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有机氟涂料的研究及应用（二）
1.2.2 含氟聚氨酯涂料
含氟聚氨酯涂料具有优异的耐候性、保色性及耐热性、耐腐蚀性、耐化
学品性，可室温固化，具有其他涂料无法比拟的综合性能，广泛应用于航天航空、桥梁、车辆、船舶防腐和建筑等领域，是铝材、钢材、水泥、塑料、木材表面的防护和装饰涂料。
含氟聚氨酯涂料采用羟基固化双组分聚氨酯涂料的原理，将含羟基的氟
树脂，与作为固化剂组分的多异氰酸酯配成含氟聚氨酯涂料，可常温交联。
作为功能基团的含氟共聚物，通过与多异氰酸酯常温交联固化，不仅具有氟树脂优异的化学性能，而且具有通用涂料的性能而被广泛应用。
RobertF．Brady报道了美国海军研制的含氟聚氨酯涂料，配方中含有聚四氟乙烯38％(体积分数)，采用六亚甲基二异氰酸酯作为固化剂，二丁基二月桂酸锡作催干剂。
该涂料具有极好的外观、耐候性、耐热性及耐腐蚀性，可作为飞机外用涂料、燃料贮罐涂料、船舶防污涂料、汽车涂料等。
张永明等合成了含羟基的氟硅树脂，并以此树脂60份为原料，甲基异
丁基酮/二甲苯(2:1)30份，助剂10份，HDl 25份(作为固化剂)制成清漆。
该清漆不仅具有良好的附着力和机械强度，还具有高耐热、耐候性，良好的憎水性和耐沾污性，在防腐蚀涂料及防污涂料中有极大的潜在应用价值。
专注下一代成长，为了孩子。
Vol 137No 16・14・化 工 新 型 材 料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第37卷第6期2009年6月作者简介:葛震(1976-),男,博士,讲师,从事聚氨酯方面的研究。
含氟聚氨酯的合成及其应用研究进展葛 震1 张兴元2 戴家兵2 李维虎2 罗运军1(11北京理工大学材料科学与工程学院,北京100081;21中国科学技术大学高分子科学与工程系,合肥230026)摘 要 含氟聚氨酯综合了聚氨酯和含氟聚合物的优点,如具有极好的耐紫外线和核辐射性、柔韧性,优良耐磨性,低表面能和高耐候性等。
因此,对含氟聚氨酯的研究成为近年来的研究热点。
本文综述了含氟聚氨酯的合成、性能及应用研究发展状况,并对今后的研究发展进行了展望。
关键词 含氟聚氨酯,合成,应用Advances in synthesis and application of fluorinated polyurethaneGe Zhen 1 Zhang Xingyuan 2 Dai Jiabing 2 Li Weihu 2 L uo Yunjun 1(1.School of Materials Science and Engineering ,Beijing Instit ute of Technology ,Beijing 100081;2.Depart ment of Polymer Science and Engineering ,University of Science andTechnology of China ,Hefei 230026)Abstract Fluorinated polyurethane combines virtues of polyurethane and fluorinated polymers ,such as excellentresistance to ultraviolet radiation and nuclear radiation and excellent flexility ,good wearability ,lower surface energy and high weatherability.Therefore ,the study of fluorinated polyurethane has attracted considerable interest more and more in recent years.The synthesis ,properties and applications of fluorinated polyurethane were reviewed.Moreover ,the f uture developments of the study of fluorinated polyurethane were also prospected.K ey w ords fluorinated polyurethane ,synthesis ,application 含氟聚氨酯兼具有含氟聚合物和聚氨酯的优点,自1958年Lovelace 以非氟化异氰酸酯与氟化二醇反应首次合成含氟聚氨酯以来便立即引起了各国科学家的广泛兴趣,现今含氟聚氨酯的研究已在国内外形成了研究热潮。
氟碳漆防腐涂料的发展和新技术应用1 氟碳树脂涂料的发展氟碳涂料目前呈现多品种并存、相互交叉的局面。
以PVF(聚氟乙烯)、PVDF(聚偏氟氯乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)为基础的涂料主要利用其不粘性,属于热熔型的氟碳涂料,需高温烘烤,热熔融流平成涂膜。
如DuPont公司的特氟隆涂料,主要应用于电饭锅及烹饪用具、电熨斗、高温反应釜的内壁等。
由于这类涂料施工工艺复杂,其应用受到限制,只能用于可经受高温的铝板或钢板上。
对这类涂料的改性,一方面要提高溶剂的可溶解性;另一方面是降低烘烤温度。
已采用多种含氟单体与带侧基的乙烯单体或其它极性乙烯单体共聚的方式进行,减少了结晶性,增加了溶剂可溶性,如ElfAtochem(北美)公司的VDF/TFE/HFP三元共聚物及F2/HFP二元共聚物涂料,降低了烘烤温度并提高了溶解性。
使用四氟乙烯或三氟氯乙烯单体与其他极性乙烯单体在控制条件下进行溶液聚合、悬浮聚合可以制得分子量为2000～5000的有机可溶的热塑性氟树脂涂料。
PVF和PVDF与丙烯酸酯共混的超耐候性建筑涂料是氟碳涂料的第二大类。
将VDF共聚物与PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)溶于溶剂中,用辊涂法将这种混合物施工,并在(200～230)℃下烘烤,随着溶剂蒸发形成一层均匀的聚合物涂膜。
随着研究的进展,该类型涂料已水性化。
用含氟单体与非含氟单体进行共聚制得溶剂型或水性涂料是氟碳涂料发展的又一品种。
一般是先由含氟单体与一般(甲基)丙烯酸酯类单体或烷基乙烯基醚类单体进行溶液或乳液聚合形成有机氟聚合物,再进行复配成为可交联型的高性能涂料。
日本旭硝子公司的Lumiflon系列产品就是这种类型。
目前常用的含氟单体有TFE、CTFE(三氟氯乙烯)、VF和VDF等。
这些氟碳涂料具有优异的耐候性、耐水性和耐油性,已在金属和非金属建材涂装、纺织品和皮革涂饰等领域获得了广泛的应用。
含(全)氟基团的丙烯酸酯类聚合物的应用又开创了氟碳涂料的新品种。
含氟聚合物的发展及其在涂层中的应用摘要：本文重点介绍了PTFE、PVDF、 FEP、PFA、FEVE的发展现状和发展趋势，并提出了氟树脂的发展建议，同时对PTFE、PVDF、 FEP、PFA、FEVE、ETFE氟树脂在涂层上的应用做了简要论述。
关键词：含氟聚合物、发展、涂层、应用引言：有机氟聚合物是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子材料。
从化学结构上看，氟原子是电负性最大的元素，其半径小、C-F键长短、键能大以及含氟聚合物主链连接的氟原子沿着锯齿状碳碳键作螺旋状分布的特征，使得聚合物主链受到严密的屏蔽而免受外界因素（光、水、氧以及化学物品）的直接作用，从而提高了有机氟聚合物的耐候性、抗氧化性及耐腐蚀性。
有机氟聚合物的分子凝聚力低，空气和聚合物界面间的分子作用力小，表面自由能低，表面摩擦系数小，赋予了有机氟聚合物优异的耐水性、耐油性及耐磨性[1,2]。
以氟树脂为涂层的涂料在海洋、化工等重防腐领域具有不可替代的作用，氟树脂涂料大多具有以下特点：①不粘性能或防粘性能，清洗容易；②表面张力小，显示了优异的自润滑性能与低摩擦性能；③憎油憎水性能，不污染设备内的物料；④涂层卫生，经过高温固化成膜，涂层本身无污染而且不含重金属离子；⑤化学稳定性高，显示了突出的耐候性能，介电性能和耐热性能。
1、含氟聚合物的发展现状1.1 氟树脂简介1.1.1 PTFE1938年美国Plunkett发现了聚四氟乙烯（PTFE，F4）,1950年美国杜邦公司开始生产PTFE并投放市场。
在现有含氟聚合物中，PTFE产量最高（占55%以上），防腐性能最好，应用最广。
图1 聚四氟乙烯的分子结构模型PTFE是乙烯分子中的氢原子被氟原子取代后生成的聚合物。
在PTFE分子中，不仅存在大量高键能（485kJ/mol）的C-F键，而且碳链外还有氟原子所形成的屏蔽效应，因而使得PTFE具有一系列优异的性能，如自润滑及低摩擦性能、不粘性能、憎油憎水性能、耐化学品性、耐热性能、高介电性能和耐候性能等。
3国家自然科学基金面上项目(No.20476035) 肖新颜:男,1964年生,博士,副教授,主要从事精细化工及材料化工方面的研究 T el :020********* E 2mail :cexyxiao @含氟聚合物自分层功能梯度涂层材料研究进展3肖新颜1,刘健飞1,万彩霞2,张会平1(1 华南理工大学化工与能源学院,广州510640;2 华南理工大学化学科学学院,广州510640) 摘要 在简述自分层涂料发展历程的基础上,介绍了其分层机理和理论预测方法,并总结了其配方设计、涂膜分层影响因素以及表征手段。
以含氟聚合物为例,阐述了其在自分层涂料中的应用,并提出了自分层功能梯度涂层材料的发展方向。
关键词 自分层涂料 含氟聚合物 梯度涂层 功能材料Progress in the Fluorine 2containing Polymer Self 2stratifyingFunctionalized G radient MaterialsXIAO Xinyan 1,L IU Jianfei 1,WAN Caixia 2,ZHAN G Huiping 1(1 School of Chemical &Energy Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640;2 College of Chemistry ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640)Abstract The development ,stratification mechanism ,prediction theories ,formulation ,the influencing fac 2tors of stratification and the methods of characterization of self 2stratification coatings are introduced and summarized.Several fluorine 2containing polymers and their applications in self 2stratifying coatings are described ,and the prospect of f unctionalized gradient materials is pointed.K ey w ords self 2stratifying coatings ,fluorine 2containing polymer ,gradient coatings ,functionalized material0 引言自分层涂料由Funke 等[1]于1976年首次提出,他们认为使涂料中不相容高聚物机械共混而自动分层,可以提高涂料性能,并将这一理论首先引入粉末涂料。
1.1 环氧树脂材料概述常温下环氧树脂的粘度较大，给环氧树脂的应用带来困难；引入活性稀释剂会显著降低环氧树脂体系的粘度，改善胶液的工作性能。
活性稀释剂一般是指带有1个或2个以上环氧基的化合物，它们可以直接参与环氧树脂的固化反应，成为环氧树脂固化物交联网络结构的一部分，对固化产物的性能几乎无影响，有时还能增加固化体系的韧性。
此外，稀释剂也起到延长使用寿命的作用。
环氧树脂稀释剂是配合基础树脂混合使用，可以降低固化体系粘度，增加流动性，延长使用寿命，便于大面积施工；改善了操作性的同时，又不影响固化物的基本性能。
方便用于浇铸、灌注、粘接、密封、浸渍等方面之应用。
环氧树脂稀释剂主要分为2大类：活性稀释剂和非活性稀释剂。
1.1.1含氟的环氧活性稀释剂利用含氟活性稀释剂加入到环氧树脂中既可以降低其粘度，提高流动性，改善操作工艺性能；又可以引入氟元素，改善其耐腐蚀性、降低其介电常数、表面张力等性能。
含氟环氧树脂固化物的特点是疏水性、热稳定性、耐老化性、阻燃性、韧性、介电性好，摩擦系数小，表面张力小，粘结强度高，因此通过氟化物改性研究来提高环氧树脂的性能具有很大的意义。
1.1.2含氟环氧树脂含氟环氧树脂固化物的特点是疏水性、热稳定性、耐老化性、阻燃性、韧性、介电性好，摩擦系数小，表面张力小，粘结强度高,因此通过氟化物改性研究来提高环氧树脂的性能具有很大的意义。
利用含氟活性稀释剂加入到环氧树脂中既可以降低其粘度，提高流动性，改善操作工艺性能；又可以引入氟元素，改善其耐腐蚀性、降低其介电常数、表面张力等性能。
1.2含氟环氧树脂的发展方向含氟环氧树脂由于表面张力低, 可提高树脂的浸润性、粘结强度、抗水、抗油性, 改善树脂折光性能, 在特种涂料、高性能复合材料、胶粘材料等领域应用广泛。
在涂料领域，向高固含量、无溶剂化和水溶性化方向发展。
美国环氧涂料已超过了醇酸涂料和丙烯酸涂料，主要用于窗口器和密封，西欧主要用于饮料包装，中国主要用于生罐用涂料和防护涂料。
