氟含量与氟碳涂料性能关系浅析刘洪珠 - 上海衡峰氟碳材料有限公司.PDFVIP

氟含量与氟碳涂料性能关系浅析 刘洪珠 ( 大连振邦氟涂料股份有限公司，辽宁大连 116036) 摘要：综述了含氟聚合物的应用原理、测试方法及氟含量，分析了氟含量对氟涂料耐久性的影响。 关键词：氟碳共聚物；耐久性；氟含量 1 引言 氟涂料的优异性能已受到广泛关注。通常将氟元素含量与涂料的耐久性等性能联系在一起，但认识上难 免出现偏差和误区。目前市场上产品参差不齐，以次充好，竞争局面无序。尽快对氟涂料性能，特别是 规定氟元素含量、界定氟涂料和含氟涂料，使氟涂料走上健康发展道路，意义重大。 2004 年 5 月 12 日 全国涂料和颜料标准化技术委员会在上海召开了《交联型氟树脂涂料》化工行业标准制定工作会议，溶 剂型氟树脂行业标准可望在年底实施。其他品种氟涂料性能的相关规定却有待于在发展中完善。笔者就 氟元素及对涂料性能的影响做了分析和比较。 2 氟含量与氟涂料 2 ． 1 应用原理 氟原子范德华半径较小 (0 ． 135 nm) ，与碳原子形成共价键时，键长短 (0 ． 1317 nm) 、键能大 (485 ． 7 kJ ／ mo1) ，电负性大 (4 ． 0) 。由于氟原子核对其核外电子及成键电子云的束缚作用较 强，结构相对对称，分子是非极性的，氟的极化率小。同时氟原子在高聚物中所起到的高度屏蔽效应和 空间位阻作用，使其共聚物具 有比普通非氟共聚物更高的化学惰性。因而决定含氟 聚合物具有优异的 性能，如光电学 ( 低折射率、高绝缘性和低介电常数 ) 、化学稳定性、特殊表面性能 ( 耐水性、耐油 性和耐沾污性 ) 等。 2 ． 2 氟含量情况分析 目前国内市场上使用的溶剂型氟碳树脂多是以 CTFE( 三氟氯乙烯 ) 为主的产品，氟含量为 19 ％ ～ 28 ％ ，变化范围较大。氟树脂是一种共聚物，组成是比较复杂的，不同氟化单体氟含量情况是不一样 的 ( 见表 1) ，引进的非氟共聚单体不一样，对聚合物氟含量也有 一 定影响。由于氟树脂涂料长期的 保光性和保色性难以用短时间的人工试验方法 ( 如 QUV 等 ) 做出准确判定，而在实际环境中曝晒时 间又较长，因此对氟含量的 规定是必要的，但氟含量的规定应该和组成联系在一 起，而且要综合考察 氟涂料的相关性能。 表 1 不同氟单体及其氟含量 由于上述氟单体均聚物很难做成常温使用的氟涂料，需采用与非氟单体共聚制备含氟共聚物，因此氟含 量都有不同程度地下降，引入非氟单体越多，下降越多；或者通过 ? 昆拼的方式，也可以导致氟含量的 下降，但要根据实际应用情况进行综合考虑。从表 1 中可以看出，在均聚物中，氟乙烯具有最低的氟含 量，但其聚合物同样具有氟材料各种优异的光学、化学等稳定性能 。 对于全氟丙烯酸酯类共聚物而言，由于受价格和共聚条件等限制，一般引进的氟单体的量很低，若按含 氟单体的氟含量为 50 ． 55 ％计算，引进单体量为 8 ％ ， F ％(理论) 为 4 ． 044 ％ ，而实际测 得共聚物的氟含量更低 一 些，为 2 ． 667 ％ 。结论表明 ，尽管氟含量很低，但该种共聚物充分利 用全氟烷基侧链—(CF2)n CF3 (n=2 ～ 1 1) 取向朝外占据涂层与空气界面，从而赋予聚合物优异的斥 水、斥油等表面特性，而且与氟烷基在表面分布的程度有关。 据介绍 ，日本道路协会涂料标准中规定氟含量为 15 ％ 以上，分科会各成员公司的氟含量都在 20 ％ 以上，日本工业标准 (JIS) 规定氟含量标准：溶剂可溶物的氟元素的含量在 15 ％ 以上。我国参照上述 标准，在《交联型氟树脂涂料》 ( 草 ) 标准中规定溶剂型双组分交联固化型树脂 A 组分氟含量大于 20 ％ ，而单组分烘烤 交联型氟含量大于 l4 ％ 。 水性氟树脂的工业品比较少见，氟元素含量也没有明确规定，据文献报道 ， CTFE