呋喃樹脂

呋喃樹脂

樹脂類化學品
糠醇樹脂是呋喃樹脂系列産品中的一種。呋喃樹脂是指以具有呋喃環的糠醇和糠醛作原料生産的樹脂類的總稱,其在強酸作用下固化為不溶和不熔的固形物,種類有糠醇樹脂、糠醛樹脂、糠酮樹脂、糠酮—甲醛樹脂等。[1]
    中文名:呋喃樹脂 外文名:furan resin 所屬品牌: 種類有:糠醇樹脂、糠醛樹脂 應用:優良的防腐劑

概述

糠醇樹脂是由糠醇為主體與甲醛縮聚而成的(改性産品又添加了尿素),外觀為深褐色至黑色的液體或固體,耐熱性和耐水性都很好,耐化學腐蝕性極強,對酸、堿、鹽和有機溶液都有優良的抵抗力。

糠醇樹脂強度高,是木材、橡膠、金屬和陶瓷等優良的粘結劑,也可用于生産塗料。糖醇樹脂的一個重要用途是在機械工業的鑄造工藝中作砂芯粘結劑,特别适用于大規模的、大批量的機械制造,如汽車軍工、内燃機、柴油機、縫紉機等的生産。用于鑄造砂芯的粘結劑時,糠醇樹脂具有以下特點:固化速度快、常溫強度低、分解溫度高;根據不同鑄件的含碳量,可選擇不同含氮量的樹脂;發氣小、高溫強度高、熱膨脹性适中、脆性大、氣孔傾向小、吸濕性大。在加入尿素改性後,可根據不同要求生産不同含氮量的糠醇樹脂,以滿足鑄鋼、鑄鐵和其他有色金屬鑄造工藝的要求。

中國糠醇樹脂的生産始于1960年代,有關單位對樹脂的原材料、生産工藝、固化劑、制芯工藝、生産設備等都進行了廣泛、細緻的研究,取得了豐富的一手資料。國内廣州、南通、遼陽等地最先建廠生産糠醇樹脂,由于生産工藝和設備簡單,易操作糖醇樹脂的生産發展很快,現有廠家50多個,大多産量不大(大約在300~500t/a左右),但也有具有一定規模,管理完善的企業,如山東聖泉集團就是糠醛、糠醇、糠醇樹脂一條龍生産。

改革開放以後,随着糠醛工業和糠醇工業的發展,很多鄉鎮和個體糠醛廠以産品深加工的形式開始了糠醇樹脂的生産,總産量大約在15kt左右。随着機械工業的發展,中國對糠醇樹脂的需求量應在20kt/a以上,目前并有少量出口,若以糠醇樹脂出口代替糠醛和糠醇出口(中國每年出口糠醛和糠醇量約50kt~60kt,而這些出口的糠醛和糠醇絕大部分是用來生産糠醇樹脂),糠醇樹脂生産的前景更為廣闊。不斷改進産品質量,增加産品品種,優化産品性能,擴大産品性能,擴大出口量,将會有力地促進中國呋喃樹脂工業的發展。

發展狀況

由于呋喃樹脂具有突出的耐蝕性、耐熱性以及其原料來源廣泛、生産工藝簡單等優點,早已引起了人們的重視。但是,長期以來由于呋喃樹脂的脆性大、粘結性差以及施工工藝差等缺點,在很大程度上限制了它在防腐領域中的應用,而且其應用範圍僅局限于膠泥、地坪和浸漬石墨等領域。

到了70年代中期以後,由于合成技術和催化劑應用技術的突破,基本上克服了呋喃樹脂的以上缺點後,它才在防腐領域中得到較大的發展,且開始用于耐蝕玻璃鋼的制造。目前,國外呋喃樹脂在防腐領域中的應用量已超過了傳統使用的酚醛樹脂的量,特别是在一些溫度高、腐蝕性強的環境下,它發揮了很大的作用。

糠醛是制造呋喃樹脂的最基本的原料,它來源于農副産品,如棉籽殼、稻殼、玉米芯和玉米杆等。中國有着極其豐富的農副産品資源,目前糠醛的生産量也很大,呋喃樹脂又有許多優點,所以加強呋喃樹脂的生産和應用研究,使它更廣泛地應用于防腐工程中是很有意義的。

固化

呋喃樹脂的固化過程十分複雜。目前認為,呋喃樹脂的固化是由于呋喃環中的共轭雙鍵打開而交聯形成體型結構所緻。此外,呋喃樹脂的側鍊中的其它活性基團在固化過程中可能也參與交聯反應。

實際上,呋喃樹脂的固化劑都是酸性物質。一般酚醛樹脂的固化劑也可作呋喃樹脂的固化劑,例如:苯磺酰氯、對甲苯磺酰氯、硫酸乙酯、磷酸和對甲苯磺酸等。與酚醛樹脂不同的是呋喃樹脂對固化劑的酸度要求更高,例如呋喃樹脂适用的硫酸乙酯的配比是:98%的硫酸:無水乙醇=2:1。上述化合物作為呋喃樹脂的固化劑的一個嚴重的缺點是樹脂與固化劑反應的放熱量大,配制後的适用期短,操作不便,且固化反應激烈,放出較多水分易形成氣泡,使固化後的制品抗滲性變差、脆性增大,因此要采用玻璃纖維增強就有困難。

目前,已開發了新型的呋喃樹脂固化劑,基本上解決了上述問題。這不但使呋喃樹脂能與環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂一樣。可用來制作玻璃鋼,而且又改善了呋喃樹脂制品的力學性能。一般這些固化劑均和各廠生産的呋喃樹脂配套使用,或與填料混合在一起出售。

盡管新型固化劑改善了呋喃樹脂的固化工藝性能,但與環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂相比,呋喃樹脂的固化工藝仍是比較差的,如凝膠時間較長,完全固化所需的時間更長,這給要在室溫下較快速固化帶來了困難。有時,為保證制品質量,不得不使制品在低于100°C。

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