“汇波牌”XLZ型呋喃树脂的发展及应用
余 波 曾先锋
（黄石市汇波防腐技术有限公司 黄石 435004）
提 要：本文概述了呋喃树脂的最新发展，并介绍了“汇波牌”XLZ呋喃树脂的性能、用途、使用方法及工程应用。
关键词：汇波牌 XLZ型呋喃树脂 发展 应用
一、概况
呋喃树脂具有优良的耐酸、耐碱、耐溶剂和耐热性能。我国70年代前生产的呋喃树脂如糠醇树脂、糠酮树脂、糠酮缩醛树脂等因技术性能不佳，没有在防腐工程中推广使用。70年代末期，我国研制出糠醇糠醛型呋喃树脂（YJ呋喃树脂），因其技术性能有所改进和提高，在国内得到了推广应用。
随着我国防腐工程质量要求不断提高，呋喃树脂应用范围不断扩大，防腐工程维修量越来越大，基层污染和施工环境越来越复杂，YJ呋喃树脂粘结强度低、脆性大等缺点越来越突出，已不能适应防腐施工要求。
黄石市汇波防腐技术有限公司从90年代初开始，在徐兰洲教授（YJ呋喃树脂主要发明人）的指导下，一直致力于呋喃树脂的开发研究，现已开发生产出“汇波牌”XLZ型呋喃树脂5种型号产品，满足了不同条件下的使用要求，2000年被批准确认为化工工程建设标准定点产品。它们是：
1、XLZ—1通用型呋喃树脂
2、XLZ—2高粘结型呋喃树脂（96年国家科委授予“国家级新产品”证书）
3、XLZ—3冬季施工型呋喃树脂（97年通过湖北省科委重大技术成果验收，98年国家科委授予“国家重点新产品”证书）
4、XLZ—4触变型呋喃树脂（97年通过湖北省科委重大技术成果验收，98年国家科委授予“国家重点新产品”证书）
5、XLZ—5耐氢氟酸型呋喃树脂
根据用途不同，“汇波牌”XLZ型呋喃树脂可组成5种产品：
1、粘结剂 2、玻璃钢胶料 3、胶泥 4、砂浆 5、混凝土胶料
XLZ型呋喃树脂的主要耐腐蚀性能如下表：
|
介 质 |
耐腐蚀程度 |
介 质 |
耐腐蚀程度 |
|
硫酸 ≤60% |
耐 |
氨水 |
耐 |
|
盐酸 ≤31% |
耐 |
尿素（饱和溶液） |
耐 |
|
氢氧化钠 20~40% |
耐 |
氯化铵（饱和溶液） |
耐 |
|
硫酸60% 氢氧化钠10%交替 |
耐 |
硝酸铵（饱和溶液） |
耐 |
|
硝酸 5~10% |
耐 |
硫酸铵（饱和溶液） |
耐 |
|
磷酸 ≤75% |
耐 |
硫酸钠（饱和溶液） |
耐 |
|
醋酸 ≤20% |
耐 |
丙酮 |
不耐 |
|
铬酸 5% |
耐 |
乙醇 |
耐 |
|
氢氟酸 ≤20% |
耐 |
氯化钠 |
耐 |
|
含氟盐类 |
耐 |
铜、锌电解液70℃ |
耐 |
二、“汇波牌”XLZ型呋喃树脂主要特性及应用
（一）“汇波牌”XLZ—1通用型呋喃树脂
1、主要特性
呋喃树脂在建筑防腐蚀地面和构筑物砌筑工程、砂浆抹面和浇捣整体混凝土上用量较大，而减少收缩、防止开裂是应用成功的关键。针对YJ呋喃树脂脆性大，收缩率大等缺点，汇波公司通过对呋喃树脂液和粉料进行增韧改性，改进粉料生产技术，控制固化反应速度，优化填料级配，降低呋喃树脂脆性，减少收缩率等途径，开发出XLZ—1通用型呋喃树脂。
主要技术指标：
|
项 目 |
砂 浆 |
混凝土 |
|
抗压强度（Mpa） 不小于 |
60 |
50 |
|
与花岗岩粘结力（Mpa） 不小于 |
1.5 |
—— |
|
弹性模量（Mpa） |
—— |
1.5×104 |
|
收缩率（%） |
0.20 |
0.1 |
|
最高使用温度℃ |
140 |
140 |
|
固化时间（20℃） |
不大于14小时 |
|
2、用途及使用方法
“汇波牌”XLZ—1通用型呋喃树脂主要用于楼、地面防腐玻璃钢隔离层；墙裙、檐口、设备基础及局部不受冲击地面的7mm砂浆抹面和用砂浆砌筑花岗岩等块材；浇捣25~50mm厚室内整体防腐楼地面、地沟、集水坑、设备基础、踢脚线、反沿等细石混凝土；制作整体防腐混凝土槽如电解槽、酸洗槽、贮槽等。玻璃钢、砂浆抹面和块材砌筑施工方法按国家规范执行。整体混凝土施工方法有所不同：
①整体细石混凝土楼、地面采用分格法：根据地面具体情况进行分格，一般为2m×3m，最大分格面积为6m×6m。在应力集中处如设备基础、排水孔等地方要分格。混凝土浇捣室温养护5天后，取出分格木条用砂浆灌缝，表面可刮一层稀胶料罩面，增加平整、光洁、密实度。
②整体细石混凝土楼、地面施工也尝试了不分格的2次施工法：先铺摊20~30mm细石混凝土，待其固化后，再抹上10~20mm砂浆，表面不需再罩面。用此法施工的楼、地面使用3~5年后未发现开裂现象。
③整体混凝土槽施工：体积不大、壁较薄的槽子如长度6m以内的电解槽须采用拼装法施工；体积大、壁较厚的槽子如酸洗槽、高位槽等应采用间断施工法，施工缝的部位设计是关键。
3、工程实例
①96～99年贵溪冶炼厂电解车间大修和10万吨铜技改项目中共使用“汇波牌”XLZ—1型呋喃混凝土整体地面（40mm厚）3000m2，使用效果良好。
②97年贵溪冶炼厂二期工程中，我公司为其制作了一个12000×3400×2450的XLZ—1型呋喃混凝土高位槽（介质为H2SO4160-190g/l，CL-0.05-0.08g/l，温度65℃），壁厚150mm，混凝土体积22.4m3。使用至今效果良好。
③95年至今，我公司为大冶有色冶炼厂、兰坪有色冶炼厂等单位制作了铜、锌预应力拼装呋喃树脂混凝土电解槽180多只，使用效果良好。
（二）“汇波牌”XLZ—2高粘结型呋喃树脂
1、主要特性
衬砌防腐工程的质量在很大程度上取决于胶泥的粘结强度。随着我国耐腐蚀块材质量的提高，如耐酸瓷砖致密度和耐酸度的提高，表面状况的改善，从而导致了YJ呋喃树脂与块材的实测粘结强度比规范所定的指标要低。近年来，防腐工程维修量越来越大，基层受腐蚀介质污染，湿度大等问题严重，达不到施工规范规定的条件，呋喃树脂的粘结性能不能满足使用要求。随着呋喃树脂应用范围扩大，如整体呋喃树脂玻璃钢应用技术的发展，需要有高粘结强度的呋喃树脂。YJ呋喃树脂由于粘结强度低已远远不能满足防腐技术的要求。
汇波公司重点对呋喃树脂液进行了增强改性，开发出了“汇波牌”XLZ—2高粘结型呋喃树脂，它的特点是粘结强度大幅度提高，可达2.5~12Mpa，其粘结力可使耐酸砖和花岗岩基材断裂，说明其粘结强度大于耐酸砖和花岗岩本体的抗拉强度。由于树脂液内加有提高树脂耐热性能的成分，故具有更好的耐热性能，最高使用温度可达180℃，对150℃左右结露造成腐蚀的烟囱衬里是一种理想的胶结材料。
主要技术指标
|
项 目 |
粘结剂 |
玻璃钢 |
胶 泥 |
砂 浆 |
|
容重（kg/m3） |
≈1900 |
≈1700 |
≈2000 |
≈2100 |
|
抗压强度（Mpa） 不小于 |
75 |
|
75 |
65 |
|
抗拉强度（Mpa） 不小于 |
7.0 |
90 |
7.0 |
6.0 |
|
与瓷砖粘结力（Mpa） 不小于 |
3.0 |
|
3.0 |
2.5 |
|
与花岗岩粘结力（Mpa） 不小于 |
|
|
3.0 |
3.0 |
|
线膨胀系数（20~105℃），1/℃ |
|
2.4×10-5 |
2.13×10-5 |
|
|
抗渗等级（Mpa） 不小于 |
|
|
2.0 |
2.0 |
|
最高使用温度℃ |
180 |
180 |
180 |
180 |
|
硬化时间（20℃） |
不大于10h |
|||
2、用途及使用方法：
“汇波牌”XLZ—2高粘结型呋喃树脂用途如下：
①粘结剂：用于粘结石棉酚醛制品以及灰缝较小的砖板衬里。
②玻璃钢：用于衬贴碳钢或混凝土基层的防腐蚀衬里及隔离层，制作整体玻璃钢制品。
③胶泥：用于各种耐酸砖、板的衬砌、勾缝和灌缝。
④砂浆：用作花岗岩等块材的衬砌、勾缝和灌缝。
施工方法按有关规范执行。
3、工程实例：
①97年大冶有色冶炼厂硫酸三系列扩建工程地面、平台、设备基础采用“汇波牌”XLZ—2型呋喃胶泥衬砌瓷砖、瓷板和花岗岩板，总面积2500m2左右，使用3年多，大部分花岗岩板已被腐蚀掉10mm以上，但胶泥仍保留在那里。
②95年辽阳化纤公司二期工程污水处理池，腐蚀介质有醋酸、溴化物、硫酸盐、氢氧化钠、醋酸异丁酯等，池壁表面采用“汇波牌”XLZ—2型呋喃玻璃钢防腐，池底用XLZ—2呋喃胶泥砌筑花岗岩板保护层，投产5年多，使用效果良好。
③武钢焦化厂精苯车间再生酸沉淀池，容积10m3，直径3m，介质为40%硫酸，温度70℃，过去曾用衬铅、衬玻璃钢等防腐措施，使用寿命均未到一年，95年采用“汇波牌”XLZ—2高粘结型呋喃胶泥衬砌200×100×30花岗岩板，同时抢修2台，现已使用5年多，效果良好。
（三）“汇波牌”XLZ—3冬季施工型呋喃树脂
1、主要特性
国家防腐施工规范中规定：树脂施工环境温度应在15℃以上。当温度低于10℃时，因树脂不能正常固化，直接影响工程进度及施工质量。如需施工必须采用加热和保温措施，但由于树脂有严格的防毒和防火要求，在加热和保温的同时，必须保证施工环境有良好的通风，这是一个矛盾，这样不但费用很高，而且难度极大，许多新建和维修工程因此不得不停工，间接损失巨大。
汇波公司通过研制一种高活性固化剂，开发出XLZ—3冬季施工型呋喃树脂。它能在冬季低温环境（-5~15℃）下正常固化，可节省大量加热，保温措施费用，大大加快了施工进度。
主要技术指标
|
项 目 |
玻璃钢 |
胶 泥 |
砂 浆 |
|
容重（kg/m3） |
≈1700 |
≈2000 |
≈2100 |
|
抗压强度（Mpa） 不小于 |
|
75 |
65 |
|
抗拉强度（Mpa） 不小于 |
90 |
7.0 |
6.0 |
|
与瓷砖粘结力（Mpa） 不小于 |
|
2.5 |
2.0 |
|
与花岗岩粘结力（Mpa） 不小于 |
|
2.5 |
2.5 |
|
线膨胀系数（20~105℃），1/℃ |
2.4×10-5 |
2.13×10-5 |
|
|
抗渗等级（Mpa） 不小于 |
|
2.0 |
2.0 |
|
最高使用温度℃ |
180 |
180 |
180 |
|
硬化时间（0℃） |
不大于12h |
||
2、用途及使用方法
用于冬季低温环境（-5~15℃）下施工，高于20℃不宜使用。玻璃钢、胶泥、砂浆的使用范围及方法同XLZ—2型呋喃树脂，不需采取加热保温措施。
3、工程实例
①96年11月～97年3月，大冶有色冶炼厂硫酸三系列扩建工程中，2台电除雾塔（介质为5-6%硫酸，温度40-50℃）内部衬砌时，由于气温在10℃以下，故选用“汇波牌”XLZ—3冬季施工型呋喃胶泥衬砌耐酸瓷砖，施工时胶泥固化正常。使用近4年，效果良好。
②黄麦岭磷化公司生产系统开车投产不久，由于种种原因，建筑设施腐蚀严重。97年冬季在低温环境下维修时，采用“汇波牌”XLZ—3冬季施工型呋喃胶泥替代了原来的胶结材料，施工顺利，使用效果良好。
③中国五环化学工程公司在秦皇岛华瀛磷酸厂总承包工程中，由于地面及构筑物防腐全部采用呋喃磁砂浆和胶泥衬砌花岗岩板、耐酸瓷砖板，工程施工绝大部分时间在99年11月～2000年3月，当时气温在-5℃以下，五环公司对呋喃胶泥材料进行了慎重的选择。几个厂家不同型号的呋喃树脂样品在11月份送到现场进行测试，最后只有“汇波牌”XLZ—3冬季施工型呋喃树脂取得了理想的结果。实验一共进行了2次：11月18日上午8︰30在室外配制了胶泥试块，当时室外环境温度为-5℃，到下午1∶30在室外经过5个小时后，胶泥已指硬，最后测试的抗压强度为79.3Mpa。19日下午5点，在室外制作了一组胶泥粘结30×30×70瓷砖试块，在室外养护一夜，当天夜里最低气温为-9℃，第2天早上8点，试块已完全固化，并已有较高的强度（用手掰不开）。测试结果令五环公司工程技术人员非常满意，最后全部选用了“汇波牌”XLZ—3冬季施工型呋喃胶泥共80吨，在几个月的施工中进展顺利，效果很好。该工程已于今年5月投产，现在一切正常。
（四）“汇波牌”XLZ—4触变型呋喃树脂
1、主要特性
在防腐工程立面衬砌中，由于胶泥流淌，砖板滑移，施工不能连续进行，影响工程进度，造成损失。随着我国大、中维修和一般维修工程量越来越大，快修及抢修越来越多，需要施工进度加快。汇波公司重点对粉料固化剂和填料进行了改进，研制了复合固化剂，加入系列助剂（包括触变剂），使胶泥具有触变性，即拌合时有良好的和易性，施工时胶泥不流淌，砖板不滑移，灰缝饱满，胶泥固化速度快，初始强度高，养护期缩短一半以上，能大大缩短施工工期。
主要技术指标
|
项 目 |
胶 泥 |
砂 浆 |
|
容重（kg/m3） |
≈2000 |
≈2100 |
|
抗压强度（Mpa） 不小于 |
75 |
65 |
|
抗拉强度（Mpa） 不小于 |
7.0 |
6.0 |
|
与瓷砖粘结力（Mpa） 不小于 |
2.5 |
2.0 |
|
与花岗岩粘结力（Mpa） 不小于 |
2.5 |
2.5 |
|
线膨胀系数（20~105℃），1/℃ |
2.13×10-5 |
|
|
抗渗等级（Mpa） 不小于 |
2.0 |
2.0 |
|
最高使用温度℃ |
180 |
180 |
|
固化时间（20℃） |
≤4h |
|
2、用途及使用方法
“汇波牌”XLZ—4触变型呋喃树脂胶泥和砂浆用于塔、罐、槽及构筑物的立面衬砌砖板和防腐检修、快建等需要快速施工的工程。施工方法同XLZ—2型呋喃树脂。
3、工程实例
①大冶有色冶炼厂硫酸三系列扩建工程中，2台硫酸电除雾塔（共4台）由于工期非常紧，在97年3～5月施工时，施工单位采取了24小时连续衬砌的施工方案，选用“汇波牌”XLZ—4触变型呋喃胶泥衬230×113×65耐酸砖2层，瓷砖不滑移，胶泥不流淌，固化速度快，完全满足了连续快速施工的要求。使用至今3年多，效果良好。
②湖北楚源精细化工集团公司 在H酸扩建项目中，有20多台（套）生产设备（最大反应釜Φ3200×3900），总面积2000m2左右，主要介质为30%H2SO4、(NH4)2SO4、NaCl等，温度在60～120℃之间，采用XLZ—4触变型呋喃树脂胶泥砌筑二层180×110×20耐酸瓷板，使用3年多，效果良好。
（五）“汇波牌”XLZ—5耐氢氟酸型呋喃树脂
氢氟酸具有高度活性，对生产设备及建筑物带来了相当严重的腐蚀。目前国内的防腐材料一般都采用二氧化硅填料，它不能耐氢氟酸腐蚀，因此市面上没有专门耐氢氟酸的商品化防腐材料。过去施工单位选用的耐氢氟酸填料，由于对材料的品质和级配难以控制，工程质量难以稳定。
汇波公司改变粉料的主要填料，选用石墨、重晶石等材料作填料，由于重晶石中不耐氢氟酸的杂质较多，而只用细的石墨粉会使胶结材料开裂，流淌，因此汇波公司严格控制材料的选用和耐酸填料的颗粒级配，开发出了“汇波牌”XLZ—5耐氢氟酸型呋喃树脂，它能耐氢氟酸和含氟盐类介质的腐蚀。
主要技术指标
|
项 目 |
粘结剂 |
玻璃钢 |
胶 泥 |
砂 浆 |
|
容重（kg/m3） |
1600 |
1700 |
2000~2400 |
3000~3500 |
|
抗压强度（Mpa） 不小于 |
|
50 |
50 |
50 |
|
抗拉强度（Mpa） 不小于 |
6.0 |
5.0 |
5.0 |
5.0 |
|
抗折强度（Mpa） 不小于 |
|
|
|
12 |
|
与浸渍石墨砖粘结力（Mpa） 不小于 |
3.0 |
|
3.0 |
|
|
与钢筋握裹力（Mpa） 不小于 |
|
|
|
5 |
|
抗渗等级（Mpa） 不小于 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
|
最高使用温度℃ |
180 |
180 |
180 |
180 |
|
固化时间 |
不大于10h |
|||
2、用途及使用方法
“汇波牌”XLZ—5耐氢氟酸型呋喃树脂用于有氢氟酸及含氟盐类介质腐蚀环境。
①粘结剂：用于粘结灰缝较小的石墨砖板及其它石墨制品。
②玻璃钢：用耐氢氟酸增强材料如涤纶布、涤纶毡等组成的玻璃钢作防腐衬里和隔离层。
③胶泥：用于衬砌石墨砖板。
④砂浆：用于墙裙、檐口、设备基础及内部不受冲击地面的抹面。
⑤混凝土：用于浇捣整体防腐地面、地沟、设备基础、踢脚线及反沿等。
3、工程实例
①96年大冶有色冶炼厂硫酸三系列扩建工程中，有1台硫酸空塔，直径6m，高12m，介质为5-6%硫酸、3%氢氟酸，温度80-90℃。原设计选用YJ呋喃树脂配石墨粉作胶泥，后经北京有色设计研究总院和业主考察，选用了“汇波牌”XLZ—5耐氢氟酸型呋喃胶泥衬砌石墨砖。该工程97年7月份一次试车成功，使用3年多效果良好。
②97年铜陵有色二冶炼厂一台空塔（Φ5300×12000），原防腐衬里为KP1胶泥砌耐酸砖，由于矿源改变产生氢氟酸，需要对原空塔进行防腐改造。设计单位北京有色设计研究院拟在原防腐衬里基础上用呋喃胶泥衬砌石墨砖，他们派专人来汇波公司对“汇波牌”XLZ—5耐氢氟酸呋喃胶泥进行测试。用被酸浸蚀的旧耐酸瓷砖切成30×30×70试块，不经任何清洗处理，只晒干，分别作了3组粘结试验，结果瓷砖本体全被拉断，粘结强度达4Mpa以上，完全满足现场使用要求。该空塔按此方案施工，运行3年多，今年停产检查，衬里完好无损。
四、结束语
随着防腐蚀技术和防腐蚀工程质量要求的不断提高，提高呋喃树脂粘结强度和施工性能等有关技术性能成为迫切需要解决的技术问题。汇波XLZ型呋喃树脂产品系列研制成功，使国内呋喃树脂的粘结强度达到2.5~12Mpa，最高使用温度达180℃，施工环境条件拓宽到-5℃，扩大了使用范围，增加了新品种，提高了施工性能，其技术性能达到90年代德国同类产品，是我国呋喃树脂材料应用研究的新发展。
黄石市汇波防腐技术有限公司将继续致力于呋喃树脂的研究开发，进一步解决呋喃树脂颜色、气味等难题，为我国呋喃树脂的发展再做贡献。
参 考 文 献
1、“建筑工程专业委员会第三次学术交流会论主席选编” 1994年 北京
2、《YJ呋喃树脂材料防腐蚀工程施工及验收规范》（YBJ215—88） 中华人民共和国冶金工业部部标准。
3、《XLZ型呋喃树脂技术条件》（Q/HBF002—1999） 黄石市汇波防腐技术有限公司企业标准。
