有機氟材料因具有許多優(yōu)異性能而被廣泛應(yīng)用，在涂料工業(yè)中占有相當重要的地位，享有"涂料王"的美稱。有機氟涂料是以有機氟聚合物或有機氟改性聚合物為主要成膜物質(zhì)的涂料，具有優(yōu)異的耐候性、耐久性、耐化學品性和防腐蝕、耐磨性、絕緣性、耐沾污性及耐污染性等性能，廣泛應(yīng)用于建筑、航空、電子、電氣、機械及家庭日用品、木器家具等領(lǐng)域，是一種集高、新、特于一身的性能優(yōu)異的涂料。巫有機氟涂料的成膜物質(zhì)
有機氟涂料的成膜物質(zhì)主要是有機氟樹脂和有機氟改性樹脂(或改性有機氟樹脂)。

1．1 有機氟樹脂
涂料用常規(guī)的有機氟樹脂一般是用含氟烯烴如四氟乙烯(TFE)、氟乙烯(VF)、偏二氟乙烯(VDF)等單體為原料進行均聚或共聚制得的，其性能優(yōu)異，應(yīng)用廣泛。聚四氟乙烯(PTFE)涂料是氟樹脂涂料中不粘性、非潤濕性、低磨擦性和耐熱性最優(yōu)秀的涂料，主要應(yīng)用于家庭制品、食品、橡膠塑料、汽車、精密機械等工業(yè)領(lǐng)域，作為重要的防粘涂料、耐熱涂料、絕緣涂料和耐磨涂料。聚偏二氟乙烯(PVDF)涂料通常由乳液聚合而得，具有極佳的耐化學品性、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和極好的耐候性、耐久性、耐磨性，廣泛應(yīng)用于建筑鋁材及金屬卷材方面，可作為裝飾性和保護性的罩面漆。1982年日本旭硝子公司開發(fā)的聚氟乙烯-乙烯共聚物(PFEVE)樹脂解決了氟樹脂在常規(guī)溶劑中難以溶解的難題，實現(xiàn)了常溫固化，大大拓寬了氟涂料的應(yīng)用領(lǐng)域。
盡管有機氟樹脂具有許多優(yōu)異性能，但也存在一些問題：一般均需高溫固化，固化時間長，大面積施工不方便，與底材的附著性差，對顏填料的潤濕性差，在有機溶劑中的溶解性也不好，價格較貴等。因此，常用有機氟樹脂與其他有機樹脂共同制備有機氟改性樹脂或改性有機氟樹脂。
1.2 有機氟改性樹脂
有機氟改性樹脂通?？梢跃哂袃煞N樹脂的優(yōu)點，彌補兩種樹脂在性能上的某些不足，從而提高性能、拓展應(yīng)用。改性的方法有物理共混和化學反應(yīng)改性兩種，化學改性的產(chǎn)品一般要比物理共混改性的性能好。化學改性主要是與官能團單體如烯醇類、烯酯類、烯酸類等單體共聚或其他方式將官能團引入，生成交聯(lián)型共聚物，從而使有機氟獲得新的性能。在有
機氟改性其他有機涂料工業(yè)中，用氟改性的有機樹脂主要有丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚苯硫醚及有機硅樹脂等。
1.2.1 含氟丙烯酸酯涂料
含氟丙烯酸酯涂料既保留丙烯酸酯涂料良好的耐堿性、保色保光性、涂膜豐滿等特點，又具有有機氟樹脂耐候、耐沾污、耐腐蝕及自潔性能，是一種綜合性能優(yōu)良的涂料。
通過引入含氟基團來改變丙烯酸酯聚合物的結(jié)構(gòu)，從而大大改善丙烯酸樹脂的性能，使其具有更廣泛的應(yīng)用前景。引入含氟基團主要有2種方法：一是使用氟化丙烯酸酯單體與丙烯酸酯共聚；二是在聚合時加入含氟添加劑，如全氟辛酸、氟碳表面活性劑等。前一種方法既可以改變聚合物側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)，有效改變共聚物的表面性能，也不會大幅度提高成本，具有現(xiàn)實意義，所用氟化丙烯酸酯單體的合成主要有氟化醇與(甲基)丙烯酸酯化；采用全氟碘烷與(甲基)丙烯酸鹽反應(yīng)兩種制備方法。3M、Du Pont、旭硝子公司和大坂有機化學公司均有生產(chǎn)。含氟丙烯酸酯的共聚可以用γ射線、過氧化物或偶氮二異丁腈引發(fā)，可以是本體聚合、溶液聚合或乳液聚合，這種含氟側(cè)鏈在成膜后，可集中在涂膜表面，最大限度地發(fā)揮氟原子的作用，具有優(yōu)異的耐水性和耐污染性。目前在國外，含氟丙烯酸酯已經(jīng)成功地應(yīng)用于光纖涂料、汽車涂料、建筑涂料和織物處理劑等方面。
清華大學唐黎明等以聚偏氟乙烯和聚丙烯酸酯為原料，通過乳液聚合方法合成了性能優(yōu)異的聚丙烯酸酯改性乳液。該乳液與基材的附著力好且成膜后涂膜的表面性能好，可以在要求耐污染、耐熱、耐藥品和不粘性等領(lǐng)域用于基材的表面改性，如用于紡織、皮革制品的耐水、耐油劑等領(lǐng)域。
1.2.2 含氟聚氨酯涂料
含氟聚氨酯涂料具有優(yōu)異的耐候性、保色性及耐熱性、耐腐蝕性、耐化學品性，可室溫固化，具有其他涂料無法比擬的綜合性能，廣泛應(yīng)用于航天航空、橋梁、車輛、船舶防腐和建筑等領(lǐng)域，是鋁材、鋼材、水泥、塑料、木材表面的防護和裝飾涂料。
含氟聚氨酯涂料采用羥基固化雙組分聚氨酯涂料的原理，將含羥基的氟樹脂，與作為固化劑組分的多異氰酸酯配成含氟聚氨酯涂料，可常溫交聯(lián)。作為功能基團的含氟共聚物，通過與多異氰酸酯常溫交聯(lián)固化，不僅具有氟樹脂優(yōu)異的化學性能，而且具有通用涂料的性能而被廣泛應(yīng)用。
RobertF．Brady報道了美國海軍研制的含氟聚氨酯涂料，配方中含有聚四氟乙烯38％(體積分數(shù))，采用六亞甲基二異氰酸酯作為固化劑，二丁基二月桂酸錫作催干劑。該涂料具有極好的外觀、耐候性、耐熱性及耐腐蝕性，可作為飛機外用涂料、燃料貯罐涂料、船舶防污涂料、汽車涂料等。
張永明等合成了含羥基的氟硅樹脂，并以此樹脂60份為原料，甲基異丁基酮/二甲苯(2:1)30份，助劑10份，HDl 25份(作為固化劑)制成清漆。該清漆不僅具有良好的附著力和機械強度，還具有高耐熱、耐候性，良好的憎水性和耐沾污性，在防腐蝕涂料及防污涂料中有極大的潛在應(yīng)用價值。
1.2.3 含氟環(huán)氧樹脂涂料
含氟環(huán)氧樹脂既可以改善環(huán)氧樹脂的溶解性，又可以提高環(huán)氧樹脂的耐熱性、耐磨性、耐腐蝕性能。武漢工業(yè)大學單松高等采用2，2-二(4-羥基苯)-1，l，1，3，3，3-六氟代丙烷與環(huán)氧氯丙烷進行縮合聚合，氟原子的引入，不僅使環(huán)氧樹脂的溶解性上升，而且耐熱性提高。
武漢高校新技術(shù)研究所施銘德等采用環(huán)氧樹脂改性偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，制得環(huán)氧改性有機氟涂料，兼有環(huán)氧樹脂和有機氟樹脂的優(yōu)點，既具有很好的附著力，又具有良好的機械性能和耐有機溶劑性能，應(yīng)用前景廣闊。
1.2.4 含氟有機硅涂料
含氟有機硅涂料可常溫固化成膜，具有優(yōu)良的耐腐蝕性、耐沖擊性、附著性和耐候性，使用壽命可達20年以上。上海匯馥有機硅科技有限公司開發(fā)出的WB99型含氟有機硅涂料已成功地應(yīng)用于涂裝防護南浦大橋拉索聚乙烯套管。Mera等研制出的含氟有機硅防污涂料，適用于海下貯罐、船舶、漁網(wǎng)、碼頭等的防護。
1.2.5 含氟聚苯硫醚涂料
聚苯硫醚涂料具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、阻燃性、耐化學品性、耐候性和耐輻射性，涂層薄且無針孔。但其主要缺點是脆性大易開裂，采用有機氟對其進行改性，可將氟樹脂的高耐蝕性、耐熱性及高韌性和聚苯硫醚的高附著性、熱穩(wěn)定性、無針孔及防腐性能融于一體，獲得高性能的防腐蝕涂層。山東大學葉鵬等以聚氟乙丙烯為面涂層，以聚苯硫醚為底涂層，利用梯度功能材料的原理，加人中間過渡層，分層過渡，提高涂層的結(jié)合強度，研制出一種性能優(yōu)良的防腐涂料。

2 新型氟涂料
隨著表面活化交聯(lián)技術(shù)、超臨界流體、納米技術(shù)等先進技術(shù)和材料的發(fā)展與應(yīng)用，以及人們環(huán)保健康意識的增強，經(jīng)濟、高效、環(huán)保、功能化的新型氟涂料快速發(fā)展起來，并成為含氟涂料的主要發(fā)展方向。
2.1 水性氟涂料
水性含氟涂料既具有含氟材料優(yōu)良的耐候、耐污、耐腐蝕等性能，又具有水性涂料環(huán)保、安全等性能，因而正日益引起世界各國的極大關(guān)注，是今后涂料工業(yè)發(fā)展的一個重要方向。美國Dow化學公司Schmidt首先報道利用反應(yīng)性氟聚合物制成不粘性涂料。國外開發(fā)的水性氟聚合物涂料有水溶性、水分散和乳液性等多種形態(tài)。但目前的水性氟聚合物，涂料大多數(shù)仍為水分散性的。典型的水性氟涂料有由氟烯烴、乙烯基醚、含羧基化合物和水溶性氨基樹
脂共聚而制成的陰極電泳涂料。日本在這方面的研究十分活躍，日本大油墨公司的Kawamura S和Hi-BiT用fluonate乳液、環(huán)氧基硅烷做交聯(lián)劑，獲得了耐久性和不粘性良好的水性氟涂料，成膜溫度為30～45℃。國內(nèi)開發(fā)的水性氟聚合物涂料中，南昌航空工業(yè)學院饒厚曾等研制出NH-R水性氟涂料很有特色，它以自身不能固化成膜的含氟乳液與一定比例的添加劑配制而成。該涂料具有較強的附著力、耐老化性、耐腐蝕性和化學穩(wěn)定性，并且施工方便，廣泛適
用于航空、海洋開發(fā)、能源、電子和化工等領(lǐng)域。
2.2 高固體分和粉末氟涂料
同水性氟涂料一樣，高固體分氟涂料和氟樹脂粉末涂料也具有環(huán)保性。熱塑性PVDF樹脂制備的氟樹脂粉末涂料早已上市，但由于其分散性差，加上要高溫烘烤，所以用途較窄。近年采開發(fā)的以氟烯烴乙烯基醚為主鏈，可在100℃熔融的帶羥基等交聯(lián)性反應(yīng)基團的氟樹脂可制得熱固性氟樹脂涂料。中科院上海有機研究所的章云祥等采用賽氟隆ETFE(乙烯、四氟乙烯共聚物)可制得各種性能均優(yōu)良的粉末涂料.Stefano等用全氟醚聚氨酯和全氟醚聚酯制得一系列高固體分氟樹脂涂料。
2.3 超耐候氟涂料
有機氟樹脂具有優(yōu)異的耐候性，用氟改性的聚丙烯酸酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂等涂料的耐候性也明顯提高，可用于室外的長效、高裝飾性保護涂料。含氟丙烯酸酯涂料具有優(yōu)良的耐候性，良好的保光保色性能，不易粉化，光澤好。何曉路等研制出一種超耐候彩色丙烯酸酯含氟涂料，可適用于室外和多種塑料制品。含氟聚氨酯涂料具有很好的耐濕和耐紫外光性能，廣泛用于飛機蒙皮、汽車涂料、大型貯罐表面和石刻文物的保護。
2.4 防火阻燃氟涂料
由于氟樹脂和含氟樹脂中氟原子量占樹脂的25％-50％，因此其本身具有阻燃和防火性能。如聚偏氟乙烯(PVDF)的限氧指數(shù)(L0I)為440乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)的限氧指數(shù)為30，都高于空氣中的氧含量，故在空氣中可以自熄，表現(xiàn)出較高的阻燃性能。與超微細層狀硅酸鹽、水合氧化鋁、氧化鎂等復合，可制成高效、低煙、低毒的涂料，目前超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火氟涂料的市場日趨看好。
2.5 防污自潔氟涂料
由于氟涂料致密的分子結(jié)構(gòu)，使其表面磨擦系數(shù)低，漆膜表面的誘起電壓高，表面能低，且不易引起靜電，有防污物駐留性和極強的憎水性，使灰塵、水分很難附著在涂膜表面，利用納米技術(shù)使之構(gòu)成類荷葉結(jié)構(gòu)表面，具有卓越的耐污和自潔性能?？芍瞥森h(huán)保型海洋防污涂料，也可制成汽車外殼保護涂層，自潔性的外墻涂料，飛機防冰雪涂料等。
2.6 防粘耐磨氟涂料
由于氟聚合物的原子半徑小，極化率小，表面張力小，故表現(xiàn)出抗粘性，且氟樹脂具有較小的內(nèi)聚能和低磨擦系數(shù)，作為耐磨潤滑涂料的基料，配以潤滑劑，其耐磨潤滑性能則更為突出，所以廣泛應(yīng)用于模具、炊具、家電、機器設(shè)備等行業(yè)。羅國欽等研制了水性單層氟樹脂防粘涂料，王文良等也研制出ZF-426水性抗粘易潔、一噴一烘型氟涂料。國外So-da、Yoshihiro等用四氟乙烯分散體聚醚Permarin VA200，制得了優(yōu)良的不粘性耐磨涂料。

3 結(jié) 語
隨著新材料的不斷研究開發(fā)和改進，有機氟涂料的研究將越來越深入，性能亦將越來越優(yōu)異，以滿足不同行業(yè)或領(lǐng)域?qū)ν苛喜煌囊笮枰Ｅc此同時，隨著人們環(huán)保意識的增強，有機氟涂料也將朝著無污染、環(huán)保型的方向發(fā)展。有機氟涂料作為性能最佳的涂料品種，必將越來越引起人們的重視，并在特定領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛的、深層次的應(yīng)用。