氟硅樹(shù)脂涂料

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1、氟硅樹(shù)脂◆氟樹(shù)脂一、氟樹(shù)脂的簡(jiǎn)介與發(fā)展氟樹(shù)脂又稱氟碳樹(shù)脂，是指主鏈或側(cè)鏈的碳鏈上含有氟原子的合成高分子化合物。氟樹(shù)脂可以加工成塑料制品（通用塑料和工程塑料），增強(qiáng)塑料（玻璃鋼等）和涂料等產(chǎn)品。以氟樹(shù)脂為基礎(chǔ)制成的涂料稱為氟樹(shù)脂涂料，也稱氟碳樹(shù)脂涂料，簡(jiǎn)稱氟碳涂料。國(guó)際上，從氟塑料基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的涂料品種主要有三種。第一種是以美國(guó)杜邦公司為代表的熱熔型氟涂料特氟龍系列不粘涂料，主要用于不粘鍋、不粘餐具及不粘模具等方面；第二種是以美國(guó)阿托-菲納公司生產(chǎn)的聚偏氟乙烯樹(shù)脂（PVDF）為主要成分的建筑氟涂料，具有超強(qiáng)耐候性，主要用于鋁幕墻板；第三種是19

2、82年日本旭硝子公司推出了Lumiflon牌號(hào)的熱固性氟碳樹(shù)脂F(xiàn)EVE，F(xiàn)EVE由三氟氯乙烯（CTFE）和烷烯基醚共聚制得，其涂料可常溫和中溫固化。這種常溫固化型氟碳涂料不需烘烤，可在建筑及野外露天大型物件上現(xiàn)場(chǎng)施工操作，從而大大拓展了氟碳漆的應(yīng)用范圍，主要用于建筑、橋梁、電視塔等難以經(jīng)常維修的大型結(jié)構(gòu)裝飾性保護(hù)等,具有施工簡(jiǎn)單、防護(hù)效果好和防護(hù)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。1995年以后，杜邦公司開(kāi)發(fā)了氟彈性體（氟橡膠），以后又發(fā)展了液態(tài)（包括水性）氟碳彈性體，產(chǎn)生了溶劑型和水性氟彈性體涂料。至此，具有不同用途的熱塑性、熱固性及彈性體的氟碳樹(shù)脂涂料，品種齊全

3、，溶劑型、水性、粉末的氟樹(shù)脂涂料都在發(fā)展，拓寬了氟樹(shù)脂涂料的應(yīng)且領(lǐng)域。我國(guó)氟樹(shù)脂涂料是在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，自20世紀(jì)90年代初期引進(jìn)日本旭硝子涂料樹(shù)脂株式會(huì)社生產(chǎn)的常溫固化氟碳樹(shù)脂涂料，開(kāi)始用于上海高速公路、橋梁工程。1990年代后期開(kāi)始在國(guó)內(nèi)建廠生產(chǎn)。目前年生產(chǎn)能力估計(jì)達(dá)到1.2萬(wàn)噸左右，已大量應(yīng)用于防腐、高速公路、鐵路橋梁、交通車輛、船舶及海洋工程設(shè)施等領(lǐng)域。二氟樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)氟樹(shù)脂之所以有許多獨(dú)特的優(yōu)良性能，在于氟樹(shù)脂中含有較多的C—F鍵。氟元素是一種性質(zhì)獨(dú)特的化學(xué)元素，在元素周期表中，其電負(fù)性最強(qiáng)、極化率最低、原子半

4、徑僅次于氫。氟原子取代C—H鍵上的H，形成的C—F鍵極短，鍵能高達(dá)486KT/mol（C—H鍵能為413KJ/mol,C—C鍵能為347KJ/mol），因此，C—F鍵很難被熱、光以及化學(xué)因素破壞。F的電負(fù)性大，F(xiàn)原子上帶有較多的負(fù)電荷，相鄰F原子相互排斥，含氟烴鏈上的氟原子沿著鋸齒狀的C—C鏈作螺線型分布，C—C主鏈四周被一系列帶負(fù)電的F原子包圍，形成高度立體屏蔽，保護(hù)了C—C鍵的穩(wěn)定。因此，氟元素的引人，使含氟聚合物化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，氟樹(shù)脂涂料則表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)品性以及超耐候性，是迄今發(fā)現(xiàn)的耐候性最好的戶外用涂料，耐用年數(shù)在20年

5、以上（一般的高裝飾性、高耐候性的丙烯酸聚氨醋涂料、丙烯酸有機(jī)硅涂料，耐用年數(shù)一般為5~10年，有機(jī)硅聚酯涂料最高也只有10~15年）。三、氟樹(shù)脂的單體與合成合成氟樹(shù)脂的單體主要有四氟乙烯、三氟氯乙烯、氟乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚等。氟樹(shù)脂主要包括聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、聚氟乙烯（PVF）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚全氟乙丙烯（FEP）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)等，其中以四氟乙烯均聚物及共聚物最為常見(jiàn)。1.聚四氟乙

6、烯聚四氟乙烯（PTFE）由四氟乙烯單體（TFE）聚合而成，聚合機(jī)理屬自由基聚合。聚合過(guò)程一般在水介質(zhì)中進(jìn)行，既可在30℃以下的低溫下用氧化還原體系引發(fā)，也可在較高溫度下用過(guò)硫酸鹽來(lái)引發(fā)。以過(guò)硫酸鉀K2S2O8作引發(fā)劑時(shí)，聚合機(jī)理如下：（1）過(guò)硫酸鉀加熱分解成自由基：（2）四氟乙烯溶解在水相中，與四氟乙烯反應(yīng)生成新的自由基：(3)鏈增長(zhǎng)：(4)自由基水解成羥端基和羧端基自由基：5(5)增長(zhǎng)鏈終止，最終生成端羧基聚合物：可見(jiàn)，用過(guò)硫酸鹽作引發(fā)劑，生成端羧基聚四氟乙烯。聚四氟乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量可通過(guò)控制引發(fā)劑的用量，或加入調(diào)聚物及鏈轉(zhuǎn)移劑等加以控制。

7、2.聚三氟氯乙烯三氟氯乙烯（CTFE）可通過(guò)懸浮和分散聚合法在水相或非水液體中進(jìn)行均聚，也可與其他單體共聚(如乙烯和偏氟乙烯等)，聚合方法可以是本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合和乳液聚合。聚三氟氯乙烯（PCTFE）是三氟氯乙烯的均聚物，聚合機(jī)理與聚四氟乙烯相似。3.聚氟乙烯聚氟乙烯(PVF)是氟乙烯的均聚產(chǎn)物：聚合機(jī)理屬自由基引發(fā)的加成聚合，能生成頭-頭、尾-尾和頭-尾結(jié)合的2種構(gòu)型。4.聚偏氟乙烯聚偏氟乙烯(PVDF)又稱聚偏二氟乙烯，是由偏氟乙烯聚合而成。與聚氟乙烯相似，也能生成頭-頭、尾-尾和頭-尾結(jié)合的3種構(gòu)型。5.聚全氟乙丙烯聚全氟乙丙烯

8、，也稱氟塑料46（F46、FEP），是四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。聚全氟乙丙烯最早由美國(guó)杜邦公司于1956年開(kāi)始推銷，商品名為TeflonFEP樹(shù)脂(