P T F E 、 P V D F 、 P V F 系列单纯氟单体聚合的化合物虽然性能优异 , 但是存在溶解性差、需要高温烘烤成膜、光泽低等缺点 , 使其应用范围受到限制。 1982 年日本旭销子公司首先推出三氟氯乙烯 (C T F E) 和烷烯基醚合成的氟碳树脂 (F E VE), 实现了氟碳涂料常温施工、常温固化 , 逐步在桥梁领域获得应用。我国常温固化氟树脂及其氟碳涂料虽然起步较晚 , 但发展迅速。大连振邦氟涂料股份有限公司在 1998 年率先开发成功溶剂可溶性三氟氯乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚氟碳树脂 , 并在当年实现工业化 , 随后常熟中昊、上海博泰、常州康泰、青岛宏丰、无锡万博等相继开发成功 F E V E 氟碳树脂 , 并投放市场。 F E V E 氟碳树脂按照共聚单体的类型可分为四种类型：三氟氯乙烯 - 乙烯基醚共聚物、三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯共聚物、四氟乙烯－乙烯基醚共聚物、四氟乙烯－醋酸乙烯基酯共聚物。本文比较了三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯共聚物和四氟乙烯－乙烯基醚共聚物的性能。

    1 试验部分

    由于 F E V E 氟碳树脂结构上的差异 , 在配方上差异较大 , 特别是助剂的选用上。通过试验室研究 , 获得良好涂膜的配方。三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯类型 F E V E 氟碳涂料白色漆配方见表 1 。四氟乙烯－乙烯基醚类型 F E V E 氟碳涂料白色漆配方见表 2 。性能比较试验以表 1 、表 2 的配方为基础。

    表 1 三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯类型 FEVE 氟碳涂料参考配方

表 3 两种类型 FEVE 氟碳涂料在北京地区户外曝晒结果比较

    2.2 耐化学品性能比较

    耐碱性试验比较结果见图 3 、图 4, 系列 1 为四氟乙烯－乙烯基醚共聚物 , 系列 2 为三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯共聚物。四氟乙烯－乙烯基醚氟碳涂料具有非常优异的耐酸碱性能 , 白色涂膜浸泡在 10 ％ H 2 S O 4 、 10 ％ N a O H 溶液中 60 d 外观无变化。采用三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯氟碳树脂 , 浸泡在 10 ％ H 2 S O 4 溶液中涂膜无变化 , 浸泡在 10 ％ N a O H 溶液中 60 d, 涂膜出现明显失光和变色。共聚结构中的氟单体具有很好的耐化学物质攻击性能 , 而且氟单体与共聚单体的交替共聚倾向 , 一定程度上保护了共聚单体 , 降低了 F E VE 氟碳树脂对酸、碱等化学物质攻击的敏感性 , 但是共聚单体自身的耐酸碱性能还是对 F E V E 氟碳树脂本身的耐化学物质攻击性产生重大影响。三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯单体在碱性环境下会发生酯化反应 , 造成涂膜失光、变色。

    2.3 耐沾污性比较

    用上述两种 F E V E 氟碳涂料 , 进行户外的大气曝晒试验。结果表明：它们的耐沾污性都很一般 , 短期内 , 四氟乙烯－乙烯基醚类型的氟碳涂料耐沾污性略优于三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯类型的氟碳涂料。这是因为虽然 F E V E 氟碳涂料具有比一般防腐面漆低的表面能 , 但是 F E V E 涂膜与水的接触角一般在 85 °～ 95 ° , 更容易产生污染。

    提高涂层耐沾污性的方法分为两派：一是提高涂层表面与水接触角 , 形成类似荷叶效应的超疏水表面；一是在涂膜表面形成亲水化涂层 , 使得污物容易被水冲走。目前 ,F E V E 氟碳涂料形成耐沾污性表面比较成功的方法 , 是在涂料中加入特殊助剂 , 这些助剂会逐渐迁移到涂膜表面 , 使涂膜表面亲水化。在四氟乙烯－乙烯基醚中加入合适的亲水化剂 , 制备出具有亲水化表面的涂层 , 涂膜与水接触角小于 35 ° , 涂膜表面油性污染物在亲水表面附着不牢 , 在雨水的冲刷下很容易冲洗干净 , 户外曝晒结果效果明显。

    3 结 论

    (1) 通过人工加速老化和实际的大气曝晒试验表明 , 四氟乙烯－乙烯基醚类型的 F E V E 氟碳涂料具有更加优异的保光、保色性能。 (2) 四氟乙烯－乙烯基醚共聚型 F E V E 氟碳涂料和三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯共聚型 F E V E 氟碳涂料均具有优异的耐酸性 , 但在耐碱性方面前者明显优于后者。 (3) 两种 F E V E 氟碳涂料的耐沾污性都很一般 , 但四氟乙烯－乙烯基醚共聚型 F E V E 氟碳涂料通过亲水化改性后 , 耐沾污性明显提高。

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图 4 两种类型 FEVE 氟碳涂料耐碱后颜色变化

图 3 两种类型 FEVE 氟碳涂料耐碱后光泽变化

2 结果与讨论

    2.1 耐候性能比较

    两种类型的 F E V E 氟碳涂料白色涂膜人工加速老化结果见图 1 、图 2 。系列 1 为四氟乙烯－乙烯基醚共聚物 , 系列 2 为三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯共聚物。从图中可以看出 , 在人工加速老化 5 000 h 范围内 , 四氟乙烯－乙烯基醚涂膜维持了较好的保光、保色性能。而三氟氯乙烯－醋酸乙烯酯类型的氟碳涂料在 3 000 h 内 , 维持了较好的保光、保色性能 , 但超过 3 000 h 后涂膜的保光率开始明显下降 , 到 5 000 h 时保光率仅为 60 ％左右。