氟含量與氟碳涂料性能關(guān)系分析
一、應(yīng)用原理:
氟原子范德華半徑較小(0.135 nm)，與碳原子形成共價(jià)鍵時(shí)，鍵長(zhǎng)短(0.1317 nm)、鍵能大 (485.7 kJ/mol)，電負(fù)性大（4.0)。由于氟原子核對(duì)其核外電子及成鍵電子云的束縛作用較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)相對(duì)對(duì)稱，分子是非極性的，氟的極化率小。同時(shí)氟原子在高聚物中所起到的高度屏蔽效應(yīng)和空間位阻作用，使其共聚物具有比普通非氟共聚物更高的化學(xué)惰性。因而決定含氟聚合物具有優(yōu)異的性能，如光電學(xué)（低折射率、高絕緣性和低介電常數(shù)）、化學(xué)穩(wěn)定性、特殊表面性能（耐水性、耐油性和耐沾污性）等。
二、氟含量情況分析:
目前國內(nèi)市場(chǎng)上使用的溶劑型氟碳樹脂多是以CTFE(三氟氯乙烯）為主的產(chǎn)品，氟含量為19%? 28 %，變化范圍較大。氟樹脂是一種共聚物，組成是比較復(fù)雜的，不同氟化單體氟含量情況是不一樣 的，引進(jìn)的非氟共聚單體不一樣，對(duì)聚合物氟含量也有一定影響。由于氟樹脂涂料長(zhǎng)期的保光性和保色性難以用短時(shí)間的人工試驗(yàn)方法（如QUV等）做出準(zhǔn)確判定，而在實(shí)際環(huán)境中曝哂時(shí)間又較長(zhǎng)，因此對(duì)氟含量的規(guī)定是必要的，但氟含量的規(guī)定應(yīng)該和組成聯(lián)系在一起，而且要綜合考察氟涂料的相關(guān)性能。
由于氟單體均聚物很難做成常溫使用的氟涂料，需采用與非氟單體共聚制備含氟共聚物，因此氟含量都有不同程度地下降，引入非氟單體越多，下降越多；或者通過混拼的方式，也可以導(dǎo)致氟含量的下降，但要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行綜合考慮。從表中可以看出，在均聚物中，氟乙烯具有最低的氟含量，但其聚合物同樣具有氟材料各種優(yōu)異的光學(xué)、化學(xué)等穩(wěn)定性能。
對(duì)于全氟丙烯酸酯類共聚物而言，由于受價(jià)格和共聚條件等限制，一般引進(jìn)的氟單體的量很低，若按含氟單體的氟含量為50.55 %計(jì)算，引進(jìn)單體量為8 %，F(xiàn) %(理論）為4.044 % ，而實(shí)際測(cè)得共聚物的氟含量更低一些，為2.667 %。結(jié)論表明，盡管氟含量很低，但該種共聚物充分利用全氟烷基側(cè)鏈一(CF2)nCF3(n=2?11)取向朝外占據(jù)涂層與空氣界面，從而賦予聚合物優(yōu)異的斥水、斥油等表面特性，而且與氟烷基在表面分布的程度有關(guān)。
據(jù)介紹，日本道路協(xié)會(huì)涂料標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定氟含量為15 %以上，分科會(huì)各成員公司的氟含量都在20% 以上，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS)規(guī)定氟含量標(biāo)準(zhǔn)：溶劑可溶物的氟元素的含量在15 %以上。我國參照上述標(biāo)準(zhǔn)，在《交聯(lián)型氟樹脂涂料》（草)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定溶劑型雙組分交聯(lián)固化型樹脂A組分氟含量大于20 %，而單組分烘烤交聯(lián)型氟含量大于14 %。
三、氟含量對(duì)氟涂料其他性能的影響:
氟原子極性低，表面性質(zhì)光滑，具有不粘性及平滑性，保持含氟聚合物一定的氟含量能使氟涂料具有突出的抗污染特性、自潔性；由于氟原子的特殊物性常數(shù)及氟原子三維排列的螺旋結(jié)構(gòu)，含氟聚合物的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、抗光化學(xué)降解性等性能也十分突出。但是過高的氟含量（如TFE共聚物）還會(huì)出現(xiàn)低黏附性、低反射率（光澤低）、低極性（溶解性差、 附著性降低、顏料相容性差）等負(fù)面影響。
氟含量是氟聚合物的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)于不同類型聚合物，有不同的可比性，其高低對(duì)性能的影響也不一致，要區(qū)別對(duì)待。根據(jù)使用環(huán)境和性能要求，做到氟含量與性能之間的最佳平衡。