自1963年聚偏氟乙烯(PVDF)涂料成功地應用在建筑業(yè)，涂覆于裝飾板材上以來(lái)，氟碳涂料已經(jīng)走過(guò)了50年的發(fā)展歷程，氟碳涂料以其獨特的性能經(jīng)受住了歷史的考驗。上世紀80年代，日本旭硝子公司推出了以三氟氯乙烯(CTFE)為主要單體與功能單體的四元共聚物，使氟樹(shù)脂及其涂料由熱塑性進(jìn)入了熱固性階段,并逐步開(kāi)發(fā)出水溶性氟碳涂料及可常溫固化氟碳涂料。目前，該公司為常溫固化氟碳涂料的主要生產(chǎn)者之一。90年代初，PPG公司率先在我國天津合資生產(chǎn)氟碳涂料。幾年后，日本關(guān)西涂料在中國無(wú)錫建廠(chǎng)生產(chǎn)氟碳涂料。到上個(gè)世紀末,國內氟碳涂料廠(chǎng)發(fā)展到了70多家，但規模都不大，而且大部分都集中在東南沿海地區。目前在國內處于領(lǐng)先地位的主要有廣東珠海特氟涂料公司、大連振邦氟涂料公司、浙江化工研究院。另外，美國阿托化學(xué)公司、Lilly公司、阿克蘇公司、立邦涂料公司等涂料廠(chǎng)商均已將其氟碳涂料產(chǎn)品打入了中國市場(chǎng)。近年來(lái)，如阿托化學(xué)、三愛(ài)富等公司開(kāi)始研發(fā)不含溶劑的PVDF粉末涂料，其中國內輝旭微粉公司占據了一定的市場(chǎng)份額;以旭硝子、大連振邦、北京華通瑞馳等公司開(kāi)始提供FEVE型的粉末涂料用氟碳樹(shù)脂，則使國內市場(chǎng)上開(kāi)始出現熱固性的氟碳粉末涂料。
2 國內外氟碳粉末涂料發(fā)展現狀
氟碳粉末涂料主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)是以PVDF(偏氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物)等樹(shù)脂為基料的熱塑性氟碳粉末涂料;另一類(lèi)是近年來(lái)發(fā)展十分迅速的以三氟氯乙烯/四氟乙烯和乙烯基醚或乙烯基酯類(lèi)單體共聚的熱固性氟碳粉末涂料。
2.1熱塑性氟碳粉末涂料
熱塑性氟碳粉末涂料發(fā)展到現在主要有三大類(lèi)產(chǎn)品：PVDF、ETFE、ECTFE。
?、貾VDF氟碳粉末涂料在應用時(shí)需要和羅門(mén)哈斯公司生產(chǎn)的專(zhuān)用丙烯酸樹(shù)脂以7∶3混合復配。PVDF樹(shù)脂在世界上共有3家主要生產(chǎn)商：比利時(shí)的Solvay公司、美國奧斯蒙公司及ATOFINA公司，世界年產(chǎn)量超過(guò)2萬(wàn)t。國內上海三愛(ài)富公司生產(chǎn)PVDF粉末樹(shù)脂，但產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)與國外相比還有較大差距。
?、贓TFE粉末樹(shù)脂的生產(chǎn)商主要有美國杜邦、Dyneon、日本大金、日本旭硝子，世界年產(chǎn)量超萬(wàn)噸。國內中科院上海有機所從20世紀60、70年代開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)該產(chǎn)品，80年代成功開(kāi)發(fā)出ETFE粉末涂料，但在國內沒(méi)有實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。該低分子量品種特別適用于粉末涂料，其加工溫度約為280～300℃，成膜性能良好，且不需要底漆，一次噴涂可獲得一定厚度的涂層，即使其熔體指數增大了10倍，其力學(xué)性能仍遠在環(huán)氧或環(huán)氧\聚酯粉末涂料之上。而且漆膜具有良好的力學(xué)性能、電絕緣性能和耐化學(xué)品腐蝕性能。適用于ETFE粉末涂料的粒徑在40～100μm之間。粉末粒子太大則不易帶電，太小容易失電，兩種傾向均不利于ETFE粉末涂料的靜電噴涂涂裝。在粉末涂料配方中添加金屬氧化物和穩定劑等，有利于解決涂膜露底及降低成本。加入炭黑、高抗粉化型金紅石型鈦白粉及耐高溫的彩色顏料，可以獲得不同色彩的涂膜?？梢圆捎渺o電粉末噴涂的方法將ETFE粉末涂料涂裝于經(jīng)過(guò)表面處理的金屬表面。涂膜在280～320℃熔融燒結約15～30min便可獲得光滑平整的涂膜。通常厚度在30～100μm之間，如果要求獲得更厚的涂膜，可以通過(guò)多次噴涂和燒結的方式實(shí)現。
ETFE粉末涂料的涂膜具有優(yōu)異的不粘性、耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性和耐老化性，從而被廣泛應用于表1所示的不同領(lǐng)域。
?、勖绹鴬W斯蒙公司是世界上唯一生產(chǎn)ECTFE的公司，年產(chǎn)量3000多噸，主要用于化工重防腐、半導體工業(yè)、食品及醫藥工業(yè)的生產(chǎn)設備。國內僅有大連振邦氟涂料股份有限公司和中科院上海有機所對該產(chǎn)品進(jìn)行了深入研究。
就當前而言，PVDF類(lèi)型氟碳粉末涂料是市場(chǎng)上的主流，并且已有成熟的應用。其中輝旭公司利用超細粉體流化技術(shù)制備的超細粉末氟碳涂料產(chǎn)品，成功的實(shí)現超細粉末涂裝，使得涂層表觀(guān)質(zhì)量大大提高的同時(shí)，由于涂層變薄，涂裝成本也大大降低，這對涂裝工業(yè)具有革命性的意義。氟碳粉末涂料的超細粉產(chǎn)品，可以得到非常均勻平整的薄涂層，使得原本大大高于液體涂裝的成本反而低于液體氟碳涂料。
2008年，PPG工業(yè)公司涂料業(yè)務(wù)部推出了適用于建筑鋁合金的Duranar牌粉末涂料。該涂料是Duranar牌液體涂料現有生產(chǎn)線(xiàn)的擴大延伸，是專(zhuān)為建筑板材、玻璃幕墻和店面等巨大建筑場(chǎng)所而設計的。使用70%的kynar聚偏氟乙烯(PVDF)樹(shù)脂技術(shù)制作的Duranar粉末涂料，是一種具有零VOC環(huán)保效益的粉末涂料。這些產(chǎn)品還具有與Duranar液體涂料同樣的耐久性、顏色與保光性以及粉化性、耐腐蝕和耐沾污性，使用同類(lèi)樹(shù)脂生產(chǎn)出粉末涂料具有優(yōu)秀的競爭力。
據美國ATOFINA公司要求，氟碳粉末涂料采用不少于70%PVDF樹(shù)脂，配以與液體涂料同樣的無(wú)機陶瓷顏料和添加劑。這樣的涂層產(chǎn)品性能(如表2所示)達到或超過(guò)美國建筑協(xié)會(huì )對金屬建筑物的最高標準AAMA2605(98)。
熱塑性氟碳粉末涂料具有優(yōu)異的綜合理化性能，可抵抗鹽酸、氟硼酸、硫酸以及氫氧化鈉等介質(zhì)腐蝕;涂層粘著(zhù)牢固、堅韌、無(wú)針孔，表面光潔不粘垢等優(yōu)點(diǎn)。更難得的是，PVDF系列氟碳粉末涂料已經(jīng)有了十分廣泛的應用，因此擁有多個(gè)應用實(shí)例及具有說(shuō)服力的耐候數據。
盡管如此，熱塑性氟碳粉末涂料有其應用局限性，PVDF和ETFE、ECTFE等氟碳粉末涂料雖然各項性能優(yōu)異，但因其施工困難，烘烤溫度高，一般在(250～300)℃，靜電噴涂較困難(一般需要熱噴涂)，而且其樹(shù)脂顏料分散性差，光澤低，表面鉛筆硬度低，遮蓋力差，表面質(zhì)感、光潔度與普通環(huán)氧、聚酯粉末涂料相比有較大差距，用途較窄。涂料裝飾性能較差，只能作某些特殊用途，成為了涂料中的貴族，如前文所述，在粉末涂料中所占的比重非常小。
2.2熱固性氟碳粉末涂料
20世紀末，日本大金和旭硝子公司相繼開(kāi)發(fā)出氟烯烴-乙烯基醚為基體的熱固性粉末氟涂料，并建成了工業(yè)化裝置。1991年，新西蘭ORICA粉末涂料公司首次開(kāi)發(fā)出PVF3氟烯烴-乙烯基醚為基體的熱固性氟樹(shù)脂粉末涂料，其顏料分散性?xún)?yōu)，且100℃左右熔融，可用一般粉末涂裝方法施工，是第二代氟碳粉末涂料。目前，國內已有北京瑞馳、大連振邦等開(kāi)始推廣應用。
熱固性氟碳粉末涂料和其它普通粉末涂料(如環(huán)氧、聚酯等)相比，熔融溫度、烘烤溫度相同，涂裝工藝相似，但是性能(如耐化學(xué)、耐候性)卻是普通環(huán)氧、聚酯樹(shù)脂粉末涂料的數倍。據資料介紹，其加速耐候性(日曬氣候色牢度儀)試驗5000h，光澤保持率為92%～98%。幾乎沒(méi)有發(fā)生老化，鹽霧試驗4000h不變，耐久性可望達30年以上。