氟碳涂料是以含氟树脂为主要成膜物的系列涂料统称，是在氟树脂基础上经过改性加工而成的一种新型涂料。作为一种功能性涂料和全新的表面装饰外墙防护涂料，氟碳涂料的耐侯性、化学抗腐蚀性能等均优于目前市场上流行的聚氨酯、有机硅、丙烯酸树脂等涂料。在行业内有“涂料王”之美称。而随着外墙瓷砖退出历史的舞台，拥有高性能的氟碳涂料正在慢慢成为外墙涂料舞台上的主角。

　　一、氟碳涂料的发展历程
　　氟碳涂料发展至今已有 60 多年的历史了，其发展可概括为三个阶段，热熔型、常温交联固化型、水基型。
　　热熔型氟涂料发展可分为两个重要时期，第一个时期是以 PVF ( 聚氟乙烯 ) 、 PVDF ( 聚偏氟氯乙烯 ) 、 PTFE ( 聚四氟乙烯 ) 为基础的原料，利用其不粘的特性，经过高温的烘烤，使之融化流平成膜。这一时期以 DuPont 公司的特富龙氟涂料为代表，主要应用于家用的电饭锅、烹饪用具及电熨斗，有些还应用于高温反应釜的内壁等。由于这类涂料施工工艺复杂，其应用受到限制，只能用于可经受高温的铝板或钢板上。而特富龙涂料应用于家庭烹饪用具中，是涂料业的一大进步。另一个时期应该以美国阿托－菲纳（ Elf Atochem ）公司生产出以 PVDF ( 聚偏氟氯乙烯 ) 树脂为主要原料的，主要在铝幕墙板上应用的建筑氟涂料时算起。 这是对第一时期的热熔型涂料的改性，一方面要提高溶剂的可溶解性；另一方面要解决施工工艺复杂的问题，降低烘烤温度。而根据实验，比照多种方法，已采用了多种含氟单体与带侧基的乙烯单体或其它极性乙烯单体共聚的方式进行，由 PVF 和 PVDF 与丙烯酸酯共混，将 VDF 共聚物与 PMMA ( 聚甲基丙烯酸甲酯 ) 溶于溶剂中，用辊涂法将这种混合物施工，并在 (200 ～ 230) ℃下烘烤，随着溶剂蒸发形成一层均匀的聚合物涂膜出的超耐候性建筑氟涂料从而减少了其结晶，降低了施工所需的烘烤温度，增加溶剂的溶解性，施工方便，可利用的领域因此扩大。使用的四氟乙烯或三氟氯乙烯单体与其他极性乙烯单体在控制条件下进行溶液聚合、悬浮聚合可以制得分子量为 2000 ～ 5000 的有机可溶的热塑性氟涂料施工时仍需烘烤，尽管已经降低了其烘烤温度但对于建筑现场施工， 200 °的烘烤温度，仍然是个不小的难题。
　　而目前被广泛应用于建筑领域，最受欢迎的氟涂料产品之一：用含氟单体与非含氟单体进行共聚制得溶剂型或水性涂料，一般是先由含氟单体——常用的含氟单体是 TFE 、 CTFE ( 三氟氯乙烯 ) 、 VF 和 VDF 等与 ( 甲基 ) 丙烯酸酯类单体或烷基乙烯基醚类单体进行溶液或乳液聚合形成有机氟聚合物，再进行复配成为可交联型的高性能涂料。这一阶段的代表是日本旭硝子公司的室外常温固化氟碳涂料——氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物（ＦＥＶＥ 氟涂料） Lumiflon 系列产品。其产品已经可以在建筑及野外露天大型物件上现场进行施工操作，从而最大限度的拓展了氟碳涂料可应用的范围，主要应用于如难以经常施工的塔架防腐，需要超耐候性及防腐性能的桥梁等专业领域中都可见氟碳涂料的位置。而随着研究的进展， 该类型涂料正在步向水性化。我国的大部分氟碳专业公司几乎所实际应用的产品都是热塑型氟涂料。而 08 年北京奥运会的主会场—鸟巢的钢结构所用的氟碳涂料也属于这一类型。
　　其实说到这里，读者已经能够感觉出来，氟碳涂料的发展，其实就是其施工方法由繁到简的过程，从需要高温烘烤，到烘烤温度得到降低但仍不能做到现场施工，再到实现现场施工这一过程，其记录了氟碳涂料发展的 60 年历史。同时也感觉到对氟碳涂料而言，除了拥有优质的氟碳涂料产品，其施工对涂料成膜效果起着决定性的作用。
　　二、国内氟碳涂料发展起步较晚却发展迅速
　　我国氟碳涂料工业起步于 20 世纪 60 年代，生产技术比较落后，只能生产低档产品，其不能满足国内消费需求。 2005 年需求量已超过 1.2 万 t 。
　　虽然我国氟碳涂料工业起步晚于欧美国家，但我国借鉴于国外的先进技术，站在巨人的肩膀上开始发展，发展的速度之快是有其因可查的。
　　2.1 我国氟碳涂料主要生产厂家
　　我国目前已自主开发出了 FEVE 、聚四氟乙烯（ PTFE ）、 PVDF 三种溶剂型氟涂料。在 20 世纪 90 年代初期，美国ＰＰＧ公司带着先进的氟碳生产技术与天津的涂料厂合资生产氟碳涂料，进入 90 年代后期，日本关西涂料也在中国无锡建厂生产氟碳涂料，紧随其后ＤＮＴ（大日本涂料）公司借助台湾金宗化工在上海设立销售中心，美国丽利（ＬＩＬＬＹ）公司在上海、广东设立销售处，阿克苏－诺贝尔和立邦均也都在在广东设立销售处，其他一些公司如大金、ＳＫＫ等公司也在国过后的几年进入中国建筑氟碳涂料市场，氟碳涂料销售进入竞争时代。国内主要氟碳涂料生产厂家也有许多。如大连振邦氟涂料股份有限公司、上海振华造漆厂、上海三爱富公司、大金氟涂料有限公司、阿克苏诺贝尔、关西涂料等。
　　2.2 氟碳涂料市场前景广阔
　　众所周知的氟碳涂料具有超级耐候耐久性、耐酸碱、耐化学腐蚀性、耐热性、耐寒性、自熄性、不粘性、自润滑性、抗辐射性等优良特性。其使用寿命是普通涂料的 3 ～ 5 倍，户外涂装后可 20 年不变，其优异的表现使其广泛应用于建筑、防腐、高速公路、铁路桥梁、交通车辆、船舶及海洋工程设施等领域。
　　目前，我国民用船舶和海洋工程设施上使用的表面涂料年需求量高达 7 万 t 以上。而我国涂料行业发展的主要任务仍以建筑涂料为重点，使建筑涂料在外墙装饰中应用比例占到 60 ％以上。国内许多城市对瓷砖、烧结面砖等建筑材料的已经禁止使用，给氟碳涂料提供了极好的市场机遇。预计 “ 十一五 ” 初，我国外墙碳涂料需求量每年可达 100 万 t ；在铁路、桥梁领域表面涂料的需求可达 30 万 t 以上。 2015 年我国防腐涂料市场需求，量将达到 22 万 t 。
　　目前，氟碳涂料使用受限主要原因是氟树脂价格高出同类普通树脂 10 倍左右，如果能使有机氟材料价格下降 ( 美国已有相关研究成果 ) ，则市场规模将成倍扩大。国家已把有机氟产品列入《当前国家重点激励发展的产业、 产品和技术目录》。
　　三、新型氟碳涂料产品介绍
　　3.1 自分层 (self -stratification) 氟碳涂料
　　自分层涂料由两个或多个不相容的树脂组成，可为粉末、水性或溶剂型涂料。将其施工在底材上，成膜过程中发生相分离或组分迁移，成为涂膜组成逐渐变化的梯度涂层。这样一次施工，如与氟碳树脂复配的涂料体系，固化分层后，既能获得氟碳树脂优异的表面性能 ， 又能获得复配树脂对底材的优良的附着力和强度，同时过渡区域将层与层扣在一起，不存在层间附着力问题，且施工简便。自分层涂料体系的分层理论极为复杂，其理论始创于 20 世纪 70 年代，首先有人将该理论用于粉末涂料，而后又用于溶剂涂料和水性涂料，近年又有人研制了水性自分层氟树脂涂料，应用于建筑内外墙等。自分层涂料拓宽了涂料树脂的应用范围，在不久的将来会获得广泛的应用。
　　3.2 自组装 (self -assembly) 氟碳涂料
　　自组装技术近年用于高分子的氟碳涂料的研究。美国道化学公司的 Schmidt 及其合作者开发出的一种水性防污涂料，可以抵抗污损生物粘附分子的渗透，同时由于低表面能的优点，涂层与粘附物之间的粘附界面不牢，形成分明的、易脱离的界面，通过高压水冲洗即可清除。这种自组装型的涂膜防止海洋生物附着比目前的其他氟涂料更为有效。
　　3.3 高分子等离子体涂料
　　等离子体是一种全部或部分电离的气体。等离子体产生的过程中能量足够大的可使其碰到的分子电离，而产生新的自由离子、电子、自由基等粒子，其中荷电粒子又被继续加速 ， 再碰到其他分子使之电离，此过程循环往复而得到等离子体。其可用作材料的保护层、绝缘层等方面。
　　而该技术在氟碳领域的应用，拓宽了氟碳树脂和氟碳涂料的应用范围，正成为氟碳领域新的热点。等离子技术运用到高分子领域 40 多年来，已在改性聚合物表面、制作聚合物涂膜、改性纤维和处理粉料方面取得了广泛的应用。
　　3.4 超临界流体在氟碳涂料中的应用
　　超临界流体技术自上世纪 70 年代开始发展，随后便以其环保、高效等显著优势轻松超越传统技术，迅速渗透到化学化工、材料科学、生物技术、环境工程等诸多领域。其具有很高的扩散力、较好的渗透力和极低的粘度。近年涂料工业致力于减少生产和施工中排放的挥发性有机化合物 (VOC) ，对传统有机溶剂的使用提出了严峻的挑战，以超临界二氧化碳为稀释剂代替有机溶剂生产涂料或施工，在涂料性能、涂装成本和环保等方面，均可获得满意的效果。
　　国外用超临界流体技术取代原来的水基聚合技术 ， 制备含氟聚合物 ， 达到了氟碳树脂优异的表面性能和工艺性能的完美结合 ， 已在电线、电缆的绝缘、套管、柔性管材和工业用薄膜材料等方面应用。
　　3.5 含氟单体与其他树脂的杂化聚合
　　杂化乳液聚合是 20 世纪 90 年代末发展起来的通过改性树脂制备高性能水性树脂新材料的一项新技术。其工艺的简捷性和现有设备、技术资源利用率极高，产业化投资省的特点赋予其光明前景。在杂化聚合方面为数众多的报道中，氟碳树脂崭露头角，目前国内外均处于启动阶段，但无论如何杂化乳液聚合开辟了一条非常实用的氟碳树脂水性化的途径。
　　3.6 有机硅和有机氟的强—强联合
　　含硅材料主要包括聚硅烷、硅氧烷等。氟涂料和硅氧烷涂料是高性能涂料中的两个顶尖选手，它们的结合可谓是强—强联手。含氟硅氧烷是性能适中、具有中等价位的产品，已开辟出自己的应用领域。涂料中的硅烷是良好的偶联剂，对底材有良好的附着力，而混合体系中低表面能的氟组分会向空气界面迁移，呈现出优良的表面性能。这种方法已在氟碳涂料和有机硅涂料制造者中引起广泛的兴趣 。