氟碳涂料

氟碳涂料（英文：Fluorocarbon   coating），又称氟碳漆、氟涂料、氟碳涂料等氟碳涂料是由氟碳树脂改性而成的以含氟树脂为主要成膜物质的一系列涂料的总称、通过加工制成的新型涂层材料。氟碳涂料的主要特点是树脂中含有大量的氟碳键（C—F），在受热、在光的作用下，氟碳键不易断裂，因此表现出较长的耐候性和耐腐蚀性、耐水性、耐油性、耐酸碱性。氟碳涂料主要分为聚四氟乙烯（PTFE）涂料、聚偏氟乙烯（PVDF）涂料、氟烯烃和烷基乙烯基醚或酯共聚物（FEVE）涂料、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）涂料以及乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）涂料五大类。氟碳涂料是未来涂料行业的重要发展方向之一，常用于桥梁、建筑外墙涂料、钢结构防护、新能源领域等制备方法为悬浮聚合、乳液聚合法、溶液聚合法、本体聚合法等。氟碳涂料受热分解时会产生剧毒的光气、氟烯镱等十余种有害气体应按易燃易爆物品存放。

国际

氟碳涂料最早诞生于1938年，由r.普伦基特博士首先发明了聚四氟乙烯（PTFE）1946年，杜邦率先开发了这个品牌名称“特氟龙（TEFLON）的乙烯－三氟氯乙烯（ECTFE）共聚氟树脂广泛应用于不粘锅涂料中1948年，杜邦公司拥有第一项聚偏氟乙烯专利。1974年，应用化学组织首次使用“HALAR”ECTFE作为商品名称的商业化。1965年，美国Pennwalt公司成功研制出聚偏氟乙烯（PVDF）商标Kynar 500）基于该基料的建筑用氟碳涂料已经商业化，人们看到了氟碳涂料在建筑领域的应用前景全世界有数以万计的建筑（PVDF）在氟碳涂料的保护下，熠熠生辉。1982年，日本旭硝子株式会社推出了该产品名称“卢米氟龙（Lumiflon）氟烯烃和乙烯基醚的共聚物树脂（FEVE）氟碳树脂及其涂料已由热塑性进入热固性阶段，克服了原有氟碳涂料不能室温固化的缺点，实现了在施工现场涂装氟碳涂料的理想，大大拓展了氟碳涂料的应用领域，并逐步开发出水溶性氟碳涂料和可室温固化的氟碳涂料。1995年后，杜邦公司开发了氟橡胶，然后开发了液体（包括水性）氟碳弹性体生产了溶剂型和水性氟橡胶涂料，拓宽了氟碳树脂的应用领域。 www.qwbaike.cn

中国

我国氟碳涂料的研究和应用始于20世纪80年代中期上海有机氟材料研究所首先开发了基于四氟乙烯六氟丙烯共聚物及其静电喷涂工艺的氟碳树脂粉末涂料，用于防粘涂层和防腐蚀涂层。后来，广州电器学院、浙江省化工研究院等单位开发了氟碳树脂防腐、防粘涂料主要是通过高温热熔制成的产品。大连塑料研究所和阜新氟化工有限公司也于1999年成功开发出质量分数为50的四氟乙烯%f质量分数达到40%的共聚树脂GK-510，从而在FEVE的基础上前进了一步，得到了广泛的应用。2004年，巨化集团技术中心（国家氟材料工程中心）在2007年国际纺织机械展览会上，科林公司宣布与舍勒公司正式建立战略联盟，共同推出基于C6化学结构的新一代氟碳涂料。我国对氟碳涂料的研究虽然起步较晚，但发展很快十年间，从无到有，产品的品种和产量也在逐年增加。

物理性质

不同种类的氟碳涂料具有不同的物理性能，如PTFE的硬度低分子量大流动性差；PCTFE硬度、刚性、抗蠕变性和抗渗透性都很好；ECTFE共聚物的密度不高，1.68g/cm3，韧性好、硬度高。大多数氟碳涂料具有良好的抗紫外线性能、抗褪色性、自清洁性、抗渗透压性、拒油拒水，实际使用中不会变色、褪色剥落、爆裂粉碎，产品寿命长。 www.qwbaike.cn

化学性质

在氟碳涂料的化学结构中—F键键能高、低比表面能氟原子的屏蔽作用和高电负性使氟碳涂料具有优异的抗氧化性能、耐腐蚀性和良好的热稳定性。氟碳涂料具有良好的耐化学性，但不同种类的氟碳涂料具有不同的耐化学性介质和不同的应用温度。

典型性能

氟碳涂料中含有大量的氟碳键，使得氟碳树脂难以受热、光和其他化学因素破坏了它，这使它具有许多优异的性能。

氟碳涂料

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氟碳漆相关产品虽然性能优异，但价格比常用的丙烯酸树脂贵5 ~ 10倍，施工难度仍然较大、毒性大、稳定性差等缺点。各种含氟聚合物往往有各自的缺点，如PTFE和PVDF需要在高温下熔融固化，而FEVE可以在室温下固化，但其颜料是湿的和可分散的、与其他树脂相容性差价格高限制了含氟材料的应用。 www.qwbaike.cn
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氟碳涂料一般需要高温固化，固化时间长、大规模建设不方便、附着性差、与颜填料润湿性差，价格相对较低。修改可以获得更好的性能、对于价格较为合理的氟碳涂料，改性方法主要集中在化学改性上、物理共混和填料改性的三个方面。 www.qwbaike.cn

化学改性

化学改性是指氟碳树脂与低分子化合物之间的反应、氟碳树脂的相互转化、降解和交联以及聚合物大分子之间改变其结构的反应、提高性能。氟碳涂料中常用的改性材料主要有：有机硅、环氧树脂等

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引入有机硅

引入有机硅改性氟碳树脂复合而成的氟碳涂料，由于有机硅的分子间作用力比烃类弱得多，提高了涂层的疏水能力，与水的接触角大，抗粘附性增强。 www.qwbaike.cn

引入环氧树脂

环氧树脂具有优异的物理机械性能，品种繁多、价格低廉，用环氧树脂改性含氟聚合物可以提高物理机械性能、耐盐雾，优良的人工老化性能。

物理共混

物理共混是将合适的树脂与氟碳树脂混合，然后加入固化剂、促进剂和添加剂被固化和成型。粉末涂料由聚苯硫醚和氟树脂混合而成由于聚苯硫醚耐热性高，与金属的粘接性好，弥补了氟碳树脂一般不粘的缺点、与金属的附着力低，优势互补，获得性能优异的耐热防腐涂层。 www.qwbaike.cn

填料改性

纳米粉体填料可以充分发挥纳米粒子的特性，增强涂料的致密度和屏蔽效果，降低毛细作用，提高涂料的综合性能，开发具有高环境适应性的新型功能涂料。填充不同质量分数的二硫化钼（Mo2）到聚四氟乙烯（PTFE）在复合涂层中，由于Mo2具有典型的层状结构，当受到剪切力时，很容易在层间滑动，然后变成单层或几层将二硫化钼填充到聚四氟乙烯复合涂层中，可以提高复合涂层的硬度和耐磨性。

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桥梁防腐

氟碳涂料具有优异的耐候性和耐久性。路桥结构受近海环境影响，受氯离子腐蚀、日光曝晒、海风盐雾侵蚀、雨水冲洗等，再加上混凝土结构本身的组成、受维护条件等因素影响，侵蚀越来越严重。氟碳涂料是提高桥梁结构耐腐蚀性能最简单最有效的措施之一。在桥梁维修方案中，氟碳面漆常作为主要配套面漆，厦门钦州大桥就采用了氟碳面漆、上海徐浦大桥、在上海松浦大桥等桥梁维修中得到应用，应用效果良好。

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建筑外墙涂料

氟碳涂料分子结构中的碳—f键能高，比表面能低，因此氟碳涂料具有优异的户外耐候性、耐用性和自洁性。氟碳涂料用于混凝土防腐可显著降低混凝土试件的吸水率和氯离子渗透性，并具有良好的抗紫外线老化性能，可延长混凝土的使用寿命并提高其耐久性。 www.qwbaike.cn

钢结构防护

钢结构暴露在大气中的盐雾中、风吹、雨淋、阳光暴晒，腐蚀严重，氟碳涂料耐候性和耐腐蚀性长、耐酸碱，有效解决钢结构建筑的长期耐腐蚀和耐候性问题，降低维护和重涂成本。

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光伏

氟树脂分子含有大量碳氟键（C—F）键和氟原子的特殊性质使涂层具有较低的表面能和较大的水接触角，从而使含氟聚合物具有优异的耐久性、耐候性，具有疏水和疏油性能、防污能力很强。氟碳涂料用于太阳能电池板玻璃表面防污，具有良好的透光率，不会导致散热明显下降。 www.qwbaike.cn

风电

海上风力涡轮机在特殊的环境中运行，并且与转弯绝缘、对地绝缘、布线绝缘等整个绝缘系统要求苛刻，氟碳绝缘表面搪瓷环保、耐潮湿、抗盐雾、耐冷热交替等，可以很好的提高海上风机的耐候性和稳定性。 www.qwbaike.cn

氟碳涂料是以有机氟树脂为基础的涂料，由各种含氟单体材料通过自由基法制备而成。常用悬浮聚合、溶液聚合和本体聚合用于制造模塑产品，乳液聚合用于制造涂料产品。聚四氟乙烯主要通过悬浮聚合和分散聚合生产。 www.qwbaike.cn

悬浮聚合法

也就是说，在引发剂溶于水相中的单体液滴中进行的自由基聚合方法是早期制造含氟聚合物的主要方法之一。体系包括单体、引发剂、表面活性剂和水该方法具有易散热产品纯度高的优点；缺点是使用了惰性溶剂CFC化合物（CFC）会对大气中的臭氧层造成严重破坏。

乳液聚合法

也就是说，含氟乙烯基化合物的自由基乳液聚合是最常用的合成方法。体系包括单体、表面活性剂、引发剂、乳化剂、pH缓冲剂、交联剂、分散介质等该方法具有易于散热成本低和环境友好的优点；缺点是产品中掺杂了一些添加剂，所以纯度不高。

溶液聚合法

也就是说，选择有机溶剂如支链脂肪烃或它们的混合物进行聚合。体系包括引发剂、溶剂、该分子量调节剂具有成本低不污染环境的优点；缺点是聚合度低和产品纯度低。 www.qwbaike.cn

本体聚合法

即单体本身由引发剂制备或直接由光制备，不添加溶剂等分散介质、热作用引发的聚合反应是一个均相体系。体系包括单体、引发剂或催化剂，无其他介质。这种方法的优点是没有杂质、产品纯度高、后处理简单；缺点是质量不稳定、批间重复性差、生产效率低。

储存

氟碳涂料必须根据易燃性储存、炸药应远离火源，并储存在5 ~ 35℃的阴凉处、库房通风，避免阳光直射或雨淋。 www.qwbaike.cn

使用

氟碳涂料在分解温度以下是安全无毒的，但当建筑物发生火灾时，氟碳涂料会因热分解产生剧毒的光气、氟烯烃镱等十几种有害气体。传统的溶剂型涂料含有大量挥发性有机化合物（VOC），受环境法规限制，不适合高人口密度、温度高的场所。

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溶剂型氟碳涂料发生泄漏时，因其含有大量挥发性有机化合物，选用泡沫等物质覆盖表面形成覆盖层抑制其蒸发，发生大面积泄漏或大面积泄漏泄漏的液体可以先用隔膜泵或其他器具回收，部分水无法回收、苏打、碳酸钙等为了安全治疗。参与泄漏事故处理的车辆应停放在上风向，消防车、洗消车、洒水车应在保证供水的前提下，从上风向喷洒鲜花或喷水，以稀释泄漏的有毒有害气体、驱除，向水箱中加入中和剂水、苏打、碳酸钙使驱散、稀释、中和的效果更好。 www.qwbaike.cn

废气

喷涂废气应配备高效的漆雾处理装置。喷涂、晾（风）干燥废气应采用吸附浓缩燃烧或喷水水蒸气吸附紫外光氧化活性炭吸附装置处理。调配、废气的流动可以与喷射相比、晾（风）干废气一并处理。使用溶剂型涂料的生产线，干燥废气应单独进行燃烧处理，有条件的可采用可回收热燃烧装置。

废水

氟碳涂料生产废水处理包括一级处理、二级处理、三级处理。一级处理是通过机械方法或简单的化学方法沉淀废水中的悬浮物或胶体，并中和水质的pH值可以使用臭氧催化氧化法、芬顿催化氧化法、中性催化氧化法、Fe-c 微电解法和其他方法结合絮凝沉淀法使废水中的大分子、环状有机化合物的开环和断链可以降低毒性并去除水中的污染物；在二级处理中，加入生物处理或混凝剂，使废水中的有机溶解物质氧化分解，部分悬浮物凝聚分离；三级处理采用吸附法、离子交换、电渗析、通过反渗透和化学氧化的手段，去除水中难以分解的有机和无机物质，经此阶段处理的废水可达到地表水水质标准。 www.qwbaike.cn