• 主题:建筑涂料
用于建筑应用的含氟聚合物涂料

氟原子具有非常独特的性质,特别是非常高的电负性和低极化率。因此,碳-氟键具有更高的能量并且比 C-H 键更强。此外,将氟取代基掺入有机分子会显着影响其性质。在小分子中,可以增强酸度和亲脂性,使这些氟取代化合物成为理想的药物。有机分子的氧化稳定性、沸点、极性和其他电化学性质也受氟原子掺入的影响。氟化聚合物材料具有低表面能、绝缘性能、不透气性以及对水、油、化学品、腐蚀污垢吸收、紫外线辐射、粉化等的高耐受性。

这些特性使含氟聚合物在许多不同的建筑涂料配方中作为高度耐用的保护涂料具有吸引力,特别是那些由于需要出色的耐候性而用于室外应用的涂料。在涂料中用作粘合剂的含氟聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE 或 Teflon®)、氟化乙烯丙烯 (FEP)、乙烯四氟乙烯共聚物 (ETFE)、聚氟乙烯 (PVF)、聚偏二氟乙烯 (PVDF) 和氟乙烯乙烯基醚 (FEVE) . PVDF和FEVE在建筑系统中应用最广泛。阿科玛(Kynar® 和 Solvay Solexis (Hylar®) 是 PVDF 的两个主要制造商,而 AGC Chemicals 生产 FEVE (Lumiflon®)。通常,这些材料仅出售给获得批准的涂料配方商(被许可方)。

对于可加工性,PVDF 涂料中使用的树脂体系实际上由 70% 的 PVDF 和 30% 的丙烯酸组成。最终配方因丙烯酸树脂的选择以及涂料制造商使用的添加剂和颜料包而异,并且并非所有产品在应用特性和应用性能方面都相同。虽然丙烯酸组分的抗降解性不强,但有证据表明 PVDF 不仅保护基材,而且保护涂层中的丙烯酸树脂。最初,PVDF 涂料仅作为工厂应用的卷材涂料配方提供,需要在应用前熔化。今天,水性配方也可用于现场喷涂。PVDF 涂层适用于各种金属基材,包括铝、镀铝钢、和镀锌钢。PVDF 中氟原子的高密度提供了优异的抗紫外线辐射、化学和空气污染、恶劣天气以及盐雾或风沙等环境条件的降解能力。众所周知,它们可以使用 30 年以上,并具有高保色性和光泽度。

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FEVE 是一个通用术语,指的是由氟烯烃单元 [即 CTFE(三氟氯乙烯)或 TFE(四氟乙烯)] 以及各种乙烯基醚单元和侧基官能团(例如羟基)组成的树脂。由于 FEVE 树脂中氟含量较低和乙烯基的存在,基于这些材料的涂料比 PVDF 更容易受到紫外线降解,因此,它们的使用寿命通常约为 20 年以上,并具有出色的保色性和光泽度。另一方面,FEVE 树脂可溶于溶剂,可与三聚氰胺和异氰酸酯等其他成分反应以赋予不同的性能,并且可以提供比 PVDF 更高的光泽值。此外,由于它们具有氨基甲酸酯的特性,FEVE 树脂与各种基材(如各种金属、塑料、玻璃和玻璃纤维)以及各种类型的底漆具有良好的粘合性,不需要与其他类型的树脂混合。目前,溶剂型和水基、100% 固体和粉末 FEVE 树脂可用于建筑涂料。FEVE 的一个关键应用是用于高端建筑的铝复合板涂层。

与丙烯酸甚至有机硅涂料相比,含氟聚合物涂料的高性能成本要高得多。另一方面,它们非常长的使用寿命显着降低了重涂(和相关基础设施)成本和原材料消耗。含氟聚合物涂料符合美国建筑制造商协会 (AAMA) 的金属基材建筑涂料最高标准 (AAMA 2605),该标准规定了基于南佛罗里达户外暴露和实验室加速测试的性能水平。通常,PVDF 和 FEVE 涂层用于金属屋面、金属幕墙系统、窗户、天窗、面板系统、店面和门——基本上是任何由钢或铝卷或铝挤压件制造的外部建筑产品。

“对建筑含氟聚合物
涂料不断增长的需求是
整个美国含氟聚合物市场增长的关键驱动因素之一。”

含氟聚合物涂料最近的一项增长应用是用于凉爽的屋顶。含氟聚合物涂层的极低表面能等同于出色的抗吸污性,这对于保持太阳能反射率至关重要。它们还可以承受长期暴露在水、湿度、极端温度、紫外线、氧气和大气污染物中。因此,氟化冷屋顶涂料是优质、耐候的选择,具有更长的使用寿命。人们对在墙壁上使用节能涂料的兴趣也越来越大。Textured Coatings of America 的 TEX•COTE® COOLWALL® 涂料系统基于阿科玛的 Kynar Aquatec PVDF 树脂。据该公司称,美国进行的一项研究

含氟聚合物树脂的低表面能也使它们对防涂鸦涂料的配方具有吸引力。PPG Industries 开发了透明 DURANAR GR (PVDF) 和 CORAFLON GR (FEVE) 工厂应用的永久性防涂鸦卷材涂料,用于高端建筑的墙板、屋顶和窗框。这些涂层专门设计用于与该公司的 DURAPREP 400 涂鸦去除剂的化学成分一起使用。据 PPG 称,使用清洁剂,气溶胶涂料、焦油、永久性记号笔、钢笔、蜡笔、口红、擦痕和水性室内涂料都可以轻松从防涂鸦涂料上去除。

对建筑含氟聚合物涂料不断增长的需求是整个美国含氟聚合物市场增长的主要驱动力之一。根据市场研究公司 The Freedonia Group 最近的一份报告,预计 2019 年对含氟聚合物的需求将以每年 5.3% 的速度增长至 23 亿美元,这主要是由于工业产出和建筑活动的持续扩张,但也由于新兴市场的强劲增长。光伏组件和先进电池等市场。报告称,值得注意的是,在非住宅建筑领域反弹的推动下,建筑市场将呈现出最快的增长,氟聚合物在该领域的应用最多。PVDF 和 PVF 的需求量最大,

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