有机氟涂料的研究及应用（一）

2007/8/10 15:04:24

【摘要】随着新材料的不断研究开发和改进，有机氟涂料的研究将越来越深入，性能亦将越来越优异，以满足不同行业或领域对涂料不同的要求需要。与此同时，随着人们环保意识的增强，有机氟涂料也将朝着无污染、环保型的方向发展。有机氟涂料作为性能最佳的涂料品种，必将越来越引起人们的重视，并在特定领域内得到广泛的、深层次的应用。【关键词】有机氟涂料研究有机氟材料因具有许多优异性能而被广泛应用，在涂料工业中占有相当重要的地位，享有"涂料王"的美称。有机氟涂料是以有机氟聚合物或有机氟改性聚合物为主要成膜物质的涂料，具有优异的耐候性、耐久性、耐化学品性和防腐蚀、耐磨性、绝缘性、耐沾污性及耐污染性等性能，广泛应用于建筑、航空、电子、电气、机械及家庭日用品、木器家具等领域，是一种集高、新、特于一身的性能优异的涂料。巫有机氟涂料的成膜物质有机氟涂料的成膜物质主要是有机氟树脂和有机氟改性树脂(或改性有机氟树脂)。1．1 有机氟树脂涂料用常规的有机氟树脂一般是用含氟烯烃如四氟乙烯(TFE)、氟乙烯(VF)、偏二氟乙烯(VDF)等单体为原料进行均聚或共聚制得的，其性能优异，应用广泛。聚四氟乙烯(PTFE)涂料是氟树脂涂料中不粘性、非润湿性、低磨擦性和耐热性最优秀的涂料，主要应用于家庭制品、食品、橡胶塑料、汽车、精密机械等工业领域，作为重要的防粘涂料、耐热涂料、绝缘涂料和耐磨涂料。聚偏二氟乙烯(PVDF)涂料通常由乳液聚合而得，具有极佳的耐化学品性、优良的热稳定性和极好的耐候性、耐久性、耐磨性，广泛应用于建筑铝材及金属卷材方面，可作为装饰性和保护性的罩面漆。1982年日本旭硝子公司开发的聚氟乙烯-乙烯共聚物(PFEVE)树脂解决了氟树脂在常规溶剂中难以溶解的难题，实现了常温固化，大大拓宽了氟涂料的应用领域。尽管有机氟树脂具有许多优异性能，但也存在一些问题：一般均需高温固化，固化时间长，大面积施工不方便，与底材的附着性差，对颜填料的润湿性差，在有机溶剂中的溶解性也不好，价格较贵等。因此，常用有机氟树脂与其他有机树脂共同制备有机氟改性树脂或改性有机氟树脂。1.2 有机氟改性树脂有机氟改性树脂通常可以具有两种树脂的优点，弥补两种树脂在性能上的某些不足，从而提高性能、拓展应用。改性的方法有物理共混和化学反应改性两种，化学改性的产品一般要比物理共混改性的性能好。化学改性主要是与官能团单体如烯醇类、烯酯类、烯酸类等单体共聚或其他方式将官能团引入，生成交联型共聚物，从而使有机氟获得新的性能。在有机氟改性其他有机涂料工业中，用氟改性的有机树脂主要有丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚苯硫醚及有机硅树脂等。1.2.1 含氟丙烯酸酯涂料含氟丙烯酸酯涂料既保留丙烯酸酯涂料良好的耐碱性、保色保光性、涂膜丰满等特点，又具有有机氟树脂耐候、耐沾污、耐腐蚀及自洁性能，是一种综合性能优良的涂料。通过引入含氟基团来改变丙烯酸酯聚合物的结构，从而大大改善丙烯酸树脂的性能，使其具有更广泛的应用前景。引入含氟基团主要有2种方法：一是使用氟化丙烯酸酯单体与丙烯酸酯共聚；二是在聚合时加入含氟添加剂，如全氟辛酸、氟碳表面活性剂等。前一种方法既可以改变聚合物侧链的结构，有效改变共聚物的表面性能，也不会大幅度提高成本，具有现实意义，所用氟化丙烯酸酯单体的合成主要有氟化醇与(甲基)丙烯酸酯化；采用全氟碘烷与(甲基)丙烯酸盐反应两种制备方法。3M、Du Pont、旭硝子公司和大坂有机化学公司均有生产。含氟丙烯酸酯的共聚可以用γ射线、过氧化物或偶氮二异丁腈引发，可以是本体聚合、溶液聚合或乳液聚合，这种含氟侧链在成膜后，可集中在涂膜表面，最大限度地发挥氟原子的作用，具有优异的耐水性和耐污染性。目前在国外，含氟丙烯酸酯已经成功地应用于光纤涂料、汽车涂料、建筑涂料和织物处理剂等方面。清华大学唐黎明等以聚偏氟乙烯和聚丙烯酸酯为原料，通过乳液聚合方法合成了性能优异的聚丙烯酸酯改性乳液。该乳液与基材的附着力好且成膜后涂膜的表面性能好，可以在要求耐污染、耐热、耐药品和不粘性等领域用于基材的表面改性，如用于纺织、皮革制品的耐水、耐油剂等领域。（待续）

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