有機(jī)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(dāng)重要的地位，享有"涂料王"的美稱。有機(jī)氟涂料是以有機(jī)氟聚合物或有機(jī)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(xué)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(jī)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(jī)氟涂料的成膜物質(zhì)
有機(jī)氟涂料的成膜物質(zhì)主要是有機(jī)氟樹脂和有機(jī)氟改性樹脂(或改性有機(jī)氟樹脂)。

1．1 有機(jī)氟樹脂
涂料用常規(guī)的有機(jī)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(jìn)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(jī)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(xué)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(hù)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(jī)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(jī)溶劑中的溶解性也不好，價格較貴等。因此，常用有機(jī)氟樹脂與其他有機(jī)樹脂共同制備有機(jī)氟改性樹脂或改性有機(jī)氟樹脂。
1.2 有機(jī)氟改性樹脂
有機(jī)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(xué)反應(yīng)改性兩種，化學(xué)改性的產(chǎn)品一般要比物理共混改性的性能好?；瘜W(xué)改性主要是與官能團(tuán)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(tuán)引入，生成交聯(lián)型共聚物，從而使有機(jī)氟獲得新的性能。在有
機(jī)氟改性其他有機(jī)涂料工業(yè)中，用氟改性的有機(jī)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(jī)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(jī)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(tuán)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(tuán)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(jī)化學(xué)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(xué)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(xué)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(hù)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(tuán)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(xué)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?jǐn)?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(jī)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(jī)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(xué)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(jìn)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(jī)氟涂料，兼有環(huán)氧樹脂和有機(jī)氟樹脂的優(yōu)點，既具有很好的附著力，又具有良好的機(jī)械性能和耐有機(jī)溶劑性能，應(yīng)用前景廣闊。
1.2.4 含氟有機(jī)硅涂料
含氟有機(jī)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(dá)20年以上。上海匯馥有機(jī)硅科技有限公司開發(fā)出的WB99型含氟有機(jī)硅涂料已成功地應(yīng)用于涂裝防護(hù)南浦大橋拉索聚乙烯套管。Mera等研制出的含氟有機(jī)硅防污涂料，適用于海下貯罐、船舶、漁網(wǎng)、碼頭等的防護(hù)。
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(xué)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(jī)氟對其進(jìn)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(xué)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(jìn)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(jì)、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(xué)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(xué)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(xué)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(tuán)的氟樹脂可制得熱固性氟樹脂涂料。中科院上海有機(jī)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(jī)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(hù)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(jī)蒙皮、汽車涂料、大型貯罐表面和石刻文物的保護(hù)。
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(xì)層狀硅酸鹽、水合氧化鋁、氧化鎂等復(fù)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(hù)涂層，自潔性的外墻涂料，飛機(jī)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(jī)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(jìn)，有機(jī)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?。與此同時，隨著人們環(huán)保意識的增強，有機(jī)氟涂料也將朝著無污染、環(huán)保型的方向發(fā)展。有機(jī)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。