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            氟碳涂料的研究進展及應用

            時間:2012-9-11 16:55:00   來源: 網摘

              引言

              以氟樹脂為主要成膜物質的涂料統稱為氟碳涂料,由于在氟樹脂大分子鏈中F——C鍵的存在,使得用氟樹脂為基料配成的氟樹脂涂料具有許多獨特性的性質,如超耐候性、超耐化學腐蝕性等。氟碳涂料被成功地應用在建筑、石化、鐵路、道路及軍工等諸多領域。氟碳涂層作為全功能、超耐久裝飾防護涂層,足以抵御褪色、龜裂、粉化、銹蝕和大氣污染、環境破壞、化學侵蝕。

             

              自1938年美國道化學公司合成聚四氟乙烯樹脂至今,已有近70a歷史,樹脂品種發展已多樣化。目前全球已形成了3種不同用途的氟樹脂與氟涂料,第一種是以阿托-菲鈉公司生產的PVDF樹脂為主要成分的外墻高耐候氟碳涂料;第二種是以美國杜邦公司為代表的特氟龍不粘涂料,主要用于不粘鍋、不粘餐具及不粘模具等方面;第三種是以日本旭硝子為代表的室溫固化氟碳涂料,主要用于橋梁、電視塔等領域。氟樹脂的發展經歷了從熱熔型到溶劑可溶性和現在的可交聯型3個階段。

             

              1氟碳涂料發展歷程

              早期的含氟聚合物主要是以氟烯烴單體均聚物為代表,如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)等,即所謂的第一代氟聚合物。以此為基礎的涂料主要利用其不粘性,屬于熱熔型的氟碳涂料,需高溫烘烤成膜。由于這類涂料施工工藝復雜,其應用受到限制。一般只能制成水分散型涂料、粉末涂料或有機溶膠。

             

              PVF和PVDF與丙烯酸酯共混的超耐候性建筑涂料是氟碳涂料的第二大類。

             

              隨著溶劑蒸發形成一層均勻的聚合涂膜。隨著研究的進展,該類型涂料已向水性化方向發展。

             

              用含氟單體與非含氟單體進行共聚制得溶劑型或水性涂料是氟碳涂料的又一品種。一般先由含氟單體與(甲基)丙烯酸酯類單體或烷基乙烯基醚類單體進行溶液或乳液聚合形成有機氟聚合物,再進行復配成為可交聯型的高性能涂料。目前常用的含氟單體有四氟乙烯(TFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、氟乙烯(VF)和VDF等。這些氟碳涂料具有優異的耐候性、耐水性和耐油性,已在金屬盒非金屬建材涂裝、紡織品和皮革涂飾等領域獲得了廣泛的應用。

             

              氟碳涂料的最新研究進展和發展趨勢主要集中在分子設計理論,融進了許多新技術和方法,使氟碳樹脂能滿足發展的需求,滿足各具特色的實際應用。如納米技術、自分層技術、自組裝技術、超臨界流體技術、等離子體化學蒸汽沉積和物理蒸汽沉積、濺射技術、消融技術、自旋涂裝、轉移涂層、模塑裝飾、預加工涂層等。表面改性技術也取得了進展,如所謂的“蓮飾效果”,即對涂膜的表層狀態進行改性。汽車行業也對氟碳涂料呈現出極大的興趣。氟碳樹脂的發展方向將是低成本、低熔點、低氟含量、高耐久性、水性化。

             

              2氟碳涂料的應用

              氟碳涂料作為一種高科技功能性涂料和一種全新的表面保護材料,可以應用到各行各業,其耐候性、化學抗性等許多性能均優于目前市面上流行的有機硅、聚氨酯、丙烯酸等高檔涂料,戶外使用壽命有長達20a的數據。

            氟樹脂涂料有常溫固化、高中低溫烘烤等系列品種,同時具有一定的修補再涂性,施工方法與一般涂料基本相同。建筑氟碳涂料、工業氟碳涂料、功能性氟碳涂料、水性氟碳涂料已在建筑、化工、電氣電子、機械、航空航天、家庭用品、道路橋梁等領域得到廣泛應用,尤其在重污染、強腐蝕的環境中,更顯示了其優越的防護性能。

             

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