耐腐蚀胶泥及其应用
上海朗晖赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主 张作华
耐腐蚀胶泥是由树脂和粉料混合调制的半固体防腐材料，其作用除了担当填充空隙、找平层、耐磨层，耐蚀层外，还是砖板衬里的重要粘结剂。胶泥在做装饰材料使用时，常被俗称为腻子，单独使用时也可以直接做为防腐衬里层，例如耳熟能详的鳞片胶泥衬里（较多的如环氧玻璃鳞片胶泥、乙烯基玻璃鳞片胶泥等）。耐腐蚀胶泥是防腐蚀领域应用最为广泛的材料之一，其体量不亚于防腐涂料，其在石油、化工、冶金、电力、农药、食品、发酵、水解、酸洗等工业项目的反应釜，储罐，塔池，地坪，地沟及电解槽等防腐蚀工程中大量应用。
耐腐蚀胶泥根据树脂类型不同而分为无机胶泥和树脂胶泥。无机胶泥主要就是水玻璃胶泥（钠水玻璃胶泥，钾水玻璃KP1胶泥）；树脂胶泥主要有环氧胶泥、酚醛胶泥、呋喃胶泥、不饱和聚酯胶泥及他们的复配树脂胶泥等。无机水玻璃胶泥以密度1.43-1.46模数2.6-2.9钠水玻璃配以粉料粒度0.15㎜筛孔筛余不应大于5%，0.09㎜筛孔筛余10-30%的辉绿岩，石英粉及其他耐蚀粉料而成，固化剂为氟硅酸钠。无机水玻璃耐腐蚀胶泥，具有优良的化学抗蚀性能，特别是耐强酸（除氢氟酸，热磷酸和碱性溶液外），几乎耐所有的无机酸，有机酸，盐溶液，油品，有机化合物，溶剂及酸性气体，在450℃温度下强度无显著变化；但是这类胶泥孔隙率大，抗渗抗水和耐稀酸差。需要指出的是，使用这种胶泥必须进行养护，需要用20-25%盐酸或者40-50%的硫酸进行表面酸化处理，不少于3遍，至无白色结晶钠盐析出为止。每次间隔6-8h，每次处理前将白色析出物清理干净，自然养护15天后才能投入使用。
KP1耐酸耐热钾水玻璃胶泥是由KP1粉料（石英粉，矾土渣，硅胶），钾水玻璃（模数2.6，密度1.4-1.45），固化剂缩合磷酸铝组成，适用于温度高达300℃的硫酸，盐酸，醋酸，硝酸及各种有机溶剂和某些盐类溶液中。KP1耐酸耐热钾水玻璃胶泥在常温下24h即可固化，常温下养护15天以上，使用前用40%硫酸酸化处理3-4次。
环氧树脂胶泥由环氧树脂，耐蚀粉料，稀释剂及固化剂组成，在防腐蚀工程中应用最广泛，具有优良的粘结力，耐中等浓度的酸碱。耐碱性不如呋喃树脂，耐酸性次于酚醛树脂，使用温度最高为80-100℃，耐热型环氧胶泥最高使用温度可达150℃，其收缩率低，其中含硅粉料的胶泥不适用于含氟的介质。 酚醛胶泥主要以酚醛树脂为粘合剂，加入酸性固化剂，填料制成，酚醛胶泥在防腐蚀工程中应用了30多年，已经取得成熟的经验。其能耐中等浓度的无机酸，多数有机酸及有机溶剂，盐溶液；但是不耐碱，不耐强氧化剂，有很好的物理机械性能和抗渗性能，使用温度可达120-150℃，其中含硅粉料的胶泥不适用于含氟的介质。
呋喃树脂胶泥由呋喃树脂，耐蚀粉料，固化剂组成，具有良好的耐酸耐碱，耐有机溶剂性能，但是不耐浓硫酸，浓硝酸之类的强氧化剂。其耐酸性优于酚醛树脂，耐碱性优于环氧树脂，耐热性能好，可以达到190-200℃。呋喃胶泥粘结强度低，收缩率大，固化速度慢，需要热处理后才能使用，可以与环氧树脂，酚醛树脂复配进行改性，以提高其物理机械性能和韧性，降低脆性。当然随着呋喃改性技术的发展，呋喃胶泥自身缺陷也得到大大的改善，可以不需要复配改性就能实现其各项指标的最佳的性能。重防腐施工实践中，防腐蚀技术人员经常用环氧树脂或者酚醛树脂改性呋喃树脂，满足耐蚀环境的其他需求。环氧呋喃树脂胶泥是以环氧呋喃树脂（7:3也有6:4的）为粘结剂，有机胺为固化剂，添加耐蚀粉料组成，具有耐酸碱耐溶剂，粘结强度高的优异性能；而酚醛呋喃胶泥是以酚醛呋喃树脂（7:3也有6:4的）为粘结剂，耐蚀粉料为填料添加固化剂而成，具有耐酸、耐碱、耐温性能，特别是耐各种浓度的高温醋酸，10-20%碱（100℃），是酸碱交替环境下的最佳防腐蚀胶泥，但是含硅粉料的胶泥不适用于含氟的介质。 不饱和聚酯胶泥是由不饱和聚酯树脂作为粘结剂，填料，引发剂和促进剂等组成。其具有良好的抗蚀性能，耐酸耐碱，耐盐溶液，耐油及有机溶剂。乙烯基酯胶泥是以乙烯基酯树脂为粘结剂，加入粉料，稀释剂，促进剂，固化剂而成，乙烯基酯是环氧树脂和含双键的不饱和一元酸加成聚合物，具有环氧树脂的聚酯树脂的共性，有着优良的粘结性能和耐蚀效果。特别是乙烯基玻璃鳞片胶泥市场需求量大，大量应用于脱硫脱硝，烟道，污水池，地坪，储罐，槽沟防腐领域，成为防腐界人人皆知的“网红胶泥”产品。因此近几年大量伪劣的乙烯基玻璃鳞片胶泥充塞着防腐蚀材料市场，内卷非常严重，严重影响了耐蚀胶泥的发展。笔者在此呼吁乙烯基玻璃鳞片胶泥从业人员能够坚持职业操守，注重质量，自觉抵制伪劣产品，以技术为先导，服务创新，让乙烯基玻璃鳞片胶泥回归正常轨道上来，真正实现这款重要的重防腐胶泥产品的社会价值和经济价值。
耐腐蚀胶泥的应用必须与腐蚀介质或者腐蚀环境结合起来，根据实际腐蚀工况进行选择。准确选择一款适用的耐腐蚀胶泥，可以充分延长设施或者设备的使用寿命，也会最大限度的降低维护成本，提高安全保证系数。根据以上各类胶泥的性能特征，参照实际施工经验，笔者归纳性的罗列出耐腐蚀胶泥的一些适用范围，便于防腐蚀技术人员在实际施工中参考。钠水玻璃胶泥，耐各种浓硫酸，盐酸，硝酸，氧化性介质，有机物的腐蚀，不耐氢氟酸，氟硅酸，含氟物质，碱性物质，热浓磷酸的腐蚀，力学性能低，粘结力差，孔隙率高，收缩率大。钾水玻璃胶泥，耐各种浓硫酸，盐酸，硝酸，磷酸，氧化性介质，有机物，稀酸的腐蚀，不耐氢氟酸，含氟物质，碱性物质的腐蚀，力学性能，粘结力，抗渗性能优于钠水玻璃胶泥。环氧胶泥，耐40%硫酸，20%盐酸，20%氢氧化钠的腐蚀，不耐氧化性介质的腐蚀，力学性能大，粘结力强，收缩率小。酚醛胶泥，耐70%以内的硫酸，各种浓度的盐酸，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，力学性能大，粘结力好，孔隙率小。呋喃胶泥，耐酸性能与酚醛胶泥相似，可耐40%的氢氧化钠的腐蚀，不耐氧化性介质腐蚀力学性能与酚醛胶泥相似，粘结力差于酚醛胶泥。聚酯胶泥，耐稀酸稀碱的腐蚀，某些品种耐氧化性介质的腐蚀，力学性能大，粘结力强，收缩率较高。乙烯基酯树脂胶泥综合了环氧及聚酯胶泥的优良性能，在耐腐蚀，粘结性能及耐温性方面得到提高，是设施设备最为广谱的耐酸材料。
防腐蚀施工时，还特别需要了解介质的成分及浓度、温度及静止和振动状况，根据设施设备的工艺操作条件合适的选用耐腐蚀胶泥。碱性介质中，硅酸盐胶泥，酚醛胶泥是不耐腐蚀的，应选择呋喃胶泥，环氧聚脲，或者他们的复合胶泥，并以石墨粉，硫酸钡粉作为胶泥填料。强氧化性酸如浓硫酸，硝酸，铬酸和其他氧化性介质如氯气，次氯酸，双氧水中，不宜采用合成树脂胶泥，而应选择硅酸盐胶泥。含氟化合物，如氟化氢，氟硅酸，氟硅酸钠等等介质中不宜采用硅酸盐胶泥，而应采用以石墨粉，硫酸钡粉为填料的合成树脂胶泥。非氧化性介质，如盐酸，醋酸，稀硫酸，酸性盐类等介质中，各种树脂胶泥有一定的耐蚀性，可以选用；但是在水介质不宜使用硅酸盐胶泥。酸碱交替环境下选择呋喃胶泥或者环氧胶泥。油及化学品溶剂可以选择充分固化的酚醛胶泥或者呋喃胶泥，不宜选择环氧胶泥，硅酸盐胶泥耐溶剂但容易渗透不宜选用。当然，胶泥的使用温度也是耐腐蚀的重要因素，必须与介质种类及浓度综合考虑起来，才能发挥胶泥最佳的耐腐蚀效果，如钠水玻璃胶泥和钾水玻璃胶泥的最高使用温度为400℃；呋喃胶泥最高使用温度为180℃；酚醛胶泥和环氧改性呋喃胶泥最高使用温度为150℃；环氧改性酚醛胶泥最高使用温度为120℃；环氧胶泥最高使用温度为100℃。一些胶泥如硅酸盐粘结性和呋喃胶泥韧性比较差，在有振动工况下使用胶泥时应该特别注意需要增设韧性较好的防振缓冲层，如橡胶衬里层等，避免一些设备衬里材料的脱落。
耐腐蚀胶泥的施工工艺大部分采取批涂的方法，依据填料的不同，批涂方法不一样。一些鳞片胶泥材料批涂时，必须按照其定向排列的规律进行，不得随意批涂和翻动胶泥，应该顺着一个方向批涂，不得来回批涂。施工前将基层表面进行处理（金属表面除锈满足机械打磨St3或者喷砂Sa2 1/2要求，水泥混凝土含水率<8%，抛丸或者专用研磨机去除浮浆和污染物，露出自然本质毛细孔，缺陷蜂窝用水泥砂浆预先填充），如果是块材衬里，块材表面也需要进行处理，保持一定的清洁度。施工环境温度宜为10-30℃，当环境温度低于15℃时应采取加热保温措施，环境湿度>80%时需要加排风除湿设备。块材衬里时，分为座浆和粘贴法，无论那种方式，胶泥厚度必须均匀，用力挤压，充分保证胶泥与基层及块材的最大接触面和粘结强度。批涂时除了鳞片胶泥外，其他非鳞片粉料胶泥作左右弧形批涂，批刀与基层成50-60°夹角，用力批刮，不得起鼓产生气泡，厚薄一致，均匀无漏。树脂胶泥防腐层完全固化后即可进行面涂或者其他加强层的施工，完全固化干燥后自然养护10天以上的时间就可以投入使用；而对于无机胶泥（钠水玻璃胶泥和钾水玻璃胶泥）必须要保证胶泥充足的养护时间，养护期间用20-25%盐酸或者40-50%的硫酸进行表面酸化处理，不少于3遍，至无白色结晶钠盐析出为止。每次间隔6-8h，每次处理前将白色析出物清理干净，自然养护15天后才能投入使用。 耐腐蚀胶泥是砖板衬里最重要的粘结材料，也是耐磨耐蚀的关键防腐层（如脱硫脱硝玻璃鳞片胶泥衬里层）。耐腐蚀胶泥的质量和施工技术及正确的选择直接影响着设备设施的使用寿命，劣质的胶泥或者不良的施工工艺及错误的选择会导致胶泥脱层，穿孔，渗漏等质量事故的发生，给正常的生产带来危害，甚至是灾难性事故。因此，耐腐蚀胶泥在重防腐领域特别是衬里工艺中具有举足轻重的作用，作为重防腐技术工程师必须要充分了解耐腐蚀胶泥，正确的选择耐腐蚀胶泥，熟练的使用耐腐蚀胶泥，让既传统又现代的耐腐蚀胶泥在衬里领域发挥最佳的防腐效果，带来良好的经济效益。目前重防腐材料层出不穷；但是依然存在其他方法难以解决的腐蚀问题，砖板衬里此时就会大显身手，特别是性价比相对于其他材料更胜一筹，胶泥成为防腐效果的关键之关键。因此，笔者倡议防腐材料研发工程师多关注耐腐蚀胶泥，多研究耐腐蚀胶泥，多开发耐腐蚀胶泥，为我们国家重防腐砖板、块材衬里事业作贡献，并推动耐腐蚀胶泥向更广更深的应用领域发展。
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