氟碳树脂涂料的部分进展

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1、氟碳树脂涂料的部分进展第10属氟硅涂料行业年会一刘秀生，刘兰轩，张迎平，苗毅(武汉材料保护研究所，武汉4300；50)摘要：综述了氟碳树脂涂料的品种、特性和用途。重点介绍了亲水氟碳涂料．水性氟碳涂料．功能性氟碳涂科，有机氟改性丙烯酸树脂涂料和纳米氟碳涂科的部分研究进展。关键词：氟碳树脂；涂料；高耐候性；进展O引言以氟树脂为主要成膜物质的涂料称为氟树脂涂料，它是氟树脂的一种应用形式。在欧美等国家把以氟烯烃聚合物或氟烯烃和其他单体的共聚物等为成膜物质的涂料称为“氟碳涂料(fIUorOCarbOn-coating)”，在我国称为“含氟涂

2、料”或“氟树脂涂料”。自1938年美国杜邦公司首次合成了聚四氟乙烯树脂以来，氟树脂已有几十年的发展历史。目前国际上形成了四种不同用途的氟树脂涂料行业，第一种也是首先应用于涂料的氟树脂，是美国阿托一菲纳公司于上世纪六十年代初实现工业化生产的聚偏氟乙烯(PVDF)树脂，用其带0备的外墙用高耐候氟树脂涂料，具有寿命长、不褪色、不易污染和耐老化性能优异等特点；第二种是以美国杜邦公司为代表的“特富龙”不沾涂料，主要用于不沾锅，不沾餐具及不沾模具等领域；第三种是以日本旭硝子公司为代表的常温固化氟树脂涂料，主要用于建筑、桥梁、电视塔等难以经常维

3、修的大型结构装饰性保护等，具有施工简单、防护效果好和防护寿命长等特点”一；第四种是近年来快速发展的水性氟碳涂料，在保持氟碳涂料优越性能的同时，具有良好的环境友好性。由于氟原子电负性高，原子半径小，与碳形成的C—F键极短，相临氟原子相互排斥，使含氟烷烃中氟原子呈螺线形分布，碳链周围被一系列带负电性的氟原子所包围，形成屏蔽层。键能高达486kO／m0I。因此分子结构稳定，很难被热、光以及其他化学因素破坏。在同一分子中未成键原子之间存在着一种较弱的范德华力。2个氟原子的范德华半径之和为(2．7X10-10m)，两个氟原子正好把C1和C2

4、之间的空隙填满，保护了碳碳键，使氟碳树脂相当稳定。因此氟树脂涂料具有优异的耐候性、防腐蚀性、耐沾污性、耐热性、耐化学药品性、疏水疏油性、绝缘性以及低摩擦系数。1几种常用氟树脂涂料1．1高温烘烤(熔融)型涂料这类树脂大部分使用的是Kynar500或HynarS000型PVDF树脂，目前年产量约1×104t，氟树脂在涂料中以悬浮状态存在。该涂料在建筑幕墙领域得到了较广泛应用，具有长期使用涂层不褪色，耐候性能优异，韧性好，耐粉化性极佳等特点。PVDF涂料需经过230℃～240。C烘烤熔融成膜，不能在现场加工和制备大型工件，应用领域受到限

5、制。由于加工成本大，涂层价格高，只有在性能要求高的场合才有实用价值，因而使用面受到了限制。另外，高性能且高价格的涂层，不仅对涂料要求高，而且对涂装技术和设备要求高(质量认证)，要求能达到“无色差喷涂”，目前国内已有不少厂家能够生产PvDF树脂及其涂料，具有明显的成本优势。但涂层性能和质量保证体系与国外产品相比，仍有较大的差距。该涂料体系主要由底漆、面漆和罩光漆等组成，涂装系统主要包括基材的预处理、喷涂底漆、喷涂面漆和喷涂罩光漆等，颜色主要是银灰色。1．2常温固化型涂料1982年，日本旭硝子公司推出了商品名为“LumifIOn”的氟

6、烯烃与烷基乙烯基醚的交替共聚物(FEVE)为基料的溶剂可溶性涂料，实现了氟树脂涂料与异氰酸酯的常温固化和与氨基树脂的较低温度固化。其后，大日本油墨公司、大金公司、旭硝子公司及东亚合成化学公司也相应推出了自己的品牌【31。PFEVE树脂的分子中引入了一Cl，一OH，一COOH等活性基团，改善了树脂与颜料的润湿性，使得树脂易溶于常规有机溶剂，容易于施工，应用范围更加广泛。“大金杯”优秀论文评选这类树脂通常是VTFE或TFE单体与乙烯基醚类体或乙烯基酯类单体的共聚物，其聚合物的主链是烯烃与烷基乙烯基醚的嵌段共聚体。由于引入烷基烯基醚，树

7、脂成为玻璃态非晶体，而且极性大。所具有溶剂溶解性，能形成透明薄膜，适宜用作涂料脂。利用其分子中一OH和一COOH的反应性，可与氰酸酯或三聚氰胺交联固化，能在常温至160℃的温范围内固化涂料。它不仅可在涂装工厂对铝幕墙、无机建材等施工，也可对混凝土、灰浆工件等进行保护。目前，国内外都相继开发了以三氟氯乙烯或四氟乙烯为主体的系列室温固化氟树脂涂料，广泛应用于高层建筑、户外结构、桥梁和其它长效防腐耐候场合。常温固化氟树脂涂料具有以下显著特点。(1)超长耐久性：由于F—C键极佳的稳定性，加上采用超耐候性颜料，因此具有超长耐候性，人工耐老化

8、时间超过5000r、。用于建筑外墙寿命长达15年以上，是传统涂料的3～8倍，而且能保持原有色泽、光泽，不粉化、不脱落；(2)防腐蚀、耐化学品性：除了具有极好的化学惰性外，该涂料还有很高的交联密度，具有良好的防腐蚀、耐化学品'ltF_能；(3)防污性