呋喃树脂胶泥

呋喃树脂防腐技术

上海朗辉赛华云防腐技术总监51防腐论坛高级主持人张作华。

呋喃树脂是以糠醛为原料制成的具有呋喃环结构的热固性树脂的总称，包括糠醇树脂、糠基树脂、糠酮树脂、糠基-糠醇树脂、苯酚糠醛树脂等。含呋喃环的化合物在酸性催化剂存在下形成线性可溶性聚合物，为深棕色至黑色粘稠液体或易碎固体，可溶于常见有机溶剂，可与多种增塑剂或其他树脂混溶。含呋喃环的化合物经形变得到不溶性本体聚合物，具有优异的耐腐蚀性，广泛应用于重防腐工程。

呋喃树脂具有独特的耐强酸强碱、耐溶剂、耐油、耐水、耐有机溶剂的特性。而且耐热温度高，可达180℃，机械强度和电绝缘性也较好；但它最大的缺点是膜脆，收缩率大，对金属和非金属的附着力差，应用受到很大限制。呋喃树脂用酸性固化剂固化。比如糠醇糠醛树脂用氨基磺酸固化剂加粉末，糠酮糠醛树脂用苯磺酸固化剂。这种带有强酸固化剂的呋喃树脂不能与混凝土、水泥砂浆、金属基层直接接触，所以必须在接触的基层表面使用其他树脂进行隔离，如环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂等。否则，酸固化树脂会与基层发生反应，导致附着力差，甚至出现分离、脱层等有害质量事故。

呋喃树脂稀释中使用的稀释剂一般为非活性稀释剂，如乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯等。和两种非活性稀释剂的混合物。所用的增韧剂有芳烷基醚、邻苯二甲酸二丁酯、桐油松香钙等。添加量为呋喃树脂质量的10%左右。

前面提到的呋喃树脂最大的缺点是漆膜易碎，收缩率高，与金属、非金属的附着力差，应用受到限制。为了改善其缺点，利用其优点，防腐技术人员会用环氧树脂对其进行改性。其性能兼具环氧树脂和呋喃树脂的共性，耐强酸强碱、盐溶液、溶剂、水、海水、工业污水、原油、汽油、煤油、柴油、油、石脑油、渣油，温度高达130℃，对金属和非金属附着力强，常温固化，施工方便等特点。如油罐、碳钢冷却塔、反应釜、硼酸储罐、中和塔、冷凝塔等设备也可用作耐强酸强碱水泥和玻璃钢，在重防腐领域占有重要地位，是传统的重防腐材料。

呋喃树脂重防腐涂料和腻子在国内很少有定型产品，一般都是现场配制施工。如糠醇树脂:苯磺酰氯(苯磺酰氯:磷酸=1:1)=100:10或糠酮-甲醛树脂:对甲苯磺酰氯=100:8，再与溶剂、增塑剂、粉末混合制成涂料。酸固化呋喃树脂要配合使用，一次1Kg左右，40分钟就用完了。施工机具应及时用丙酮清洗，以免粘手，难以使用。作者建议在混凝土、水泥砂浆、木材或钢材表面涂装时，应先用环氧铁红作底漆，再用环氧改性呋喃树脂涂料，然后再涂酸固化呋喃树脂涂料。石膏或FRP也可以根据这种结构来构造。环氧改性呋喃树脂涂料可按环氧树脂E-44:呋喃树脂(糠醇树脂或糠酮树脂)=4:6(或2:8)的质量比制备。一般底漆为环氧:呋喃=4:6，面漆为环氧:呋喃=3:7或2:8，然后用胺类固化剂固化，以提高呋喃树脂的附着力，改善脆性。由于不使用酸性固化剂，可直接涂于混凝土、水泥砂浆、金属表面，耐酸、耐碱、耐溶剂，可在130℃以下使用。加入一定量的粉末，可以制成腻子使用。上述用环氧改性呋喃树脂的方法称为“干混”。当环氧树脂和呋喃树脂按一定比例在130℃下进一步缩聚，然后溶解在混合溶剂中，制得糠醇环氧涂料，其物理化学性能优于“干混”(主要是固化剂不能同时完全固化环氧树脂和呋喃树脂的混合物)。环氧改性呋喃缩聚树脂用胺类固化剂固化，再经热处理后能耐受150℃的非氧化性酸、碱和有机介质环境。随着呋喃树脂技术的发展，呋喃树脂涂料和胶粘剂出现了一系列定型产品。特别是呋喃水泥在我国重防腐领域发展迅速，耐温性能大幅提高。不需要热处理就能直接达到140℃，还能耐20%的氢氟酸。

呋喃树脂除了可以改性其他树脂外，还可以制成优良的重防腐涂料和水泥材料。在树脂玻璃钢方面，可以将呋喃树脂和环氧树脂按一定比例混合，开发环氧呋喃玻璃钢产品。增强了产品的耐腐蚀性，提高了产品的弯曲和拉伸等机械性能。防腐施工和材料技术人员利用呋喃树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙二胺、丙酮等原料研制出复合树脂玻璃钢。与单一树脂FRP相比，FRP具有强度高、使用寿命长、耐高温、耐腐蚀、抗渗透性强的特点，可广泛用于工业建筑、钢结构的防腐工程和高层建筑地下室的防水防潮工程。此外，掺入不同体积含量的杜拉纤维可以提高呋喃树脂混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度，最高可分别提高15.5%和14.4%。呋喃树脂的实际应用，特别是一些成功案例，如铅烟气制酸装置高温膨胀节腐蚀穿孔后，使用呋喃树脂砂浆进行修补的成功实践，对呋喃树脂在高温环境下的推广应用有很好的借鉴作用。此外，在水玻璃中加入5 ~ 10%的呋喃树脂可以提高水玻璃的渗透性和耐稀酸性能。呋喃改性水玻璃混凝土已应用于国内许多硫酸生产装置的防腐衬里，使用效果良好。

笔者在几十年的防腐工程施工实践中深有体会。重防腐材料的应用可以根据自身的理化性质“自由展现”，开拓创新，突破固有思维，延伸到更深层次的应用场景。同样的道理，呋喃树脂的应用并不局限于防腐领域，其应用范围非常广泛，需要防腐应用技术人员不断实践探索，让这种传统的重防腐材料充分发挥其最佳性能和更新用途，实现新的价值和增长点。

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