璃胶泥的主要原材料配制范围比例如表0.5.4-2。

0.5.4-2 常见的水玻璃胶泥主要原料配比
原料
配比
普通钠水玻璃胶泥
钾水玻璃胶泥(KP-1胶泥)
钠水玻璃(硅酸钠)
3842
/
钾水玻璃(硅酸钾)
/
4244
氟硅酸钠(固化剂)
6
/
缩合磷酸铝(固化剂)
/
6
耐酸粉料
100
94

施工时,打底的灰浆,较之胶泥要稀得多,一般水玻璃和耐酸粉料的比例在1/1左右,便于打底粘结基材。水玻璃胶泥一般在配制前混合好搅拌均匀,到了施工时,不可再去补加水玻璃或固化剂。温度过低时,施工需采取保温措施。

硅酸盐水玻璃胶泥的主要缺陷就是空隙率大,致密性不好,抗渗性能差,为此很多厂家都在对它进行提高致密性的改性工作,主要有:①尽量少用钠水玻璃,更多采用就钾水玻璃;②采用缩合磷酸盐或其他固化剂,减少空隙率;③选择活性耐酸粉料,在遇酸后会生成胶体,填充胶泥的孔隙,达到致密性更好的目的。

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(4)酚醛树脂胶泥

1.概述

酚醛树脂胶泥由酚醛树脂、固化剂、填料等配合而成。

“耐酸耐热有余,耐碱韧性不足”是酚醛树脂胶泥最好的概括。通过各种改性,可以适当得在韧性耐碱方面有所提高,但也是治标不治本。

2.性能

①酚醛树脂胶泥耐腐蚀性能见表0.5.4-3。

0.5.4-3 酚醛树脂胶泥耐腐蚀性能简表
介质环境
耐腐蚀性能

50%以下的硫酸、各种浓度盐酸和磷酸、尤其耐醋酸(较乙烯基酯树脂还有优势)、部分有机酸;但不耐硝酸、浓硫酸、铬酸、次氯酸、氯气等氧化性酸和介质

不耐碱、不耐碳酸钠、不耐氨水等碱性介质

有机溶剂

耐部分有机溶剂,如苯乙醇、二氯乙烷,但耐不了胺类有机物、芳香族有机物、醛类有机物等

②酚醛树脂胶泥物理性能见表0.5.4-4。

0.5.4-4 酚醛树脂胶泥物理性能简表
项目
性能
机械性能

与添加的填料种类和数量有很大关系,添加瓷粉、铸石粉的强度大于添加石墨粉、重晶石粉的中高温烘烤在现场往往做得不够充分,导致性能发挥不出来

粘结性能

与砖板粘结性能较好

韧性

较差,固化后的胶泥刚性有余,韧性不足,抗冲击较差

热稳定性

耐温高,120℃以下干态气相可采用,某些场合可达150℃,乃至180℃。以石墨粉为填料的胶泥具有导热性能

耐疲劳性能

耐温度骤变性能、耐应力变化性能都不足

抗渗性能

常温固化,有小分子水逸出,导致空隙率增大,致密性不足,抗渗性差

3.原料

苯酚和甲醛在碱性催化剂作用下生成热固性酚醛树脂,树脂中游离甲酚和水分,在胶泥使用酸性固化剂作用下,发生缩聚反应,会有小分子溢出,造成胶泥的空隙率增大,抗渗性变差,机械强度下降,耐腐蚀性能下降。

热固性酚醛树脂常用的酸性固化剂有:苯磺酰氯、硫酸乙酯等。常用的苯磺酰氯毒性较大,挥发性强;硫酸乙酯尽管没有毒,但是配置的胶泥凝胶时间难以控制,固化后的空隙率大,抗冲击性能和耐腐蚀性能比苯磺酰氯做固化剂的差很多。

正因为固化剂为酸性的,故酚醛树脂胶泥使用的填料不可为碱性填料,如滑石粉、钙粉、氢氧化铝等不可使用;酚醛树脂胶泥基本都用于耐酸介质,采用陶瓷粉、铸石粉、重晶石粉较多;在含氟介质和碱性介质中,则只能采用石墨粉和重晶石粉;铸石粉、石墨粉中金属铁杂质含量较高,也会与酸性固化剂反应,选用前应确认,必要时进行检测;重晶石粉中含有碳酸盐,也会与酸性固化剂反应,也一样需要提前确认。

4.配制和施工

需采用搪瓷盆或在搅拌机中配制,每次配完的料需30min内用完;苯磺酰氯作固化剂时先与粉料混合,硫酸乙酯和酚醛树脂混合需慢慢进行,避免高温;混凝土碱性基材及铁基金属基材都需要先用环氧树脂打底,再做酚醛树脂胶泥的施工;酚醛树脂胶泥常温固化需要大半个月才能达到较好的固化效果,因此现场往往都需要加温,加温时尽量采用阶梯式升温和阶梯式降温的程序,避免聚合过快。

5.改性

“韧性不足、空隙率大”是酚醛树脂胶泥的两大致命弱点,因此对其进行增韧改性是必要的。对于酚醛树脂本身而言,增韧改性的方法很多,但对于重防腐工程领域的酚醛树脂胶泥而言,目前采用较多的增韧方法还是,混入环氧树脂,用以提高酚醛树脂胶泥的粘结性能和韧性,但环氧树脂的引入,也导致了胶泥的耐热性能下降。

“保存期太短”是酚醛树脂胶泥另一大缺点。常温下,其存放期不超过1个月,冷藏保存或加入10%苯甲醇时,存放期一般也只有3个月。这在很大程度上限制了酚醛树脂胶泥的应用,要知道施工现场很少有冷藏条件的。如何去延长酚醛树脂胶泥的存放期,也是广大技术研发人员需要面对的课题,否则酚醛树脂胶泥的市场应用面将会越来越窄。

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(5)呋喃树脂胶泥

1.概述

呋喃树脂胶泥是呋喃树脂、固化剂、填料的混合物,既耐酸又耐碱又耐热,目前是三大商品化胶泥(水玻璃胶泥、呋喃树脂胶泥和乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥)中非常重要的一种。

呋喃树脂胶泥的典型特点:耐酸性能和酚醛树脂相当、耐碱性强于酚醛树脂、尤其耐低浓度酸碱交替(此时可与乙烯基酯树脂相当)、不耐氧化性介质、粘结性能一般、强度大、韧性严重不足、耐温度骤变较酚醛树脂还要差、使用温度略高于酚醛树脂胶泥。

国内呋喃树脂胶泥做的较好的有:中冶的YJ型呋喃树脂胶泥(徐兰洲教授是该领域介入非常早的专业人士)、黄石汇波公司XLZ呋喃树脂胶泥(汇波的老总余波也是在徐教授指导下企业才发展到今天的)。

2.种类

常用的呋喃树脂有:糠醇树脂、糠醛-丙酮树脂、糠醛-丙酮-甲醛树脂以及以这些树脂为基础的改性呋喃树脂。

3.性能

在酸性固化剂作用下,以上呋喃树脂发生缩聚反应,最终固化物具有良好的耐碱性、耐热性,可用于酸碱交替介质,但不耐浓硫酸、硝酸、铬酸、次氯酸等氧化性介质。

常用的呋喃树脂胶泥是以糠醇树脂或糠醛-丙酮树脂为原料配制的糠醇胶泥或糠酮胶泥,近年来像汇波一样单位,也开发了糠醇糠醛胶泥。它们具有如下特点。

①耐蚀性:耐70%以下常温的硫酸;耐各种浓度盐酸、磷酸、醋酸;耐碱,可用于40%常温氢氧化钠溶液;耐部分有机溶剂,如苯、乙醇、甲苯等;但不耐胺类、卤素、酚类、醛类、酯类溶剂;不耐氧化性介质,如浓硫酸、王水、硝酸、铬酸、次氯酸等。

②耐热性:绝对耐热温度高,可在170℃气相高温下使用;但耐热循环,耐温度骤变不足,容易脱落。

③粘结性:不含极性基团,粘结性能差,环氧树脂改性之后,提适当提高粘结性能。

④力学性能:固化后强度大、硬度高,但收缩大,特别脆。

⑤适应性:酸性固化剂,所以不可直接与金属或混凝土表面接触,需先用环氧打底或做其他隔离层。

4.配制与施工

呋喃树脂本身是红棕色或黑色的粘稠液,其固化速度取决于酸的强弱,往往选择酸性较弱的苯磺酰氯,固化速度控制得较慢些,有利于最终的固化物综合性能和耐蚀性能。

耐酸呋喃树脂胶泥多用陶瓷粉、铸石粉、石墨粉与石英粉为填料,耐碱呋喃树脂胶泥和耐氟化物胶泥多采用石墨粉和重晶石粉为填料。任何碱性的填料都不可采用,且石墨粉、铸石粉中的铁含量也需要严格控制。

呋喃树脂胶泥的配制比例为:呋喃树脂/固化剂/填料=100/10~14/150~200。固化剂一般先与填料混合,到使用时再与树脂混合即可。呋喃树脂胶泥需采用搪瓷盆或在搅拌机中配制,每次配完的料需30min内用完;混凝土碱性基材及铁基金属基材都需要先用环氧树脂打底,再做呋喃树脂胶泥的施工;呋喃树脂胶泥常温固化需要大半个月才能达到较好的固化效果,因此现场往往都需要加温,加温时尽量采用阶梯式升温和阶梯式降温的程序,避免聚合过快。

5.改性

尽管呋喃树脂胶泥具有较好的耐腐蚀性能、较高的机械强度、优异的耐热性能,但其致命弱点往往限制它的大量应用:粘结性能低、气味大有毒、韧性低抗冲击差、固化收缩大、施工操作性差(粘度大)、环境温度要求较高。环氧树脂的添加可大大改善这方面的性能。用酚醛树脂来改性呋喃树脂的施工方案已经基本绝迹了。

常见的环氧树脂改性呋喃树脂胶泥的配料比为:呋喃树脂(如糠醛丙酮型)/液态环氧树脂E44或E51/固化剂/石墨粉=70/30/8~12/80~150。环氧改性之后的呋喃树脂胶泥,其性能优于糠酮呋喃树脂胶泥,和混凝土基材的粘结强度可达3MPa,但耐腐蚀性能和耐热性能有所下降。

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(6)环氧树脂胶泥

1.概述

环氧树脂胶泥的典型特点:耐酸、耐碱、耐热都略低于酚醛树脂和呋喃树脂、更低于乙烯基酯树脂胶泥、粘结性能极佳、收缩率低、尺寸稳定、但长期使用温度低于其他胶泥(不超过60℃)。

2.原料

现场施工常用的环氧树脂有:E-51和E44。酚醛型环氧树脂用到并不多,此外,酚醛树脂改性环氧树脂、呋喃树脂改性环氧树脂等改性类环氧树脂也会用到。

羟基、环氧键、醚键都是极性较强的基团,这都是环氧树脂与基材粘结力强的原因。固化时体积收缩率很小,加入填料之后则更小。

环氧树脂固化剂种类很多,但用于环氧树脂胶泥现场施工的主要还是胺类固化剂,乙二胺、酚醛胺T31是使用最多的。乙二胺常与丙酮混合后使用,乙二胺毒性较大,加入量为树脂相对量的8%左右;如改成间苯二胺,则加入量需达15%;酚醛胺T31为15%~40%,无毒,施工适应性更强;低分子量的聚酰胺固化剂在环氧树脂胶泥中使用并不多。

稀释剂,是环氧树脂胶泥配制过程常用的一种调节辅料,有活性和非活性之分,关于环氧树脂的活性稀释剂和非活性稀释剂的详细介绍,请参见本书的“5.6.2 环氧树脂类涂料”和后文《环氧树脂》专门章节介绍。环氧树脂胶泥中添加了大量粉料,会阻碍非活性稀释剂的挥发逸出,产生气泡,致使胶泥的致密性上不去,此外也会降低胶泥的耐腐蚀性能,因此非活性稀释剂(如丙酮、甲苯、二甲苯、乙醇、环己酮、甲乙酮等)的添加量不宜过大,尽量控制在5%~10%,活性稀释剂当然好,但是成本太高,环氧树脂胶泥中几乎没几个人会用到活性稀释剂的。

增塑剂可以提高最终胶泥的韧性,但是它也会降低胶泥的耐蚀性能、耐热温度、机械强度等,因为环氧树脂本身的韧性就不错,因此在制作胶泥时,能不加邻苯二甲酸二酯类的增塑剂,则不加,即使要加,也尽量少加。

填料,多采用陶瓷粉、铸石粉、石英粉、石墨粉等。

3.性能

环氧树脂胶泥是环氧树脂、固化剂、填料的混合物,是砖板衬里施工时用到最多的胶泥品种,主要性能简表见表0.5.4-5。

4.配制与施工

常见的配比为:环氧树脂(主要为E-44或E-51)/胺类固化剂/粉料=100/不固定/150~250。

固化剂根据采用的胺种类不同,添加量不一样,在8%~40%范围变化。

固化剂一般先与稀料混合再使用,每次配完的料需30min内用完。

施工完后在15℃~30℃环境需固化7~10昼夜才可投入使用,也可经过热处理缩短保养期,加温时尽量采用阶梯式升温和阶梯式降温的程序。

0.5.4.-5 环氧树脂胶泥性能简表
项目
性能
物理机械性能

强度高、韧性好,都胜于酚醛树脂胶泥和呋喃树脂胶泥

粘结性

优异,是目前常用胶泥中和基材粘结性能最好的品种

耐蚀性

耐中等浓度的硫酸、盐酸和磷酸;耐碱性性强于不饱和聚酯树脂,但弱于呋喃树脂,比乙烯基酯树脂就更差;耐有机溶剂性能很差,芳香烃、酮类、酯类都可以使其溶胀溶解;氧化性介质(浓硫酸、硝酸、铬酸、氯气等)也能使其氧化变质

耐热性

环氧树脂胶泥都为常温固化,其固化物的耐热性能较差,一般最高使用温度也不可超过100℃,在酸碱腐蚀介质中通常只宜在常温下使用。环氧树脂改变固化剂,如采用咪唑类等、氰酸酯类高温固化剂,或者耐温改性环氧树脂,也可得到耐温非常高的环氧树脂胶泥,但目前应用到常温现场施工领域,还不成熟

收缩性能

固化收缩小、尺寸稳定性好

施工性能

粘度大,不易加填料,往往需加入稀释剂,这也造成了固化后的胶泥空隙率增大,并且稀释剂的加入也会导致流淌

5.改性

环氧树脂胶泥采用的改性方法多为酚醛树脂改性、呋喃树脂改性。酚醛树脂改性环氧树脂胶泥用以提高后者的耐热性能,呋喃树脂改性环氧树脂胶泥用以提高后者的耐热、耐酸碱性能。

常见的酚醛树脂改性环氧树脂胶泥的参考配料比:E-44/酚醛树脂/乙二胺(T31)/陶瓷粉(石墨粉)=70/30/6~8(15~40)/150~200(100~160)。

常见的呋喃树脂改性环氧树脂胶泥的参考配料比:E-44/呋喃树脂(糠酮)/乙二胺(T31)/陶瓷粉(石墨粉/铸石粉)=70/30/6~8(15~40)/150~200(100~160/180~250)。

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(7)不饱和聚酯脂胶泥

1.概述

不饱和聚酯树脂胶泥的性能和使用的不饱和聚酯树脂的种类有很大关系,使用的不饱和聚酯树脂种类决定了其最终胶泥的性能。综合而言,不饱和聚酯树脂胶泥典型特点:耐酸、耐热都略高于环氧树脂胶泥(但低于乙烯基酯树脂胶泥)、粘结性能不如乙烯基酯树脂胶泥(更不如环氧树脂胶泥)、收缩率大、不耐碱、也不耐高温、但施工性能好。

2.种类与原料

有关不饱和聚酯树脂的基础知识,在本书《第陆卷 树脂重防腐》之《第2章 现场施工用热固性树脂之基础理论知识》中进行详细介绍,此处仅就不饱和聚酯树脂胶泥进行介绍。

用于耐腐蚀胶泥的不饱和聚酯树脂主要有三类:双酚A型不饱和聚酯树脂、二甲苯型不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂。乙烯基酯树脂由于近年来的大量应用,已经独立出来成为一个大的产品系列,因此将会在下一节进行单独的介绍。这里指的聚酯树脂胶泥仅仅指的是197、3301类双酚A型不饱和聚酯树脂和二甲苯型不饱和聚酯树脂。

不饱和聚酯树脂胶泥使用的常温固化体系主要有:有机钴盐+过氧化甲乙酮体系(俗称兰白水)、有机钴盐+过氧化环己酮体系(俗称I号引发剂体系)、二甲基苯胺+过氧化苯甲酰(俗称II号引发剂体系)。兰白水体系,在对于胶泥而言,不易搅匀,但常温固化程度比I号和II号更高;I号体系的固化剂过氧化环己酮溶解在邻苯二甲酸二丁酯增塑剂中形成白色糊状物,易于和胶泥混合均匀;II号体系,过氧化苯甲酰也是溶解在邻苯二甲酸二丁酯中呈糊状。促进剂常溶于苯乙烯中,便于添加,减小误差。

稀释剂,只能用非饱和类的,如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等。非活性的甲苯、二甲苯、香蕉水、环己酮、甲乙酮,切记不可添加,因为加入之后,它们不参与固化,最终导致胶泥固化物的空隙率增大,致密性不足,耐腐蚀性能下降,强度和韧性都会下降,加多了非活性稀释剂,甚至会导致胶泥不固化。即使是非饱和类的活性稀释剂,加入之后,也会导致胶泥体系的韧性下降,强度下降,加之不饱和聚酯树脂本身粘度也不是太高,因此在配制胶泥时,能不加稀释剂则不加,即使要加,也尽量少加,一般都需要控制在树脂量的5%以内。

填料,根据耐腐蚀介质的酸碱性不同,采用不同粉料。如耐酸性介质的不饱和聚酯树脂胶泥多用陶瓷粉、铸石粉、石英粉、石墨粉等;耐碱性胶泥多采用石墨粉和重晶石粉;耐含氟物则不能添加任何含二氧化硅的粉料。

3.性能

不饱和聚酯树脂胶泥是不饱和聚酯树脂、促进剂、填料的混合物,固化剂在施工时再添加,主要性能简表见表0.5.4-6。

0.5.4-6 不饱和聚酯树脂胶泥性能简表
项目
性能
物理机械性能

强度高,优于酚醛树脂胶泥和呋喃树脂胶泥,但低于环氧树脂胶泥

施工性能

施工操作性好、粘度适宜(必要时需添加气相二氧化硅,俗称白炭黑)、常温固化速度快、树脂100%参与交联反应,固化物致密性好

腐蚀性能

耐蚀性优于酚醛树脂胶泥和呋喃树脂胶泥,较环氧树脂胶泥略低,较乙烯基酯树脂胶泥,就差得远了

粘结性

良好,但较之环氧差得远,较酚醛树脂胶泥和呋喃树脂胶泥都要好

耐热性

耐热性和采用的树脂种类有关,但普遍都不高,尤其是在腐蚀介质存在时,不饱和聚酯树脂胶泥的耐温级别都不太高,一般最高使用温度也不可超过100℃,在酸碱腐蚀介质中通常只宜在常温下使用

固化收缩性能

固化收缩大、尺寸稳定性好

4.配制与施工

常见的配比为:不饱和聚酯树脂(主要为双酚A型和二甲苯型)/I号或II号固化体系促进剂/I号或II号固化体系固化剂/粉料=100/0.5~4/2~4/200~300。

避免同时加入促进剂和固化剂,切忌分别添加,每次配完的料需45min内用完。

施工完后在15℃~30℃环境需固化5~7昼夜才可投入使用,其固化保养期要短于环氧树脂胶泥,但并不代表无需时日保养。

5.改性

不饱和聚酯树脂胶泥最大的缺陷是韧性较差、收缩大,采用的改性方法多为添加低收缩剂,如聚苯乙烯低收缩剂、聚醋酸乙烯酯低收缩剂等。低收缩剂的添加量一般为树脂量的5%以内。

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(8)乙烯基酯树脂胶泥

1.概述

乙烯基酯树脂(VER)胶泥的性能和使用的VER的种类有很大关系。综合而言,VER胶泥典型特点:耐酸、耐碱、耐温(耐绝对高温,尤其是干态气相高温不如酚醛树脂胶泥和呋喃树脂胶泥)、耐氧化性介质、粘结性能优异(但不如环氧树脂胶泥)、收缩率小(和酚醛树脂胶泥、呋喃树脂胶泥、不饱和聚酯胶泥相比小,和环氧树脂胶泥相比还是大得多)、施工性能好。VER如制作成玻璃鳞片胶泥,则既可作为一般胶泥使用,也可作为商品级单一防腐内衬材料使用,这将在《第陆卷 树脂重防腐》之《第13章 商品级玻璃鳞片胶泥防腐》中详细介绍。

2.原料

用于耐腐蚀胶泥的VER主要有两类:双酚A型VER、酚醛型VER。VER胶泥使用的常温固化体系主要有:有机钴盐+过氧化甲乙酮体系(俗称蓝白水)、有机钴盐+过氧化环己酮体系(俗称I号引发剂体系)、二甲基苯胺+过氧化苯甲酰(俗称II号引发剂体系)。蓝白水体系对于胶泥而言,不易搅匀,但常温固化程度比I号和II号更高;I号体系的固化剂过氧化环己酮溶解在邻苯二甲酸二丁酯增塑剂中形成白色糊状物,易于和胶泥混合均匀;II号体系,过氧化苯甲酰也是溶解在邻苯二甲酸二丁酯中呈糊状。促进剂常溶于苯乙烯中,便于添加,减小误差。

VER胶泥的稀释剂只能用不饱和类稀释剂,如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等。切记不可添加非活性的甲苯、二甲苯、香蕉水、环己酮、甲乙酮等溶剂,因为加入之后,它们不参与固化,最终导致胶泥固化物的空隙率增大,致密性不足,耐腐蚀性能下降,强度和韧性都会下降,加多了非活性稀释剂,甚至会导致胶泥不固化。即使是不饱和类稀释剂,加入之后也会导致胶泥体系的韧性、强度下降,加之VER本身黏度也不是太高,因此在配制VER胶泥时,能不加稀释剂则不加,即使要加,也尽量少加,一般都需要控制在树脂量的5%以内。

VER胶泥的填料,根据耐腐蚀介质的酸碱性不同,采用不同粉料。如耐酸性多用陶瓷粉、铸石粉、石英粉、石墨粉等;耐碱多采用石墨粉和重晶石粉;耐含氟介质则不能添加任何含二氧化硅的粉料。

3.VER胶泥特点及其与其他防腐胶泥的区别

VER胶泥相比其他防腐胶泥,在适用范围上的区别见表0.5.4-1(各种胶泥的适应范围)。此处仅列出VER胶泥相比不饱和聚酯树脂等其他胶泥的不同之处和更有优势之处。

①耐温更高。标准双酚A型VER本身热变形温度就在100℃~120℃,高出双酚A不饱和聚酯树脂和二甲苯型不饱和聚酯树脂20℃左右,制作成的胶泥耐温也更高;酚醛型VER耐温更高,高交联密度型VER配制成的胶泥耐温更高,耐气相高温可与呋喃树脂胶泥、酚醛树脂胶泥相披靡,气相干态耐温达200℃~220℃。

②耐酸更佳。耐酸腐蚀性能相比不饱和聚酯树脂胶泥更好,而且在一定温度下的耐酸腐蚀性能更优异。具体的耐酸介质数据请参见《第陆卷 树脂重防腐》之《第2章 现场施工用热固性树脂之基础理论知识》专门章节的介绍。

③耐碱性更好。不饱和聚酯树脂耐碱性不足,尤其是耐中高温碱腐蚀不足,而VER的酯键密度更低,耐碱性优于不饱和聚酯树脂,VER胶泥适用于常温和中温的碱性介质,即使在80~100℃的高温碱液中也有很好的表现。VER的耐碱性也优于呋喃树脂胶泥和环氧树脂胶泥。尽管如此,毕竟其分子链中还是有酯键的,因此VER胶泥也还不是耐高温碱最优异的材料。具体的耐碱介质数据请参见《第陆卷 树脂重防腐》之《第2章 现场施工用热固性树脂之基础理论知识》专门章节的介绍。

④耐氧化性介质更好。VER胶泥是目前通用胶泥中耐氧化性介质最好的,尤其是酚醛型VER和高交联密度型VER胶泥,耐硝酸、85%浓硫酸、25%铬酸、氯气、次氯酸盐等,但它也不是万能的。常规热固性树脂胶泥还不能耐所有氧化性介质,仅为部分。具体的耐氧化性介质数据请参见《第陆卷 树脂重防腐》之《第2章 现场施工用热固性树脂之基础理论知识》专门章节的介绍。

⑤耐有机溶剂的溶胀和溶解更好。VER胶泥可以适用于部分有机溶剂,尤其是酚醛型VER和高交联密度型VER胶泥,适用的有机溶剂范围更宽些。具体的耐有机溶剂介质数据请参见《第陆卷 树脂重防腐》之《第2章 现场施工用热固性树脂之基础理论知识》专门章节的介绍。

⑥粘结性能更佳。VER极性强于不饱和聚酯树脂,VER胶泥与基材的粘结力也强于不饱和聚酯树脂与基材的粘结力,更强于酚醛树脂胶泥、呋喃树脂胶泥、水玻璃胶泥与基材的粘结力,但低于环氧树脂胶泥与基材的粘结力。

⑦物理机械性能优异,致密性好。VER胶泥固化后强度高,优于酚醛树脂胶泥、呋喃树脂胶泥和不饱和聚酯树脂胶泥,和环氧树脂胶泥相当。VER会100%参与交联,固化物致密性好。而酚醛树脂胶泥、呋喃树脂胶泥、环氧树脂胶泥在固化物致密性方面就明显不足。

⑧施工操作性好,黏度适宜(必要时需添加气相二氧化硅,俗称白炭黑),常温固化速度快,操作方便。

⑨固化收缩适中、尺寸稳定性较好,常温固化收缩小于不饱和聚酯树脂胶泥,远小于酚醛树脂胶泥和呋喃树脂胶泥,但比环氧树脂胶泥常温固化收缩大。

⑩成本适中。成本略高于不饱和聚酯树脂胶泥,与环氧树脂胶泥、呋喃树脂胶泥相当。

4.配制与施工

常见的配比为:VER︰I号或II号固化体系促进剂︰I号或II号固化体系固化剂︰粉料=100︰(0.5~4)︰(2~4)︰(200~300)。

避免同时加入促进剂和固化剂,切记分别添加,每次配完的料需45min内用完。

施工完后在15~30℃环境需固化5~7昼夜才可投入使用,其固化保养期要短于环氧树脂胶泥,但并不代表无需时日保养。

5.改性

VER胶泥最大的缺陷还是韧性较差,采用的改性方法多为添加低收缩剂,如聚苯乙烯低收缩剂、聚醋酸乙烯酯低收缩剂等。低收缩剂的添加量一般为树脂量的5%以内。

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(9)沥青胶泥

1.概述

沥青类胶泥,防水领域应用更多,防腐领域使用并不多,因此不便详细介绍。

沥青胶泥,又叫高分子沥青胶泥防腐防水材料。环氧沥青胶泥为环氧树脂改性型沥青胶泥,也是一种防腐防水系列产品。

环氧沥青胶泥一般是以10号优质石油沥青、环氧树脂胶乳、氯丁橡胶为主料,辅以轻柴油、油酸、煤焦沥青、煤焦油、熟石粉、石棉粉、滑石粉、云母粉、矿粉、石英粉再加以各种添加剂配制而成的。

2.性能

沥青类胶泥特点:具有适用范围广、寿命长,耐候性、抗变形、拉伸强度高、延伸率大,对基层收缩和开裂变形适应性强、抗酸性、抗碱性、防腐防水性能优越、任何复杂部位都容易施工,解决了传统防腐防水材料,如涂料立面下滑、卷材空鼓,以及复杂部份操作难的难题。完全取代于传统防腐防水材料。有着比之更好的防腐、防水、绝缘性能。

3.应用

沥青类胶泥适应范围:①地下工程项目砼基础的底部、侧面、背面、基坑、地下室的防腐防水工程;②水泥基建筑物,基坑、地基、地面、桥墩、铁路、港口、码头、煤矿、油田钻探的防腐防水工程;③地槽、水塔、水池、冷却塔、污水池、食用清水池的防腐防水工程;④新旧民用建筑物、屋顶、卫生间、天沟、阳台、外墙、地下室、仓库、隧道的防腐防水及各种桥梁灌缝和各种伸缩缝的浇灌;⑤各种金属管道、钢筋、混凝土防腐工程,能防止钢筋锈蚀、延长混凝土的使用寿命。

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0.5.5 “树脂重防腐”之“商品级鳞片胶泥(/涂料)防腐”简介

本书《第陆卷 树脂重防腐》之《第13章 商品级玻璃鳞片胶泥防腐》中详细介绍有本节更详尽阐述。

(1)概述、定义、特点

鳞片胶泥/涂料是指以耐腐蚀热固性合成树脂(如环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂等)为主要胶料,以具有规定粒径的薄片状固体填料(外观形状似鱼鳞片-故称之为鳞片)为骨料,以多种功能性助剂为添加剂,经过特定工具混配成胶泥状或厚浆型涂料状防腐蚀材料。

鳞片胶泥/涂料衬里是指鳞片胶泥/涂料经专用设备或工具按规定的施工作业程序将胶泥状或涂料状鳞片防腐蚀材料涂覆在经处理的待防护设备或设施基体表面而形成的衬里防腐蚀保护层。

从鳞片衬里剖断面图看(见图0.5.5),鳞片衬里层与玻璃钢层的主要区别在于变玻璃钢的连续的丝状纤维为鳞片衬里的不连续的片状鳞片。由于鳞片是不透性实体,在内衬层中垂直于介质渗透方向,成多层次有序叠压排列,故一方面为介质渗透设置了一道道屏障;另一方面,改变了树脂固化时的收缩残余应力及使用时由于环境热引起热应力的分布、传导、叠加及松弛条件,从而有效地抑制了以往防腐衬里技术中常见的物理破坏现象。

图0.5.5 VER鳞片衬里断面结构图
1-基体;2-底涂; 3-鳞片胶泥内衬层;4-胶泥面漆层

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(2)分类、性能、原料、制造

市售商品级鳞片胶泥泛指刮抹型的乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥。按照采用乙烯基酯树脂原料的不同,衬里制成品具有不同级别的耐温性能,主要分成:中温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥、特高温型乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥。

市售商品级鳞片胶泥按施工方法可分成:刮抹型玻璃鳞片胶泥、可喷涂厚浆型玻璃鳞片涂料、可喷射杂化型聚合物涂料。

市售商品级鳞片胶泥按功能可分成:防腐型鳞片胶泥、SiC耐磨胶泥、SiC耐磨防腐玻璃鳞片胶泥、不锈钢鳞片耐磨胶泥、柔性鳞片胶泥、柔性特种胶泥、防爆胶泥、阻燃/不燃胶泥、阻燃玻璃鳞片胶泥、耐碱防腐胶泥、耐氢氟酸型石墨鳞片胶泥、防腐导热胶泥、防腐隔热胶泥、防腐导电胶泥、防腐绝缘胶泥、防腐特种工业修补胶泥、沥青防水胶泥等。

按树脂类型可分成:硬化固化型胶泥和非硬化型胶泥两大类;按化学构成可分有机胶泥和无机胶泥两大类常见有机胶泥有聚酯树脂胶泥、氨基树脂胶泥、酚醛树脂胶泥、环氧树脂胶泥、呋喃树脂胶泥、有机硅树脂胶泥等。常见的无机胶泥包括硅酸盐胶泥(即水玻璃胶泥)、硫黄胶泥粘土胶泥等。目前市面上实现商品级的鳞片胶泥按照树脂来分主要有:乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥、不饱和聚酯树脂玻璃鳞片胶泥、水性乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥、环氧树脂玻璃鳞片胶泥、改性环氧树脂玻璃鳞片胶泥、呋喃树脂玻璃鳞片胶泥、FVC鳞片胶泥等。

更多有关鳞片胶泥及鳞片涂料的性能、原料、制造请详细参见第陆卷 树脂重防腐》之《第13章 商品级玻璃鳞片胶泥防腐》相关章节介绍。

(4)施工与应用

鳞片胶泥镘抹滚压施工的精髓在于:胶凝时间的控制、气泡的消除、镘抹”作业、表面流淌抑制、衬里层间界面及端面搭接处理、厚度的控制、鳞片定向排列、局部修补、玻璃钢FRP局部增强等。

鳞片胶泥及涂料的主要应用在以下领域:电厂、锅炉厂、钢铁厂等脱硫FGD防腐领域、烟道与烟囱防腐领域、池槽衬里防腐领域、船舶脱硫塔防腐以及其他一些防腐领域。

更多有关鳞片胶泥及鳞片涂料的应用请详细参见第陆卷 树脂重防腐》之《第13章 商品级玻璃鳞片胶泥防腐》相关章节介绍。

(5)棘手问题解决对策

鳞片胶泥衬里失效事故分析、有关玻璃鳞片胶泥是双组份还是三组份的“争议”、鳞片胶泥(涂料)在夏季极限高温和冬季极限低温下施工固化棘手问及解决对策等请详细参见第陆卷 树脂重防腐》之《第13章 商品级玻璃鳞片胶泥防腐》相关章节介绍。

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