氟碳涂料的发展

氟碳涂料的发展从 1938 年美国道化学公司合成聚四氟乙烯树脂至今，已有 60 多年的历史，树脂品种发展已多样化。而氟碳涂料的开发始于杜邦公司的 PTFE 涂料及日本的 PVDF 涂料，至今也有三十年的历史。 氟碳涂料的发展经历了热熔型——溶剂可溶型——可交联型几个阶段，而随着环保要求的逐步提高，氟碳涂料将进一步朝着高固体份和水性化的方向发展。

热熔型氟碳涂料需高温烘烤成膜。以 PVF 、 PVDF 、 PTFE 为代表的热塑性氟碳树脂具有结构的规整性，聚合物本身呈半结晶状态。一方面它具有优良的的耐溶剂性，另一方面在溶剂中的不溶解性又造成了使用上的不便，所以氟碳涂料只能制成水分散型涂料、粉末涂料或有机溶胶。水分散型氟碳涂料是将树脂粉末、耐高温颜料、分散剂、粘合剂及水等在适当的设备中进行分散而成，有的是原料供应商以乳液聚合或悬浮聚合后的液态形式提供给涂料厂家的；有机溶胶是将氟碳树脂粉末如 PVDF 粉末分散于丙烯酸树脂溶液中，外加有机溶剂，制成有机溶胶（非水分散体）。如需制备色漆，则和颜料混合分散，制成色浆，再将氟碳树脂粉末分散于其中，制成有机溶胶型氟碳树脂色漆。除丙烯酸树脂外，也可加入环氧树脂、聚酰胺和聚酰胺酰亚胺、聚氨酯、聚苯硫醚等耐热性及附着力均好的树脂，以达到改性的目的。这类涂料施工后均需在高温下烘烤，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及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，只能用于可以经受高温的铝板或钢板上。 
溶剂可溶型涂料是在热熔型涂料基础上开发出的又一氟碳涂料品种。这类涂料可以在较低温度或常温下成膜，其应用范围得到拓展。它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制得。减少了结晶性，增加了溶剂可溶性，如 Elf Atochem North America Inc. 公司的 VDF/TFE/HFP 三元共聚物（ Kynar ADS ）及 VF 2 /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 的有机溶剂可溶的热塑性氟树脂涂料。

为了进一步提高含氟涂料的溶解性能，增加固含量，改善施工性能，人们又研究了带官能团的— OH 及— COOH 官能团的含氟树脂，可与异氰酸酯或氨基树脂进行交联固化，即所谓的可交联型氟碳树脂涂料。采用与含官能团单体如烯醇类、烯酯类、烯酸类单体共聚或其他方式将官能团引入，如氟乙烯、烃基乙烯基醚共聚物（ FEVE ）及全氟聚醚（ PFPE ），与 PVDF 相比，它们被赋予了活性官能团，它们不但吸取氟碳树脂的优良性能，而且由于官能团的引入，增加了在有机溶剂中的溶解性，与颜料及交联剂的相容性、光泽、柔韧性及施工性能。 
关于可交联型含氟树脂，近年来人们又逐渐提出含氟丙烯酸、含氟异氰酸酯、含氟环氧树脂等多种树脂的合成，以满足不同的实际需要。如用含氟的醇类与甲基丙烯酸酯化生成含氟丙烯酸单体，再用一般的溶液聚合方法和常用的引发剂，即可得到溶剂可溶的交联型树脂，也可根据实际需要直接制成乳液或水性化聚合物。 
目前，人们对氟碳涂料的研究已经达到分子设计的水平，可以根据实际的需要进行结构设计，吸取氟碳树脂优异性能的同时再赋予其他功能基团千差万别的个性，使其满足各种使用条件的要求。而且随着环保法规的日趋严格，氟碳涂料已向高固体份和水性化的方向发展，不断涌现符合环保要求的性能新品种。