浅析氟碳涂料在防腐领域的研发现状

　　海洋覆盖了约71%的地球表面，蕴含着丰富的资源。近年来，随着对资源的强劲需求以及海洋产业亟需发展，海洋的开发正引起国家高度重视。

　　海洋环境具有强腐蚀性，各种海洋设施以及船舶和装备等在海洋环境下腐蚀严重，所以严酷的腐蚀问题是海洋开发必须面对的。目前，海洋材料防护的主要措施包括：涂料、缓蚀剂、表面处理与改性、电化学保护(牺牲阳极、外加电流阴极保护)等，其中涂装涂料是应用最普遍、最经济的措施，国内外在海洋防腐领域应用的涂料包括环氧类、聚氨酯类、橡胶类、氟碳类、有机硅类、富锌涂料等，而氟碳涂料由于具有突出耐腐蚀性、优异的耐化学药品性和良好的耐污性，在重防腐高端市场应用较广。

　　氟碳涂料是以含氟树脂为主要成膜物的系列涂料的统称，除具有优异的耐腐蚀性外，氟碳树脂的耐候性、耐化学品及耐污性等综合性能优良，故广泛应用于钢结构建筑、桥梁、船舶、轨道车辆、管道、化工设施和彩涂钢板的防腐。

　　氟碳涂料的类型

　　氟碳涂料的发展经历了熔融型、溶剂可溶型和可交联固化型等阶段。近年来，又研发了水性、高固体分和粉末类氟碳涂料。不同类型的氟碳涂料耐蚀性差异较大，同一类型的氟碳涂料因其共聚单体不同，故结构单元不同，导致涂料的防腐性能也会有所不同。

　　熔融型氟碳涂料

　　熔融型氟碳涂料是最早的氟碳涂料品种，需高温烘烤成膜。聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF) 和聚四氟乙烯(PTFE)均可加工成熔融型氟碳涂料。

　　溶剂、可交联固化型氟碳涂料

　　溶剂型氟碳涂料是在融熔型氟碳涂料基础上开发出的又一氟碳涂料品种，其是以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。在研发了溶剂型氟碳涂料后，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，人们又在氟碳树脂中引入—OH—及—COOH—等官能团，可与异氰酸酯、三聚氰胺和氨基树脂等进行交联固化，交联固化反应式见图4。与PVDF相比，氟碳树脂被赋予了一定的活性官能团，不但具备自身的优良性能，而且由于官能团的引入，增加了其在有机溶剂中的溶解性，与颜料及交联剂的相容性、光泽、柔韧性及施工性能都得到了改善。

　　水性氟碳涂料

　　近年来，氟碳涂料在防腐领域的发展方向会顺应世界涂料发展趋势，向水性化、高固体化和粉末化发展，以更好地适应防腐以及环保的要求。

　　广义上讲，凡是以水为介质的氟碳涂料都是水性氟碳涂料。水性氟碳涂料除了具有传统氟碳涂料超强防腐效果外，还具有安全、环保的优点，符合涂料的绿色环保发展趋势，可广泛用于航空、船舶、机械、铁道桥梁、建筑、交通车辆、家用电器和工程塑料等领域，是近年来的研究热点。但受合成技术、性能等因素影响，水性氟碳树脂在工业涂料领域的应用还十分有限。

　　高固体分和粉末氟碳涂料

　　除水性外，环保型氟碳涂料的另一个主要方向就是高固体分、粉末化。一般认为，固含量70%以上的涂料是高固体分涂料。高固体分涂料主要以低分子量、低粘度的液体树脂及固化剂体系为基料，使用活性稀释剂来进一步降低体系粘度，从而保证涂料体系的综合性能。

　　普通氟碳涂料中一般含有大量可挥发有机溶剂，在涂料施工后会挥发到大气中，不仅造成涂层缺陷，难以满足防腐要求，而且也污染了环境[53]。高固体分氟碳涂料一次涂装的膜厚是溶剂型涂料的1~4倍，一次施工可得到较厚的涂层，减少了施工次数，降低了成本。

　　另外，该涂料所含的溶剂少，涂层的密闭性能好，提升了涂料的防腐性能。同时，它在施工中挥发的溶剂少，减轻了对环境的污染，可有效节约能源。适合在封闭舱室、储罐内壁等有限空间的钢结构表面进行高性能、低表面处理的防腐涂料具有巨大的应用前景。

　　通过物理、化学方法对氟碳涂料进行改性，可使氟碳涂料获得更加优异的性能。为满足环境需求，今后氟碳涂料会向高固体化、无溶剂化、粉末化和水性化发展，相信随着人们对氟碳涂料研究的深入，氟碳涂料会在防腐领域发挥更大的作用。

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