水性氟树脂涂料及其应用

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1、水性氟树脂涂料及其应用水性氟碳涂料及其应用王玮刘谦上海衡峰氟碳材料有限公司【关键词】水性氟乳液水性氟碳涂料工艺配套水性氟碳涂料应用案例【摘要】本文就水性氟碳涂料的研究重点，从水性氟碳涂料涂料的原材料的发展开始分析，包括配方设计、配套方案进行了深入研究，并通过具体的工程案例进行，分析水性氟涂料的发展前景。自1938年含氟聚合物问世以来，由于其分子结构中已知最强的F-C化学键，使它表现出许多优异的性能。以含氟聚合物树脂为基础的氟碳涂料也因此而具有许多特殊优异的性能。主要表现在，它具备了比目前市场上流行的聚氨酯、有机硅、丙烯酸树脂涂料等更优异的附着力、耐

2、溶剂性、硬度、耐化学药品性等性能，其户外使用寿命更可长达20年，远远超过一般涂料。因此氟碳涂料经过近40年的发展，在国防、建筑、桥梁、石油化工等众多领域获得广泛的应用。目前来说，以溶剂热熔性以PVDF树脂为代表，由于需高温烘烤主要应用与各种预涂金属建材；溶剂交联型以FEVE氟烯烃-乙烯基醚多元共聚树脂为代表，由于可常温固化，因此可广泛应用于各种材质和各种领域。这些常用的氟涂料都是溶剂型的，随着人们环保意识的增强，各国对VOC(挥发性有机化合物)含量的限制日益严格，以有机溶剂作为成膜介质的溶剂型含氟聚合物涂料和高温固化含氟聚合物涂料的应用受到了一定的

3、限制。开发水性氟碳涂料成为氟碳涂料发展的趋势和方向。一、水性氟碳涂料研究与开发的重点在溶剂型氟碳涂料的基础上开发水性氟碳涂料，应当开发出比它性能更为优越的产品。1．保持油性氟碳涂料的优点水性氟碳涂料，必须保持原有油性氟碳涂料的主要优点。常规的溶剂型氟碳涂料，其区别于普通涂料的根本性的性能体现在其优异的室外耐候性能。做为溶剂型双组分氟碳涂料的下一代产品或部分替代产品，其耐候性能应当与溶剂型氟碳涂料相当或更好。2．克服油性氟碳涂料的缺点目前，溶剂型常温固化氟碳涂料在应用中还具有不少缺点：1）、双组分涂料在施工存在各种限制；2）、在外墙应用时对施工条件和

4、配套材料要求高，涂层刚性，不具备好的弹性，性能不稳定，易出现开裂、脱皮现象；3）、易被污染，长期装饰性一般；4）、溶剂型涂料含有大量的有机挥发物（VOC），对环境污染极为严重，同时也浪费资源、浪费能源。因此，开发出的水性氟碳涂料应该能够克服以上困难。3．满足目前外墙外保温体系的抗裂装饰要求目前外墙外保温体系普遍采用的几种方式中，都要求在外表面抹灰和涂装装饰性的涂料，并要求有抗裂和装饰性能。在外墙外保温系统的应用中，溶剂型氟碳涂料作为饰面，如果处理不好，往往会腐蚀保温层。虽然一般水性氟碳涂料本身不具备抗裂要求，但可以通过抗碱封闭底漆－弹性中涂－水性氟

5、碳面漆的涂层系统的方式解决，以同时达到抗裂和装饰的要求。4．适合于大面积的推广应用由于氟碳涂料实现了水性化，其施工难度大大降低，施工方法和施工工艺与普通乳胶漆一样，非常适合于大面积的推广应用。二、水性氟碳涂料的组成最普通的水性氟碳涂料的配方大致如下原料比例氟乳液45颜料30水15助剂10可以看出此配方和一般乳胶漆并没有很大的差异，这就有了水性氟碳涂料相对油性氟碳涂料最大的优点，施工的方法十分简单，基本和乳胶漆没有差异。但在这个简单的配方中包含两同的地方，保证了水性氟碳涂料的优异性能：氟乳液和颜料。1）水性氟碳乳液但是由于各家公司在合成乳液时的路线以

6、及所用单体的不同，在实际运用的氟碳乳液其实在结构上还是有不小的差异，在目前看来，在达到一定的氟含量的情况，也没有很明显的好坏之分，相信随着水性氟碳的继续发展，各种更合理有效的合成方法有会不断的涌现，下面是一些现有方法介绍。A、水性氟碳乳液制备方法制备水性含氟聚合物涂料的关键是获得水性含氟聚合物。目前，水性含氟树脂主要包括有机氟乳液及有机氟分散体，而水溶性的含氟聚合物尚不多见。制备水性含氟聚合物的技术主要有4种：①乳液聚合法，即以含氟的乙烯基化合物进行自由基乳液聚合，或将含氟单体与不含氟烯烃单体共聚制得含氟聚合物乳液，这是最常见的方法。②“后乳化法”

7、，即先在有机溶剂介质中合成含氟聚合物，然后使溶解的含氟聚合物在乳化剂的作用下成为分散体，或者通过中和反应制得含氟聚合物水分散体。此方法不同于乳液聚合法和悬浮聚合法，其可以通过非自由基聚合的方法(如缩聚、加成聚合等)来制备含氟聚合物，这为含氟聚合物品种及功能的多样化提供了可行的途径。③悬浮聚合法，即在分散于水相的溶有引发剂的单体液滴中进行的自由基聚合法。它是早期的制造含氟聚合物的主要方法之一，目前逐渐呈现出为乳液聚合所替代的趋势。④通过分散体技术，即将含氟树脂粉末、颜填料、分散剂、增稠剂、成膜助剂和水等在适宜的设备中分散而形成水悬浮液，其要求先制得含

8、氟树脂的细微粉末，然后再水性化，无论是从制备过程还是产品性能来说，均不能满足现代涂料发展的要求，目前已很少使用。B、水性氟