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氟涂料——机遇与挑战 概述 以含氟树脂为基料的各类涂料正受到广泛关注，其主要特点是树脂中含有大量的C—F键，其键能是116 kCal/mol，相比较C—H键99 kCal/mol，C—O键86 kCal/mol，C—C键只有83 kCal/mol，其键能是最大的。因此用氟树脂制成的涂料与一般产品相比具有无可比拟的优点：①耐候性优异；②抗水解（氟原子的屏蔽作用具有很大的斥水性）；③耐化学介质良好；④耐溶剂性能好；⑤耐热性能好；⑥具有较低的表面张力（如特氟隆），因此具有耐沾污性，见表1。 表1 可作为涂料原材料的氟聚合物 组 成 PTFE PCTFE FEP PFA ETFE ECTFE PVDF PVF 耐热性，℃ 250 150 200 250 150 150 150 100 耐化学品性 E E E E G G G F 抗溶解性 E E E E E E G G 非粘结性 E E E E G G F G 抗电性 E E E E E E G F 耐候性 E E E E E E E E 涂料 粉末 × × ○ ○ ○ ○ ○ △ 分散体 ○ × ○ × × × ○ △ 溶液 × × × × × × × × 注：E：优异； G：良好； F：一般； ○：可能； △：不太好； ×：完全不行 PCTFE (—CF2CFCl—)n ETFE (—CF2CF2—)n(—CH2CH2—)m PFA (—CF2CF2—)n(—CF2CF—)m FEP (—CF2CF2—)n(—CF2CF—)m ｜ ｜ OCF3 CH3 ECTFE (—CF2CFCl—)n(—CH2CH2—)m PVF (—CFH—CH2—)n PVDF (—CF2CH2—)n PTFE (—CF2CF2—)m 国外含氟涂料的开发最早起源于杜邦的聚四氟乙烯，而用于建筑材料的则是由聚偏二氟乙烯树脂（以下简称PVDF）配制的。其最早应用见于1964年美国Penwalt公司，在美国已有使用25年以上的实绩，目前PVDF树脂主要供应商为Elf Ato Chemical公司（牌号KYNAR 500）和美国AUSIMONT公司（牌号HYLAR5000），而涂料生产厂商则包括美国PPG公司、英国ICI公司及德国Herbertz公司等著名大公司。但这类以PVDF为成膜基料的涂料，氟树脂是以悬浮状态分散于涂料中，必须经高温烘烤熔融才能成膜，限制了其直接应用，目前只能先涂覆于金属板材上再进行现场装配才能用于建筑装饰。日本旭硝子公司于1982年在世界上率先开发成功溶剂可溶解涂料用氟树脂（Lumiflon），它是由氟乙烯、乙烯基醚共聚合而形成，与PVDF相比具有一定的活性官能团，可以由氨基树脂或异氰酸酯固化，因此可以中低温固化，可以保用20年以上。美国Ato公司近年来又开发了VF2/HFP共聚物，（HFP具有CF3结构，可降低结晶性和极性）。AUSIMONT公司新近开发了含羟基官能团可溶剂溶解的氟树脂，亦可用于建筑材料方面。而自清洁（Self-cleaning）含氟涂料也已开发成功，进入应用阶段。 国内含氟树脂研究起步较晚，但近年来也已取得突破性进展。上海三爱富材料公司已开始生产PVDF树脂（牌号FR 921），其相应特性见表2。晨光化工研究院和浙江化工研究院亦有相关产品，而大连塑料研究所最近也发表了相关专利。 表2 PVDF树脂的特性 性 能 FR 921 Kynar 500 (Hylar 5000) 熔点，℃ 156~161 156~161 熔体流动速率，g/b·min 0.8~2.6 1.2 相对密度 1.75~1.77 1.75~1.77 吸水率，% ≤0.04 ≤0.04 热分解温度，℃ 381~403 382~393 另外，国内外针对含氟丙烯酸和含氟聚氨酯亦有大量专利发表，有关含氟涂料表面状态及内部结构的研究也日益深入，目前含氟涂料的研究和开发正处于快速发展阶段。 建筑用含氟涂料 含氟涂料作为超耐候性保护涂料，主要用在建筑行业中，用其涂覆的装饰板现已成为高层建筑外装修取代瓷砖和玻璃幕墙的主要材料，用其涂覆的彩色钢板可作为工业厂房屋顶及墙体和内装饰。近年来国际上就玻璃幕墙带来的光污染进行抵制，上海市也于去年制定相应法规，规定玻璃幕墙在高层建筑上应用面积不能超过55%，而