氟碳涂料的性能及应用

氟碳涂料是指使用了含氟树酯为基料的新型涂料, 又称氟碳漆、氟涂料、氟树脂涂料等,其树脂结构中的F-C键是键长最短、键能最大的化学键,因此化学性能非常稳定。在各种涂料之中,氟树脂涂料由于引入的氟元素电负性大,碳氟键能强,具有特别优越的各项性能, 耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性,而且具有独特的不粘性和低磨擦性, 由于氟碳涂料的表面张力很低, 因此具有非常出色的耐沾污和自洁功能。

1 氟碳涂料在国内外的发展及其研究概况
1938年美国杜邦公司合成聚四氟乙烯树脂,开发出“特氟龙”不粘涂料。20世纪60年代,Elf Ato公司开发出“Kynar500”为商标的聚偏二氟乙烯(PVDF)氟碳树脂,随后,被应用于氟碳涂料之中。1982年,日本旭硝子公司开发出了氟烯烃- 乙烯基醚共聚物(FEVE)树脂。20世纪90年代中后期,水性氟碳乳液树脂又被成功应用于氟碳涂料之中。它的高耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性与溶剂型氟碳涂料相比毫不逊色;它的环保性使它轻易突破了一些欧美国家的环保壁垒;它的易施工性使它的工、料费用甚至低于同样高品质的溶剂型氟碳涂料。
从国内外的比较看, 国外在氟碳涂料行业的起步较早、产品工艺较成熟、市场运作较规范、应用经验较丰富、实验数据较健全。其中的典型代表有:PPG、大金、旭硝子等等。国内的氟碳涂料行业起步较晚,但发展很快,在短短十几年的时间里,不仅开发出了国外已经应用很久的“特氟龙”不粘涂料、高温烘烤型PVDF涂料,而且还成功推广了FEVE型可常温固化氟碳涂料。同时还紧紧抓住了目前世界上最潮流的水性环保氟碳涂料、各种功能性氟碳涂料。其中的典型代表有: 上海衡峰氟碳材料有限公司的FC-S系列溶剂型氟碳涂料和FC-W系列水性氟碳涂料。

2 氟碳涂料的特殊性能
(1)优良的防腐蚀性能—得益于极好的化学惰性、漆膜耐酸、碱、盐等化学物质和多种化学溶剂,为基材提供保护屏障;该漆膜坚韧—表面硬度高、耐冲击、抗屈曲、耐磨性好。显示出极佳的物理机械性能。
(2)免维护、自清洁—氟碳涂层有极低的表面能、表面灰尘可通过雨水自洁,极好的疏水性(最大吸水率小于5%)且斥油、极小的摩擦系数(0.15~0.17),不会粘尘结垢, 防污性好。
(3)强附着性—在铜、不锈钢等金属、聚脂、聚氨脂、氯乙烯等塑料、水泥、复合材料等表面都具有其优良的附着力, 基本显示出宜附于任何材料的特性。
(4)高装饰性——在60度光泽计中,能达到80% 以上的高光泽。
(5)超长耐候性—涂层中含有大量的F–C键,决定了其超强的稳定性,不粉化、不褪色,使用寿命长达20年,具有比任何其他类涂料更为优异的使用性能。
(6)优异的施工性—双组分包装、贮存期长、施工方便。

3 氟碳涂料的应用
从“特氟龙”不粘涂料到现在, 氟碳涂料已经广泛应用到各行各业的各个领域,下面从氟碳涂料最常用的几个领域进行介绍。
3 . 1 氟碳涂料用于钢材
氟碳涂料在钢材领域的应用最早出现在彩钢板上,安装在厂房和仓库的顶部,由于它经久耐用, 安装方便, 色彩绚丽,很快在全球流行开来。全球钢结构建筑及产品领域的巨头——巴特勒, 她所承接的彩钢板业务和建筑桥梁钢结构业务几乎都采用氟碳涂料涂层。上海浦东国际机场屋顶就采用氟碳涂料涂装的彩钢板。在道路桥梁建设领域, 对所有钢材的防腐要求都很高。据世界一些国家的统计,
每年总腐蚀损失可占国民经济总产值(GDP)的2%~4%,美国与钢筋锈蚀有关的损失可占总腐蚀损失的40%,仅桥梁腐蚀破坏就占总腐蚀损失的20%。因此,2000年以后设计或改造的重点桥梁90%都指定用氟碳涂料进行涂装保护。如:例1:重庆嘉陵江大桥的钢梁, 由于受酸雨影响,每年必须除锈和油漆一次,每次花费几十万元,从1993年使用氟碳涂料至1999年的6年时间里,涂膜完好,只有轻微
的失光;例2:上海的卢浦大桥,造型美观,设计独特,一度曾是上海人民的骄傲,但是由于没使用氟碳涂料,正式使用还不到一年,桥面已大面积出现雨垢, 严重影响了桥梁的整体美观。例3:采用上海衡峰FUVIT-B氟碳涂装系统的重庆大佛寺长江大桥, 已使用2 年多,钢梁和桥面都完好如初。

3 . 2 氟碳涂料用于混凝土
氟碳涂料在混凝土上的应用主要体现在建筑外墙上。美国、欧洲、日本等发达国家的建筑外墙已经逐步摒弃了瓷砖、马赛克等装饰材料,80%以上使用涂料进行装饰。其中氟碳涂料优异的综合性能和性能价格比, 使它在超高建筑、标志性建筑、重点工程等方面具有无以伦比的竞争优势,随着水性氟碳涂料的开发和应用, 它可喷涂,也可辊涂,又使它在施工方面的成本大大降低。这也是目前氟碳涂料市场的主要增长点。我国在建筑外墙领域,涂料的使用率很低,只有10%,氟碳涂料的使用就更少了。随着国家法规对瓷砖、马赛克、玻璃幕墙等建材的限制, 涂料在建筑市场的份额将大幅攀升,预计,到2015年将达到60%以上。其中,氟碳涂料在大型建筑,超高建筑,标志性建筑方面具有得天独厚的优势,国内已使用氟碳涂料外墙的建筑有: 上海边防检查站、东方艺术中心、正大广场、深圳蛇口科技大厦、常德卷烟厂等等。

4 结语
氟碳涂料在美国、西欧、日本等发达国家氟碳涂料已有70多年的历史,应用已经相当普遍, 在钢材涂装领域也已占有很大的市场, 这和他们的经济实力、涂料普及率、使用经验、质量观念等因素有关。国内氟碳涂料的应用面及销售量还处于一个相对较低的水平。人们对它的性能和使用还不够了解。随着氟碳涂料技术的进步和施工应用技术的完善,氟碳涂料优异的性能价格比将使它在各个领域越来越具有竞争力。

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