氟碳涂料氟含量與性能的關(guān)系分析

氟原子與碳原子形成共價(jià)鍵時(shí)，鍵長(zhǎng)（0.1317nm）、鍵能（485.7kJ/mol）和電負(fù)性（4.0）較大。由于氟原子核對(duì)其核外電子和鍵合電子云具有較強(qiáng)的結(jié)合作用，結(jié)構(gòu)相對(duì)對(duì)稱(chēng)，分子為非極性，氟的極化率很小。同時(shí)，聚合物中氟原子的高屏蔽效應(yīng)和空間位阻使聚合物的化學(xué)惰性高于普通的非氟共聚物。因此，含氟聚合物具有優(yōu)良的光電性能（低折射率、高絕緣、低介電常數(shù)）、化學(xué)穩(wěn)定性、特殊的表面性能（耐水、耐油、耐污染）。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)氟含量分析，溶劑型氟碳樹(shù)脂主要是CTFE（三氟氯乙烯）產(chǎn)品，氟含量為19%[28%]，變化范圍廣泛。氟樹(shù)脂是一種共聚物，其組成比較復(fù)雜，不同含氟單體的氟含量不同，引入的無(wú)氟共聚物不同，對(duì)聚合物的氟含量也有一定的影響。由于氟樹(shù)脂涂料的長(zhǎng)期光澤和保色性不能通過(guò)短期人工試驗(yàn)方法（如QUV）和實(shí)際環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間的曝光來(lái)準(zhǔn)確判斷，有必要規(guī)定氟含量，但氟含量的規(guī)定應(yīng)與組成及相關(guān)性能相聯(lián)系。氟樹(shù)脂涂料的ES應(yīng)進(jìn)行綜合研究。氟單體的氟含量和氟含量單體名稱(chēng)均聚物氟含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%CH2=CF2（氟乙烯基）59.20CH2=CHF（氟乙烯基）59.20CH2=CHF（氟乙烯基）41.18CF2=CFCL（三氟氯乙烯基）41.75CF2=CFCLCLCLCL（三氟乙烯基）48.75CF2Oroethylene）75.60cfh=cfh=cf2（三氟乙烯基）69.403-cf2（六氟丙烯基）75.60cf2（六氟丙烯基）75 cf 81-60.58*丙烯酸氟酯，其中m代表含fn和cm的烷基，n=3-17，m=1-10。由于氟單體均聚物在室溫下很難用作氟涂料，需要與非氟單體共聚制備含氟共聚物，使氟含量不同程度地降低。引入的非氟單體越多，氟含量越低?；虿捎没旌系姆椒ㄒ矔?huì)導(dǎo)致氟含量的降低。但應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況綜合考慮。從表中可以看出，在均聚物中，氟化乙烯的氟含量最低，但其聚合物也具有優(yōu)異的氟材料的光學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性。對(duì)于全氟丙烯酸酯共聚物，由于價(jià)格和共聚條件的原因，氟單體的引入量很低。

如果含氟單體的氟含量為50.55%，則氟單體的引入量為8%，F(xiàn)%（理論）為4.044%，而實(shí)際測(cè)得的共聚物氟含量較低，為2.667%。結(jié)果表明，盡管氟含量很低，但共聚反應(yīng)是成功的。該聚合物充分利用全氟烷基側(cè)鏈1（CF2）NCF3（n=2 11）的取向，占據(jù)了涂層與空氣的界面，具有良好的拒水、拒油等表面性能，這與氟烷基在表面的分布程度有關(guān)。據(jù)報(bào)道，日本道路協(xié)會(huì)涂料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氟含量在15%以上，各分公司氟含量在20%以上，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定溶劑可溶性物質(zhì)的氟含量在15%以上。參照上述標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)規(guī)定溶劑型雙組分交聯(lián)固化樹(shù)脂A組分的氟含量大于20%，而單組分烘烤交聯(lián)樹(shù)脂的氟含量大于14%。與聚偏氟乙烯樹(shù)脂相比，F(xiàn)EVE樹(shù)脂在使用時(shí)通常與丙烯酸樹(shù)脂混合。使用率70%以上，丙烯酸樹(shù)脂30%。其商品名為Kynar 500，氟含量超過(guò)41.38%。它的耐久性長(zhǎng)達(dá)20年。但是，F(xiàn)EVE樹(shù)脂的氟含量很低。與Kynar 500相比，其耐久性一般為10-15年。這種現(xiàn)象是由于長(zhǎng)時(shí)間暴露在室外后，F(xiàn)EVE樹(shù)脂的非氟單體鏈發(fā)生降解。由此可見(jiàn)，氟含量是影響FEVE樹(shù)脂性能的重要因素，但聚合物中氟單體的鏈段不能提供足夠的防護(hù)。研究了溶劑型氟樹(shù)脂涂料與性能的關(guān)系，選擇國(guó)產(chǎn)溶劑型氟樹(shù)脂制備不同氟含量的白色和銀色涂料。在標(biāo)準(zhǔn)條件下，用石棉水泥板測(cè)試了不同氟含量與薄膜性能f/%quv1000h、耐光性/%e、耐化學(xué)腐蝕性（室溫7d）、耐溶劑性5%H2SO4、5%Naohmek擦白641.1++光的關(guān)系。亮度略有下降23白551.4+，光澤度下降23白631.1+，光澤度略有下降19白691.0+，光澤度下降27銀740.5+，光澤度下降23銀577.0+，無(wú)異常22銀374.4+，僅摩擦痕跡19銀324.0+，光澤度下降19茶296.7+，有少量溶解性。27只綠145.8+，只摩擦痕跡23只淺灰色151.8+，光澤度下降。光澤度降低20灰色660.4++光澤度降低說(shuō)明：+無(wú)異常，-表示漆膜表面發(fā)生變化（光澤度降低、變色或起泡）。所有樣品對(duì)5%硫酸有良好的抗性，大多數(shù)樣品對(duì)5%氫氧化鈉有良好的抗性，其中少數(shù)樣品對(duì)5%氫氧化鈉的抗性較差。在MEK擦拭試驗(yàn)中，大多數(shù)產(chǎn)品的光澤度降低，經(jīng)過(guò)1000小時(shí)的老化試驗(yàn)，樣品之間的光澤度保持率差異很大。從表中的數(shù)據(jù)可以看出，涂料的性能并不完全取決于氟含量，而是取決于含氟共聚物的分子結(jié)構(gòu)、涂料配方和具體工藝。程等因素直接相關(guān)。氟含量對(duì)氟涂料其它性能的影響主要表現(xiàn)在極性低、表面光滑、無(wú)粘性和光滑性。保持含氟聚合物中的氟含量可以使氟涂料具有優(yōu)異的抗污染和自清潔性能。由于氟原子的特殊物理常數(shù)和氟原子三維排列的螺旋結(jié)構(gòu)，含氟聚合物具有耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性和耐光性?；瘜W(xué)降解等性能也很突出。然而，氟含量過(guò)高（如TFE共聚物）也會(huì)產(chǎn)生諸如低粘附性、低反射率（低光澤）、低極性（溶解性差、低粘附性、顏料相容性差）等負(fù)面影響。氟含量是氟聚合物的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)于不同類(lèi)型的聚合物，有著不同的可比性，氟含量對(duì)性能的影響也不相同，應(yīng)區(qū)別對(duì)待。根據(jù)使用環(huán)境和性能要求，氟含量與性能達(dá)到最佳平衡。