呋喃树脂防腐技术
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
呋喃树脂是以糠醛为基本原料制成，具有呋喃环结构的热固性树脂的统称，有糠醇树脂、糠醛树脂、糠酮树脂、糠醛-糠醇树脂、苯酚糠醛树脂等。含有呋喃环的化合物，在酸催化剂下形成线形的可溶性聚合物，呈深褐色至黑色的黏性液体或者脆性固体，能够溶解于普通的有机溶剂，并能够与很多增塑剂或者其他树脂混溶。含有呋喃环的化合物变定后得到不溶的体型高聚物，这种高聚物具有优良的耐腐蚀性能，被大量用于重防腐工程。
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；而且耐热温度较高可达到180℃，其机械强度和电绝缘性也较好；但是其最大的缺点就是漆膜脆性大，收缩率大，和金属非金属附着力差，应用极大的受到限制。呋喃树脂固化都采用酸性固化剂，如糠醇糠醛型树脂采用的是已经加入粉料的氨基磺酸类固化剂，而糠酮糠醛树脂采用的是苯磺酸型固化剂。这种使用强酸性固化剂的呋喃树脂是不能够直接与混凝土、水泥砂浆及金属基层接触，因此必须在所接触的基层表面使用其他树脂进行隔离，例如环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂等，否则酸性固化树脂时会与基层发生化学反应，造成粘结性不好，甚至出现分离脱层等危害性质量事故。
呋喃树脂开稀所使用的稀释剂一般都是非活性稀释剂，如乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯等，以及两种非活性稀释剂的混合物，增韧剂使用到的有芳烷基醚、邻苯二甲酸二丁酯、桐油钙松香等，加入量约为呋喃树脂质量的10%。
上文提到呋喃树脂最大的缺点就是漆膜脆性大，收缩率大，和金属非金属附着力差，应用受到限制。为了改善其缺点，利用其优点，防腐蚀技术人员会使用环氧树脂进行改性，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、耐水、海水、工业污水、耐原油、汽油、煤油、柴油、润滑油、石脑油、渣油，耐温可达130℃，对金属非金属附着力强，常温固化，施工方便，在石油化工防腐工程中被广泛使用。例如油罐、碳钢冷却塔、反应釜、硼酸贮槽、中和塔、缩合塔等设备防腐，也可以作为耐强酸强碱的胶泥及玻璃钢使用，在重防腐领域占有重要的地位，是传统的重防腐耐蚀材料。
呋喃树脂重防腐涂料及胶泥国内很少有定型的产品，一般都以现场配制的方法用于施工，例如按照重量比的糠醇树脂：苯磺酰氯（苯磺酰氯：磷酸=1:1）=100:10或者是糠酮-甲醛树脂：对甲苯磺酰氯=100:8再添加溶剂、增塑剂和粉料进行混合配制成涂料使用，如果加大粉料的量配制成胶泥使用。酸固化呋喃树脂应该随配随用，每次配制1Kg左右，40分钟用完，施工机具及时用丙酮清洗，以防粘稠变硬无法使用。笔者建议涂覆于混凝土，水泥砂浆及木材或者钢铁表面时应该使用环氧铁红打底后配套环氧改性呋喃树脂涂料，再涂装酸固化呋喃树脂涂料，胶泥或者玻璃钢也可以按此结构施工。环氧改性呋喃树脂涂料可以按照质量比环氧树脂E-44：呋喃树脂（糠醇树脂或者糠酮树脂）=4:6（或者2:8）配制，一般底涂为环氧：呋喃=4:6，面涂为环氧：呋喃=3:7或者2:8，再使用胺固化剂进行固化，以提高呋喃树脂的附着力并且改善脆性。因为不使用酸性固化剂，可以直接涂于混凝土，水泥砂浆及金属表面，耐酸耐碱耐溶剂，并可以在130℃以下的温度下使用,增加粉料一定量时可以配制成胶泥腻子使用。以上环氧改性呋喃树脂的方法称之为“干混”，当环氧和呋喃树脂按照一定配比在130℃温度下进一步缩聚，再混合溶剂溶解配制成糠醇环氧涂料，较“干混”更具有优良的理化性能（主要是因为固化剂不能够同时使得环氧树脂与呋喃树脂的混合物固化完全）。环氧改性呋喃缩聚树脂使用胺固化剂固化，再进行热处理可以耐温达到150℃下的非氧化性酸，碱及有机介质环境中。随着呋喃树脂技术的发展，呋喃树脂涂料及胶泥已经出现了定型的系列产品；特别是呋喃胶泥在国内重防腐领域迅猛发展，其耐温性能大幅度提高，在无需加热处理条件下直接达到140℃，也可以耐20%的氢氟酸。
呋喃树脂除了进行其他树脂的改性，配制成优良的重防腐涂料及胶泥材料外，在树脂玻璃钢方面，还可以利用呋喃树脂和环氧树脂各自具备的优良性能，将呋喃树脂和环氧树脂以一定比例混合后，研制出环氧呋喃玻璃钢制品。该产品防腐性能增强，制品的弯曲、拉伸等力学性能得到了提高。防腐施工及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，研制开发出复合树脂玻璃钢。该玻璃钢与单一的树脂玻璃钢防腐相比，具有强度高、使用寿命长、耐温、耐腐蚀、抗渗透性能强的特点，可广泛用于工业建筑物和钢结构的防腐工程以及高层建筑地下室的防水、防潮工程。另外在呋喃树脂混凝土中掺入不同体积含量的杜拉纤维后，可提高其劈裂抗拉强度及抗折强度，其劈裂抗拉强度最高提高了15.5%，抗折强度最高提高了14.4%。呋喃树脂的实际应用，特别是针对一些成功的案例，如在铅烟气制酸设备的200℃以上高温的进气膨胀节被腐蚀穿孔后运用呋喃树脂胶泥在不停产的状态下进行防腐修补的成功实践，对呋喃树脂在高温环境下的延伸应用具有很好的借鉴。还有就是在水玻璃中掺入5～10%呋喃树脂可以提高水玻璃的抗渗透、抗稀酸性能，呋喃改性水玻璃混凝土在国内许多硫酸生产装置的防腐衬里中已有应用，使用效果良好。
笔者几十年的防腐蚀工程施工实践中深有体会，重防腐材料应用可以依据自身理化性能“自由施展”，开拓创新，突破固有思维，向更深的应用场景延伸发展。同样道理，呋喃树脂的应用不仅仅限于防腐蚀领域，其应用领域的延伸范围非常广阔，需要防腐蚀应用技术人员不断实践，不断探索，让这一传统的重防腐材料发挥最佳的性能和更新的用途，实现新的价值和增长点。
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