氟碳涂料（英文：Fluorocarbon   coating），又稱氟碳漆、氟涂料、氟碳涂料等氟碳涂料是由氟碳樹脂改性而成的以含氟樹脂為主要成膜物質(zhì)的一系列涂料的總稱、通過加工制成的新型涂層材料。氟碳涂料的主要特點(diǎn)是樹脂中含有大量的氟碳鍵（C—F），在受熱、在光的作用下，氟碳鍵不易斷裂，因此表現(xiàn)出較長的耐候性和耐腐蝕性、耐水性、耐油性、耐酸堿性。氟碳涂料主要分為聚四氟乙烯（PTFE）涂料、聚偏氟乙烯（PVDF）涂料、氟烯烴和烷基乙烯基醚或酯共聚物（FEVE）涂料、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）涂料以及乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）涂料五大類。氟碳涂料是未來涂料行業(yè)的重要發(fā)展方向之一，常用于橋梁、建筑外墻涂料、鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)、新能源領(lǐng)域等制備方法為懸浮聚合、乳液聚合法、溶液聚合法、本體聚合法等。氟碳涂料受熱分解時會產(chǎn)生劇毒的光氣、氟烯鐿等十余種有害氣體應(yīng)按易燃易爆物品存放。

國際

氟碳涂料最早誕生于1938年，由r.普倫基特博士首先發(fā)明了聚四氟乙烯（PTFE）1946年，杜邦率先開發(fā)了這個品牌名稱“特氟龍（TEFLON）的乙烯－三氟氯乙烯（ECTFE）共聚氟樹脂廣泛應(yīng)用于不粘鍋涂料中1948年，杜邦公司擁有第一項聚偏氟乙烯專利。1974年，應(yīng)用化學(xué)組織首次使用“HALAR”ECTFE作為商品名稱的商業(yè)化。1965年，美國Pennwalt公司成功研制出聚偏氟乙烯（PVDF）商標(biāo)Kynar 500）基于該基料的建筑用氟碳涂料已經(jīng)商業(yè)化，人們看到了氟碳涂料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用前景全世界有數(shù)以萬計的建筑（PVDF）在氟碳涂料的保護(hù)下，熠熠生輝。1982年，日本旭硝子株式會社推出了該產(chǎn)品名稱“盧米氟龍（Lumiflon）氟烯烴和乙烯基醚的共聚物樹脂（FEVE）氟碳樹脂及其涂料已由熱塑性進(jìn)入熱固性階段，克服了原有氟碳涂料不能室溫固化的缺點(diǎn)，實現(xiàn)了在施工現(xiàn)場涂裝氟碳涂料的理想，大大拓展了氟碳涂料的應(yīng)用領(lǐng)域，并逐步開發(fā)出水溶性氟碳涂料和可室溫固化的氟碳涂料。1995年后，杜邦公司開發(fā)了氟橡膠，然后開發(fā)了液體（包括水性）氟碳彈性體生產(chǎn)了溶劑型和水性氟橡膠涂料，拓寬了氟碳樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域。

中國

我國氟碳涂料的研究和應(yīng)用始于20世紀(jì)80年代中期上海有機(jī)氟材料研究所首先開發(fā)了基于四氟乙烯六氟丙烯共聚物及其靜電噴涂工藝的氟碳樹脂粉末涂料，用于防粘涂層和防腐蝕涂層。后來，廣州電器學(xué)院、浙江省化工研究院等單位開發(fā)了氟碳樹脂防腐、防粘涂料主要是通過高溫?zé)崛壑瞥傻漠a(chǎn)品。大連塑料研究所和阜新氟化工有限公司也于1999年成功開發(fā)出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50的四氟乙烯%f質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到40%的共聚樹脂GK-510，從而在FEVE的基礎(chǔ)上前進(jìn)了一步，得到了廣泛的應(yīng)用。2004年，巨化集團(tuán)技術(shù)中心（國家氟材料工程中心）在2007年國際紡織機(jī)械展覽會上，科林公司宣布與舍勒公司正式建立戰(zhàn)略聯(lián)盟，共同推出基于C6化學(xué)結(jié)構(gòu)的新一代氟碳涂料。我國對氟碳涂料的研究雖然起步較晚，但發(fā)展很快十年間，從無到有，產(chǎn)品的品種和產(chǎn)量也在逐年增加。

物理性質(zhì)

不同種類的氟碳涂料具有不同的物理性能，如PTFE的硬度低分子量大流動性差；PCTFE硬度、剛性、抗蠕變性和抗?jié)B透性都很好；ECTFE共聚物的密度不高，1.68g/cm3，韌性好、硬度高。大多數(shù)氟碳涂料具有良好的抗紫外線性能、抗褪色性、自清潔性、抗?jié)B透壓性、拒油拒水，實際使用中不會變色、褪色剝落、爆裂粉碎，產(chǎn)品壽命長。

化學(xué)性質(zhì)

在氟碳涂料的化學(xué)結(jié)構(gòu)中—F鍵鍵能高、低比表面能氟原子的屏蔽作用和高電負(fù)性使氟碳涂料具有優(yōu)異的抗氧化性能、耐腐蝕性和良好的熱穩(wěn)定性。氟碳涂料具有良好的耐化學(xué)性，但不同種類的氟碳涂料具有不同的耐化學(xué)性介質(zhì)和不同的應(yīng)用溫度。

典型性能

氟碳涂料中含有大量的氟碳鍵，使得氟碳樹脂難以受熱、光和其他化學(xué)因素破壞了它，這使它具有許多優(yōu)異的性能。

氟碳涂料具有超強(qiáng)的耐候性，在戶外使用20多年后外觀無明顯變化；優(yōu)異的耐化學(xué)性，包括強(qiáng)無機(jī)酸、強(qiáng)堿、金屬刻蝕劑、液氧、除熱胺類（如苯胺、二甲胺）所有有機(jī)溶劑除外；耐污染，氟碳涂層和自潤滑表面，表面光滑，低附著力，可通過雨水沖洗進(jìn)行自清潔；氟碳涂料具有良好的耐溫性，可以長期使用-在250 ~ 250℃下使用；它具有優(yōu)良的施工性能，可噴涂、刷涂、滾涂；出色的鋁附著力、銅、鎂及其合金、鋼鐵、塑膠、水泥、在各種基材上具有良好的附著力，如合成材料表面；具有優(yōu)異的抗?jié)B透性：用于醫(yī)療設(shè)備、化學(xué)工業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)中的防腐蝕保護(hù)材料。

氟碳漆相關(guān)產(chǎn)品雖然性能優(yōu)異，但價格比常用的丙烯酸樹脂貴5 ~ 10倍，施工難度仍然較大、毒性大、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。各種含氟聚合物往往有各自的缺點(diǎn)，如PTFE和PVDF需要在高溫下熔融固化，而FEVE可以在室溫下固化，但其顏料是濕的和可分散的、與其他樹脂相容性差價格高限制了含氟材料的應(yīng)用。

氟碳涂料一般需要高溫固化，固化時間長、大規(guī)模建設(shè)不方便、附著性差、與顏填料潤濕性差，價格相對較低。修改可以獲得更好的性能、對于價格較為合理的氟碳涂料，改性方法主要集中在化學(xué)改性上、物理共混和填料改性的三個方面。

化學(xué)改性

化學(xué)改性是指氟碳樹脂與低分子化合物之間的反應(yīng)、氟碳樹脂的相互轉(zhuǎn)化、降解和交聯(lián)以及聚合物大分子之間改變其結(jié)構(gòu)的反應(yīng)、提高性能。氟碳涂料中常用的改性材料主要有：有機(jī)硅、環(huán)氧樹脂等

引入有機(jī)硅

引入有機(jī)硅改性氟碳樹脂復(fù)合而成的氟碳涂料，由于有機(jī)硅的分子間作用力比烴類弱得多，提高了涂層的疏水能力，與水的接觸角大，抗粘附性增強(qiáng)。

引入環(huán)氧樹脂

環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能，品種繁多、價格低廉，用環(huán)氧樹脂改性含氟聚合物可以提高物理機(jī)械性能、耐鹽霧，優(yōu)良的人工老化性能。

物理共混

物理共混是將合適的樹脂與氟碳樹脂混合，然后加入固化劑、促進(jìn)劑和添加劑被固化和成型。粉末涂料由聚苯硫醚和氟樹脂混合而成由于聚苯硫醚耐熱性高，與金屬的粘接性好，彌補(bǔ)了氟碳樹脂一般不粘的缺點(diǎn)、與金屬的附著力低，優(yōu)勢互補(bǔ)，獲得性能優(yōu)異的耐熱防腐涂層。

填料改性

納米粉體填料可以充分發(fā)揮納米粒子的特性，增強(qiáng)涂料的致密度和屏蔽效果，降低毛細(xì)作用，提高涂料的綜合性能，開發(fā)具有高環(huán)境適應(yīng)性的新型功能涂料。填充不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的二硫化鉬（Mo2）到聚四氟乙烯（PTFE）在復(fù)合涂層中，由于Mo2具有典型的層狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)受到剪切力時，很容易在層間滑動，然后變成單層或幾層將二硫化鉬填充到聚四氟乙烯復(fù)合涂層中，可以提高復(fù)合涂層的硬度和耐磨性。

橋梁防腐

氟碳涂料具有優(yōu)異的耐候性和耐久性。路橋結(jié)構(gòu)受近海環(huán)境影響，受氯離子腐蝕、日光曝曬、海風(fēng)鹽霧侵蝕、雨水沖洗等，再加上混凝土結(jié)構(gòu)本身的組成、受維護(hù)條件等因素影響，侵蝕越來越嚴(yán)重。氟碳涂料是提高橋梁結(jié)構(gòu)耐腐蝕性能最簡單最有效的措施之一。在橋梁維修方案中，氟碳面漆常作為主要配套面漆，廈門欽州大橋就采用了氟碳面漆、上海徐浦大橋、在上海松浦大橋等橋梁維修中得到應(yīng)用，應(yīng)用效果良好。

建筑外墻涂料

氟碳涂料分子結(jié)構(gòu)中的碳—f鍵能高，比表面能低，因此氟碳涂料具有優(yōu)異的戶外耐候性、耐用性和自潔性。氟碳涂料用于混凝土防腐可顯著降低混凝土試件的吸水率和氯離子滲透性，并具有良好的抗紫外線老化性能，可延長混凝土的使用壽命并提高其耐久性。

鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)

鋼結(jié)構(gòu)暴露在大氣中的鹽霧中、風(fēng)吹、雨淋、陽光暴曬，腐蝕嚴(yán)重，氟碳涂料耐候性和耐腐蝕性長、耐酸堿，有效解決鋼結(jié)構(gòu)建筑的長期耐腐蝕和耐候性問題，降低維護(hù)和重涂成本。

光伏

氟樹脂分子含有大量碳氟鍵（C—F）鍵和氟原子的特殊性質(zhì)使涂層具有較低的表面能和較大的水接觸角，從而使含氟聚合物具有優(yōu)異的耐久性、耐候性，具有疏水和疏油性能、防污能力很強(qiáng)。氟碳涂料用于太陽能電池板玻璃表面防污，具有良好的透光率，不會導(dǎo)致散熱明顯下降。

風(fēng)電

海上風(fēng)力渦輪機(jī)在特殊的環(huán)境中運(yùn)行，并且與轉(zhuǎn)彎絕緣、對地絕緣、布線絕緣等整個絕緣系統(tǒng)要求苛刻，氟碳絕緣表面搪瓷環(huán)保、耐潮濕、抗鹽霧、耐冷熱交替等，可以很好的提高海上風(fēng)機(jī)的耐候性和穩(wěn)定性。

氟碳涂料是以有機(jī)氟樹脂為基礎(chǔ)的涂料，由各種含氟單體材料通過自由基法制備而成。常用懸浮聚合、溶液聚合和本體聚合用于制造模塑產(chǎn)品，乳液聚合用于制造涂料產(chǎn)品。聚四氟乙烯主要通過懸浮聚合和分散聚合生產(chǎn)。

懸浮聚合法

也就是說，在引發(fā)劑溶于水相中的單體液滴中進(jìn)行的自由基聚合方法是早期制造含氟聚合物的主要方法之一。體系包括單體、引發(fā)劑、表面活性劑和水該方法具有易散熱產(chǎn)品純度高的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是使用了惰性溶劑CFC化合物（CFC）會對大氣中的臭氧層造成嚴(yán)重破壞。

乳液聚合法

也就是說，含氟乙烯基化合物的自由基乳液聚合是最常用的合成方法。體系包括單體、表面活性劑、引發(fā)劑、乳化劑、pH緩沖劑、交聯(lián)劑、分散介質(zhì)等該方法具有易于散熱成本低和環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是產(chǎn)品中摻雜了一些添加劑，所以純度不高。

溶液聚合法

也就是說，選擇有機(jī)溶劑如支鏈脂肪烴或它們的混合物進(jìn)行聚合。體系包括引發(fā)劑、溶劑、該分子量調(diào)節(jié)劑具有成本低不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是聚合度低和產(chǎn)品純度低。

本體聚合法

即單體本身由引發(fā)劑制備或直接由光制備，不添加溶劑等分散介質(zhì)、熱作用引發(fā)的聚合反應(yīng)是一個均相體系。體系包括單體、引發(fā)劑或催化劑，無其他介質(zhì)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是沒有雜質(zhì)、產(chǎn)品純度高、后處理簡單；缺點(diǎn)是質(zhì)量不穩(wěn)定、批間重復(fù)性差、生產(chǎn)效率低。

儲存

氟碳涂料必須根據(jù)易燃性儲存、炸藥應(yīng)遠(yuǎn)離火源，并儲存在5 ~ 35℃的陰涼處、庫房通風(fēng)，避免陽光直射或雨淋。

使用

氟碳涂料在分解溫度以下是安全無毒的，但當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)時，氟碳涂料會因熱分解產(chǎn)生劇毒的光氣、氟烯烴鐿等十幾種有害氣體。傳統(tǒng)的溶劑型涂料含有大量揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），受環(huán)境法規(guī)限制，不適合高人口密度、溫度高的場所。

溶劑型氟碳涂料發(fā)生泄漏時，因其含有大量揮發(fā)性有機(jī)化合物，選用泡沫等物質(zhì)覆蓋表面形成覆蓋層抑制其蒸發(fā)，發(fā)生大面積泄漏或大面積泄漏泄漏的液體可以先用隔膜泵或其他器具回收，部分水無法回收、蘇打、碳酸鈣等為了安全治療。參與泄漏事故處理的車輛應(yīng)停放在上風(fēng)向，消防車、洗消車、灑水車應(yīng)在保證供水的前提下，從上風(fēng)向噴灑鮮花或噴水，以稀釋泄漏的有毒有害氣體、驅(qū)除，向水箱中加入中和劑水、蘇打、碳酸鈣使驅(qū)散、稀釋、中和的效果更好。

廢氣

噴涂廢氣應(yīng)配備高效的漆霧處理裝置。噴涂、晾（風(fēng)）干燥廢氣應(yīng)采用吸附濃縮燃燒或噴水水蒸氣吸附紫外光氧化活性炭吸附裝置處理。調(diào)配、廢氣的流動可以與噴射相比、晾（風(fēng)）干廢氣一并處理。使用溶劑型涂料的生產(chǎn)線，干燥廢氣應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行燃燒處理，有條件的可采用可回收熱燃燒裝置。

廢水

氟碳涂料生產(chǎn)廢水處理包括一級處理、二級處理、三級處理。一級處理是通過機(jī)械方法或簡單的化學(xué)方法沉淀廢水中的懸浮物或膠體，并中和水質(zhì)的pH值可以使用臭氧催化氧化法、芬頓催化氧化法、中性催化氧化法、Fe-c 微電解法和其他方法結(jié)合絮凝沉淀法使廢水中的大分子、環(huán)狀有機(jī)化合物的開環(huán)和斷鏈可以降低毒性并去除水中的污染物；在二級處理中，加入生物處理或混凝劑，使廢水中的有機(jī)溶解物質(zhì)氧化分解，部分懸浮物凝聚分離；三級處理采用吸附法、離子交換、電滲析、通過反滲透和化學(xué)氧化的手段，去除水中難以分解的有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)，經(jīng)此階段處理的廢水可達(dá)到地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。