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淺析氟碳涂料在防腐領(lǐng)域的研發(fā)現(xiàn)狀

　　海洋覆蓋了約71%的地球表面，蘊含著豐富的資源。近年來，隨著對資源的強勁需求以及海洋產(chǎn)業(yè)亟需發(fā)展，海洋的開發(fā)正引起國家高度重視。

　　海洋環(huán)境具有強腐蝕性，各種海洋設(shè)施以及船舶和裝備等在海洋環(huán)境下腐蝕嚴重，所以嚴酷的腐蝕問題是海洋開發(fā)必須面對的。目前，海洋材料防護的主要措施包括：涂料、緩蝕劑、表面處理與改性、電化學(xué)保護(犧牲陽極、外加電流陰極保護)等，其中涂裝涂料是應(yīng)用最普遍、最經(jīng)濟的措施，國內(nèi)外在海洋防腐領(lǐng)域應(yīng)用的涂料包括環(huán)氧類、聚氨酯類、橡膠類、氟碳類、有機硅類、富鋅涂料等，而氟碳涂料由于具有突出耐腐蝕性、優(yōu)異的耐化學(xué)藥品性和良好的耐污性，在重防腐高端市場應(yīng)用較廣。

　　氟碳涂料是以含氟樹脂為主要成膜物的系列涂料的統(tǒng)稱，除具有優(yōu)異的耐腐蝕性外，氟碳樹脂的耐候性、耐化學(xué)品及耐污性等綜合性能優(yōu)良，故廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)建筑、橋梁、船舶、軌道車輛、管道、化工設(shè)施和彩涂鋼板的防腐。

　　氟碳涂料的類型

　　氟碳涂料的發(fā)展經(jīng)歷了熔融型、溶劑可溶型和可交聯(lián)固化型等階段。近年來，又研發(fā)了水性、高固體分和粉末類氟碳涂料。不同類型的氟碳涂料耐蝕性差異較大，同一類型的氟碳涂料因其共聚單體不同，故結(jié)構(gòu)單元不同，導(dǎo)致涂料的防腐性能也會有所不同。

　　熔融型氟碳涂料

　　熔融型氟碳涂料是最早的氟碳涂料品種，需高溫烘烤成膜。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。

　　溶劑、可交聯(lián)固化型氟碳涂料

　　溶劑型氟碳涂料是在融熔型氟碳涂料基礎(chǔ)上開發(fā)出的又一氟碳涂料品種，其是以多種含氟單體與帶側(cè)基的乙烯單體或其它極性乙烯單體共聚的方式制得，減少了結(jié)晶性，增加了溶劑可溶性。在研發(fā)了溶劑型氟碳涂料后，為了進一步提高含氟涂料的溶解性能，增加固含量，改善施工性能，人們又在氟碳樹脂中引入—OH—及—COOH—等官能團，可與異氰酸酯、三聚氰胺和氨基樹脂等進行交聯(lián)固化，交聯(lián)固化反應(yīng)式見圖4。與PVDF相比，氟碳樹脂被賦予了一定的活性官能團，不但具備自身的優(yōu)良性能，而且由于官能團的引入，增加了其在有機溶劑中的溶解性，與顏料及交聯(lián)劑的相容性、光澤、柔韌性及施工性能都得到了改善。

　　水性氟碳涂料

　　近年來，氟碳涂料在防腐領(lǐng)域的發(fā)展方向會順應(yīng)世界涂料發(fā)展趨勢，向水性化、高固體化和粉末化發(fā)展，以更好地適應(yīng)防腐以及環(huán)保的要求。

　　廣義上講，凡是以水為介質(zhì)的氟碳涂料都是水性氟碳涂料。水性氟碳涂料除了具有傳統(tǒng)氟碳涂料超強防腐效果外，還具有安全、環(huán)保的優(yōu)點，符合涂料的綠色環(huán)保發(fā)展趨勢，可廣泛用于航空、船舶、機械、鐵道橋梁、建筑、交通車輛、家用電器和工程塑料等領(lǐng)域，是近年來的研究熱點。但受合成技術(shù)、性能等因素影響，水性氟碳樹脂在工業(yè)涂料領(lǐng)域的應(yīng)用還十分有限。

　　高固體分和粉末氟碳涂料

　　除水性外，環(huán)保型氟碳涂料的另一個主要方向就是高固體分、粉末化。一般認為，固含量70%以上的涂料是高固體分涂料。高固體分涂料主要以低分子量、低粘度的液體樹脂及固化劑體系為基料，使用活性稀釋劑來進一步降低體系粘度，從而保證涂料體系的綜合性能。

　　普通氟碳涂料中一般含有大量可揮發(fā)有機溶劑，在涂料施工后會揮發(fā)到大氣中，不僅造成涂層缺陷，難以滿足防腐要求，而且也污染了環(huán)境[53]。高固體分氟碳涂料一次涂裝的膜厚是溶劑型涂料的1~4倍，一次施工可得到較厚的涂層，減少了施工次數(shù)，降低了成本。

　　另外，該涂料所含的溶劑少，涂層的密閉性能好，提升了涂料的防腐性能。同時，它在施工中揮發(fā)的溶劑少，減輕了對環(huán)境的污染，可有效節(jié)約能源。適合在封閉艙室、儲罐內(nèi)壁等有限空間的鋼結(jié)構(gòu)表面進行高性能、低表面處理的防腐涂料具有巨大的應(yīng)用前景。

　　通過物理、化學(xué)方法對氟碳涂料進行改性，可使氟碳涂料獲得更加優(yōu)異的性能。為滿足環(huán)境需求，今后氟碳涂料會向高固體化、無溶劑化、粉末化和水性化發(fā)展，相信隨著人們對氟碳涂料研究的深入，氟碳涂料會在防腐領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

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