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王舒钟:关于氟碳树脂及其涂料的性能及应用

   日期:2019-08-29     作者:中国无机涂料网    浏览:294    评论:0    

王舒钟:关于氟碳树脂及其涂料的性能及应用 涂料在线,coatingol.com

王舒钟


东京工业大学工学博士,自1992年起在旭硝子中央研究所从事研发工作,2012年起常驻上海,担任旭硝子化工贸易(上海)有限公司市场与技术开发部长,期间参与多项交通行业和化工行业与涂料相关的标准制定或修订工作。


---论坛平台 /《涂层与防护》杂志,鄂忠敏



《涂层与防护》: 氟碳树脂主要有哪些品种?哪些更具市场发展潜力?

王舒钟:氟碳树脂这一称呼在涂料行业比较常见,可以认为是泛指用于涂料的含氟树脂。从这个意义上来说,现在主要的氟碳树脂有FEVE和PVDF两大类,FEVE是含氟乙烯和乙烯基醚的共聚物,近年也有一些含氟乙烯和乙烯基酯共聚的氟碳树脂FEVEs出现,这些可以被看作是FEVE中的亚类,值得注意的是最新版的国际标准ISO12944里明确地表述了FEVE是含氟乙烯和乙烯基醚的共聚物,因此从严格意义上来讲,使用乙烯基酯做出来的氟碳树脂是不能称为FEVE的无机涂料网cnwjtl.com。


FEVE从所含官能团来讲属于多元醇,在形成涂膜的时候有一个与固化剂反应产生氨酯键以形成交联网络结构的过程,因此在ISO12944标准里FEVE被表述为一种特殊的聚氨酯,属于热固型树脂。PVDF就是聚偏氟乙烯,属于热塑型树脂,形成涂膜的时候需要高温烘烤。


从材料开发的角度来说,设当调整各单体的结构或官能团就能对FEVE做改性,因此具有较高的自由度和较大的改良空间,另外从涂装施工的条件来讲,FEVE既可以常温固化也可以高温烘烤,因此比PVDF有较高的可选择性。


除上述两类氟碳树脂以外,建筑外墙涂装也用一些含氟丙烯酸树脂,这类产品的耐候性远不如上述两类,而使用氟碳树脂的最大理由往往是需要良好的耐候性,因此个人认为应该把含氟丙烯酸与上述两类树脂加以区分,不能笼统地都称为氟碳树脂。


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平潭大桥


《涂层与防护》: FEVE氟碳树脂在耐候性方面是目前最好的树脂品种吗?

王舒钟:在重防腐领域,FEVE是当之无愧的耐候性最好的树脂,正是因为FEVE在钢结构的防护涂装上有了长达30年以上的实际业绩,ISO12944才会把FEVE列为可实现高耐候性能的材料。在建筑领域,需要长期耐候的铝合金幕墙多用溶剂型PVDF做涂装,而一些最高端的地标性建筑则采用涂装FEVE的复合板做外立面装饰。近年来由于国家的环保政策对VOC的排放要求越来越严格,粉末涂装越来越多地被用于铝型材的涂装,FEVE类型的粉末涂料具有和PVDF相当的耐候性能,又能减少VOC的排放,使得户外用铝型材有了更绿色环保的选择。


《涂层与防护》:石墨烯到处“耍帅”,在氟碳树脂及其涂料的性能改进方面,石墨烯发挥怎样的效果?

王舒钟:有一些初步的试验结果显示了石墨烯在涂料里的优异性能,包括石墨烯与氟碳树脂的混配,这是值得关注的。当年FEVE面世的时候,对于当时的防腐涂装领域的冲击也是相当大的。从FEVE的发展历程来看,任何新的材料要在长效防腐领域占有一席之地,首先要明确材料本身的特征与性能的关系,其次需要能够确保稳定的生产和使用,最终还需要长时间的实验性实际使用来证明。


《涂层与防护》:为什么3F树脂比4F树脂在涂料耐候性方面更好?如何科学评价氟含量与耐候性之间的关系?

王舒钟:在讲3F和4F树脂之前,首先需要明确使用乙烯基醚作为与含氟乙烯共聚的单体得到的树脂才能有良好的耐候性,这是因为乙烯基醚和含氟乙烯共聚会产生完全交替的共聚结构,这种结构对于材料的抗紫外线性能是起关键作用的。旭硝子早期的研究结果证明,三氟氯乙烯或四氟乙烯与乙烯基醚共聚都能得到完全交替的结构,因此3F树脂和4F树脂如果都是用乙烯基醚来共聚的话,作为一种树脂,其本身的耐候性都是很好的。


但是把这两种树脂做成涂料后,就发现4F树脂与颜料的相容性不好,换句话说就是采用4F树脂做涂料的时候颜料的分散性不好,这样的涂料做成涂层后,其涂膜中会有许多空隙,水、氧、氯离子等腐蚀因子很容易侵入这样的涂层并透过涂膜,进而影响到整个涂装体系的耐久性。氟碳树脂的氟含量本来应该体现在其结构上的,所以氟含量与耐候性并不是一个正比关系,这一点从PVDF(氟含量将