氟碳涂料氟含量与性能的关系分析

氟原子与碳原子形成共价键时，键长（0.1317nm）、键能（485.7kJ/mol）和电负性（4.0）较大。由于氟原子核对其核外电子和键合电子云具有较强的结合作用，结构相对对称，分子为非极性，氟的极化率很小。同时，聚合物中氟原子的高屏蔽效应和空间位阻使聚合物的化学惰性高于普通的非氟共聚物。因此，含氟聚合物具有优良的光电性能（低折射率、高绝缘、低介电常数）、化学稳定性、特殊的表面性能（耐水、耐油、耐污染）。目前国内市场氟含量分析，溶剂型氟碳树脂主要是CTFE（三氟氯乙烯）产品，氟含量为19%[28%]，变化范围广泛。氟树脂是一种共聚物，其组成比较复杂，不同含氟单体的氟含量不同，引入的无氟共聚物不同，对聚合物的氟含量也有一定的影响。由于氟树脂涂料的长期光泽和保色性不能通过短期人工试验方法（如QUV）和实际环境中长时间的曝光来准确判断，有必要规定氟含量，但氟含量的规定应与组成及相关性能相联系。氟树脂涂料的ES应进行综合研究。氟单体的氟含量和氟含量单体名称均聚物氟含量（质量分数）／%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。由于氟单体均聚物在室温下很难用作氟涂料，需要与非氟单体共聚制备含氟共聚物，使氟含量不同程度地降低。引入的非氟单体越多，氟含量越低。或采用混合的方法也会导致氟含量的降低。但应根据实际应用情况综合考虑。从表中可以看出，在均聚物中，氟化乙烯的氟含量最低，但其聚合物也具有优异的氟材料的光学和化学稳定性。对于全氟丙烯酸酯共聚物，由于价格和共聚条件的原因，氟单体的引入量很低。

如果含氟单体的氟含量为50.55%，则氟单体的引入量为8%，F%（理论）为4.044%，而实际测得的共聚物氟含量较低，为2.667%。结果表明，尽管氟含量很低，但共聚反应是成功的。该聚合物充分利用全氟烷基侧链1（CF2）NCF3（n=2 11）的取向，占据了涂层与空气的界面，具有良好的拒水、拒油等表面性能，这与氟烷基在表面的分布程度有关。据报道，日本道路协会涂料标准规定氟含量在15%以上，各分公司氟含量在20%以上，日本工业标准规定溶剂可溶性物质的氟含量在15%以上。参照上述标准，我国规定溶剂型双组分交联固化树脂A组分的氟含量大于20%，而单组分烘烤交联树脂的氟含量大于14%。与聚偏氟乙烯树脂相比，FEVE树脂在使用时通常与丙烯酸树脂混合。使用率70%以上，丙烯酸树脂30%。其商品名为Kynar 500，氟含量超过41.38%。它的耐久性长达20年。但是，FEVE树脂的氟含量很低。与Kynar 500相比，其耐久性一般为10-15年。这种现象是由于长时间暴露在室外后，FEVE树脂的非氟单体链发生降解。由此可见，氟含量是影响FEVE树脂性能的重要因素，但聚合物中氟单体的链段不能提供足够的防护。研究了溶剂型氟树脂涂料与性能的关系，选择国产溶剂型氟树脂制备不同氟含量的白色和银色涂料。在标准条件下，用石棉水泥板测试了不同氟含量与薄膜性能f/%quv1000h、耐光性/%e、耐化学腐蚀性（室温7d）、耐溶剂性5%H2SO4、5%Naohmek擦白641.1++光的关系。亮度略有下降23白551.4+，光泽度下降23白631.1+，光泽度略有下降19白691.0+，光泽度下降27银740.5+，光泽度下降23银577.0+，无异常22银374.4+，仅摩擦痕迹19银324.0+，光泽度下降19茶296.7+，有少量溶解性。27只绿145.8+，只摩擦痕迹23只浅灰色151.8+，光泽度下降。光泽度降低20灰色660.4++光泽度降低说明：+无异常，-表示漆膜表面发生变化（光泽度降低、变色或起泡）。所有样品对5%硫酸有良好的抗性，大多数样品对5%氢氧化钠有良好的抗性，其中少数样品对5%氢氧化钠的抗性较差。在MEK擦拭试验中，大多数产品的光泽度降低，经过1000小时的老化试验，样品之间的光泽度保持率差异很大。从表中的数据可以看出，涂料的性能并不完全取决于氟含量，而是取决于含氟共聚物的分子结构、涂料配方和具体工艺。程等因素直接相关。氟含量对氟涂料其它性能的影响主要表现在极性低、表面光滑、无粘性和光滑性。保持含氟聚合物中的氟含量可以使氟涂料具有优异的抗污染和自清洁性能。由于氟原子的特殊物理常数和氟原子三维排列的螺旋结构，含氟聚合物具有耐热性、耐化学腐蚀性和耐光性。化学降解等性能也很突出。然而，氟含量过高（如TFE共聚物）也会产生诸如低粘附性、低反射率（低光泽）、低极性（溶解性差、低粘附性、颜料相容性差）等负面影响。氟含量是氟聚合物的一个重要指标。对于不同类型的聚合物，有着不同的可比性，氟含量对性能的影响也不相同，应区别对待。根据使用环境和性能要求，氟含量与性能达到最佳平衡。