表面處理網(wǎng)訊氟乙烯乙烯基醚（FEVE）樹脂是20世紀(jì)70年代末在日本開發(fā)的在1982年進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)FEVE氟樹脂是無定形的A-B型共聚物其重復(fù)單元是氟乙烯和取代的乙烯基醚不像純的氟聚合物FEVE氟樹脂可溶于溶劑這是由于乙烯基醚基團(tuán)在溶劑中的溶解度使FEVE氟樹脂從高性能聚合物轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝阅芡苛嫌脴渲?span id="i616oww" class="myIcon">

FEVE氟樹脂具有含氟聚合物和烴類化合物特征氟乙烯基團(tuán)決定FEVE氟樹脂的強(qiáng)度這些基團(tuán)使得這類聚合物能耐紫外光降解C-F鍵是強(qiáng)鍵這個(gè)鍵的鍵能為399千焦/摩爾其交替模式見圖1對(duì)于極好的耐紫外光性能非常關(guān)鍵2化學(xué)性能穩(wěn)定并且耐紫外光的氟乙烯單元在空間位阻上和化學(xué)性能方面保護(hù)了相鄰的乙烯基醚單元3

乙烯基醚基團(tuán)使FEVE聚合物可用于涂料樹脂沒有乙烯基醚基團(tuán)這些樹脂不能溶解于溶劑中可溶解性使FEVE氟樹脂應(yīng)用于各種涂料配方這些涂料配方可在工廠施工或現(xiàn)場(chǎng)涂裝4乙烯基醚基團(tuán)對(duì)高光澤也有貢獻(xiàn)可以在結(jié)構(gòu)中引入官能團(tuán)如羥基表1顯示了FEVE氟樹脂的典型特性

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環(huán)境友好型涂料中的FEVE氟樹脂

多年的耐候性試驗(yàn)表明采用FEVE氟樹脂的涂料性能優(yōu)異這些數(shù)據(jù)在過去的論文中已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的討論3圖2～4對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了回顧

涂料行業(yè)從溶劑型涂料進(jìn)行的轉(zhuǎn)型已經(jīng)有幾十年了因此迄今收集的大部分?jǐn)?shù)據(jù)是用溶劑型FEVE涂料測(cè)試的結(jié)果這些數(shù)據(jù)用作參考是有用的代表了FEVE氟碳涂料的一般性能特征但它不能替代水性和高固體份FEVE氟碳涂料的性能

在美國過去幾年中對(duì)高固體份和水性FEVE氟碳涂料的測(cè)試還在持續(xù)進(jìn)行以前的論文記錄了單組份FEVE氟碳配方的性能3單組份和雙組份水性FEVE氟碳涂料的近期耐候性試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果見圖5

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配制FEVE水性氟碳涂料

配制水性涂料需細(xì)致周到地考慮所有組分不像溶劑型配方實(shí)質(zhì)上是樹脂和添加劑在溶劑中的溶液水性配方是膠體體系存在眾多的相互作用與溶劑型涂料相比添加劑對(duì)水性涂料配方更加關(guān)鍵在溶劑型涂料中添加劑往往是最后加入來優(yōu)化施工時(shí)涂層的外觀

分散劑用于涂料主要是為了提供顏料之間空間和靜電排斥在最終的涂膜中形成空間位阻和提供最高的遮蓋性能分散劑本身可能與涂料中的這些樹脂相互作用所以篩選分散劑對(duì)系統(tǒng)性能和兼容性來說都是非常重要的

對(duì)使用三種不同分散劑的FEVE氟樹脂分散體的白色涂層進(jìn)行測(cè)試所述配方見表2

結(jié)果表明（見表3）與其它兩種分散劑相比疏水性聚電解質(zhì)類分散劑確實(shí)能顯著降低吸水性能但似乎略微不夠兼容從初始較低的光澤度可以看出鹽霧結(jié)果以及早期氙弧燈試驗(yàn)結(jié)果表明這種不兼容性可能會(huì)降低涂層的整體耐候性能

分散劑對(duì)于色漆來說是重要的添加劑但所有水性涂料可能需要使用成膜助劑來改善流動(dòng)性和流平性并幫助成膜這取決于樹脂的TgFEVE氟樹脂的Tg均等于或高于室溫如果它們被用作唯一漆基的話經(jīng)常需要使用成膜助劑表4列出了使用的成膜助劑以幫助較高Tg（Tg=56℃）的FEVE氟樹脂乳液成膜

通常水性涂料的性能可能依賴于一種樹脂然而這不是一個(gè)規(guī)則成功的配方設(shè)計(jì)師對(duì)涂料進(jìn)行調(diào)整期望在最低的原材料成本時(shí)獲得最佳性能FEVE氟樹脂經(jīng)常是成本較高的漆基但長期耐候性和耐化學(xué)品性的優(yōu)點(diǎn)是可以通過混合配方來實(shí)現(xiàn)｜

迫切需要極具價(jià)格競(jìng)爭力的高性能涂料市場(chǎng)是冷屋頂涂料目前這些配方中往往使用軟的或低Tg的丙烯酸樹脂因?yàn)樗鼈兡芴峁┤犴g性與各種基材間具有良好的附著力并且往往是可呼吸的或透氣的不幸的是這些丙烯酸類樹脂的低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可能會(huì)沾染灰塵并具有高吸水性將FEVE氟樹脂與冷屋頂涂料中使用的兩種丙烯酸樹脂共混的研究已經(jīng)進(jìn)行

太陽光反射指數(shù)是考慮作為冷屋頂涂料的主要標(biāo)準(zhǔn)用不同的標(biāo)準(zhǔn)來定義冷屋頂涂料其中一個(gè)示例是Ashrae標(biāo)準(zhǔn)90.1它將非居住型建筑的冷屋頂定義為具有0.70的最低太陽光反射系數(shù)或0.75的最低熱輻射率或82的最低太陽光反射指數(shù)表5顯示了按照ASTME1980進(jìn)行的SRI測(cè)試結(jié)果

很顯然將FEVE氟樹脂與丙烯酸樹脂共混對(duì)涂層的太陽光反射性能沒有顯著影響

抗霉菌試驗(yàn)（試驗(yàn)800.2）和抗藻類試驗(yàn)（試驗(yàn)850.2）也已完成將由托爾提供的AMME防霉劑按照供應(yīng)商推薦量添加到配方中在這些試驗(yàn)中這些配方的干膜顯示零增長

冷屋頂涂料需要透氣但耐吸水性將FEVE氟樹脂乳液與丙烯酸樹脂混合確實(shí)顯著降低了吸水率但同時(shí)能保持透氣性圖6顯示出這種吸水率的顯著降低

最后與FEVE氟樹脂共混能顯著提高冷屋頂涂料的耐候性如表6所示

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配制高固體份FEVE氟樹脂涂料

FEVE氟樹脂固含量范圍在40%～70%（質(zhì)量比）之間較高固含量的樹脂可配制成高固體份涂料高固體份涂料通常是具有較低VOC含量的溶劑型涂料這是由于它們的高固含量和使用豁免溶劑在許多工業(yè)維修應(yīng)用中高固體份涂料仍然受到青睞勝過水性涂料這些應(yīng)用中所希望的固含量達(dá)到80%（質(zhì)量比）或者更高

為了達(dá)到更高的固含量可使用無機(jī)填料表7給出了添加各種無機(jī)填料的FEVE氟樹脂進(jìn)行的一些初步測(cè)試結(jié)果

在許多情況下采用的另一種使用聚酯多元醇來增加固含量同時(shí)降低VOC和成本的方法的研究已經(jīng)完成添加高固體的FEVE溶劑型樹脂和KFLEX188（King工業(yè)公司）聚酯多元醇的配方已經(jīng)制成加入聚酯多元醇能提高柔韌性和光澤度但不會(huì)顯著降低人工加速老化性能（圖7）

FEVE氟樹脂的耐化學(xué)品性

FEVE氟樹脂是已知的在戶外曝曬時(shí)使用的長期耐候性樹脂CF鍵的強(qiáng)度和惰性也很強(qiáng)能耐化學(xué)品的侵蝕浸漬試驗(yàn)和點(diǎn)滴試驗(yàn)已經(jīng)完成表8給出了各種酸堿溶劑和食品的點(diǎn)滴試驗(yàn)結(jié)果

總結(jié)

FEVE氟樹脂是含氟聚合物樹脂具有氟乙烯單元和乙烯基醚單元的交替的共聚物結(jié)構(gòu)乙烯基醚單元能提供在溶劑中的溶解性研究表明FEVE氟樹脂具有優(yōu)異的耐紫外光性能隨著涂料行業(yè)在持續(xù)向環(huán)境友好型涂料方面轉(zhuǎn)變對(duì)水性和高固體份涂料中的FEVE氟樹脂進(jìn)行了新的測(cè)試結(jié)果表明FEVE氟樹脂能為水性和高固體份涂料提供優(yōu)異耐紫外光性能FEVE氟樹脂可以應(yīng)用于水性建筑涂料（VOC<50克/升）工業(yè)維護(hù)應(yīng)用的高固體份低VOC涂料美國的科學(xué)家們正在進(jìn)行研究涂料行業(yè)會(huì)繼續(xù)推出節(jié)能與綠色涂料解決方案的標(biāo)準(zhǔn)

作者Kristen L. Blankenship技術(shù)服務(wù)和研發(fā)化學(xué)家Robert J. Parker技術(shù)服務(wù)和研發(fā)化學(xué)家 | AGC Chemicals Americas, Inc（旭硝子的美洲子公司）美國賓夕法尼亞州埃克斯頓

參考文獻(xiàn)略