一种对环境友好的高性能呋喃树脂的生产方法

传统方法生产呋喃树脂时，采用尿素、甲醛含量（37%)作为反应单体，由于液体甲醛中含有大量的水分，并且在尿素、甲醛缩聚反应中也会产生水，为促进缩聚反应进行必须脱出这些水，因此在呋喃树脂生产中需要进行真空脱水处理。一般生产1树脂要脱出100～300kg的废水。该废水含有甲醛等物质，直接排放将会对环境造成污染。本文通过多聚甲醛的引入开发研制出一种对环境友好的高性能呋喃树脂生产方法，彻底解决了呋喃树脂生产企业对环境污染的难题。

1试验条件及方法

1.1试验材料

本试验所用37%甲醛溶液，多聚甲醛，尿素，糠醇，氢氧化钠，硅烷偶联剂，改进添加剂等均为工业品：所用盐酸为化学试剂。

1.2试验设备

JJ-1型增力电动搅拌器；三口烧瓶；冷凝管；电热套：DV-C型旋转粘度计：SHY树脂砂混砂机；SWG型杠杆式万能砂强度试验机：SFL-2型电脑发气性测定仪：PHS-3C型PH计：TENSOR27傅立叶红外光谱仪等。

1.3呋喃树脂合成的基本工艺

向三口烧瓶中加入甲醛、尿素、多聚甲醛，加入改进添加剂，然后调节pH值至规定值，在适当温度下反应一定时间；随后加入适量的糠醇，调节pH值，再加入剩余的糠醇，调节pH至规定值，反应一定时间；停止加热，降温；最后再加入一定量的糠醇及降醛助剂，冷却，加入适量硅烷偶联剂，搅拌均匀后出料即为产品。

1.4性能测试

呋喃树脂的密度、粘度、游离甲醛含量和树脂砂抗拉强度等技术性能指标的测定参照标准、JB/T7526-2008进行。

2结果与讨论

2.1树脂的合成与性能

2.1.1理化工艺性能

呋喃树脂主要性能见表1，其中用多聚甲醛合成的记为多聚呋喃树脂，用普通37%工业甲醛合成的记为普通呋喃树脂。

从表1看出，采用多聚甲醛生产的呋喃树脂与用常规方法生产的呋喃树脂性能无明显区别，而采用多聚甲醛生产则节省了脱水工艺，无废水排放。

2.1.2固化曲线

按照树脂加入量为标准砂的1%，分别测试了1、24、5、624h的抗拉强度，检测结果见表2可以看出，两者的固化趋势完全一致。

2.1.3红外谱图

使用傅立叶红外光谱仪，测试条件为：分辨率为4cm-l、扫描次数40次、扫描范围4000400cm-l、采用KBr片进行测试。红外谱图见图1。从谱图看各峰位置一致。

2.2正交实验及影响分析

为了探求最佳的呋喃树脂配方和各因素对树脂性能的影响，设计了正交试验，选取考查的因素分别为：多聚甲醛与37%工业甲醛的配比A、第一步反应温度B，每个因素设计考查3个水平，每个树脂做3次测试，取其平均值。见表3表4

实验结果：试验号5的结果最好，即在A2B2多聚甲醛与37%业甲醛的配比为1：1：第1步反应温度为80℃）时为最优配方。由极差分析可知，对游离甲醛影响和对24航拉强度影响的主次顺序是B>A。

温度主要是通过影响多聚甲醛的解聚及树脂的反应合成来影响树脂的性能的，温度低时多聚甲醛的解聚不完全或不解聚，造成甲醛与尿素的摩尔比降低，24h拉强度降低，且可能有少量或较多的不溶物。温度低，树脂合成反应速度慢，反应程度低，游离甲醛增高：温度高，多聚甲醛解聚迅速、放热量大，易凝胶，并且反应速度快，不易控制，也易凝胶，

3应用

于2011年9月及11月在某厂铸铁车间隔板体件上试用，与原来的用3%普通甲醛合成的呋喃树脂性能一致。现已实现批量生产，实现了呋喃树脂生产的废水零排放。

4结论

(1)通过多聚甲醛的引入可实现呋喃树脂的不脱水生产，从而达到环保生产。

（2）温度为该树脂性能的主要因素，温度过高则多聚甲醛的解聚迅速、放热量大，易凝胶；温度过低时多聚甲醛的解聚不完全或不解聚。

（3）该树脂在多聚甲醛与37%工业甲醛的配比为1：1：第1步反应温度为80℃时为最优配方。