氟碳涂料（英文：Fluorocarbon   coating），又稱氟碳漆、氟涂料、氟碳涂料等氟碳涂料是由氟碳樹脂改性而成的以含氟樹脂為主要成膜物質的一系列涂料的總稱、通過加工制成的新型涂層材料。氟碳涂料的主要特點是樹脂中含有大量的氟碳鍵（C—F），在受熱、在光的作用下，氟碳鍵不易斷裂，因此表現出較長的耐候性和耐腐蝕性、耐水性、耐油性、耐酸堿性。氟碳涂料主要分為聚四氟乙烯（PTFE）涂料、聚偏氟乙烯（PVDF）涂料、氟烯烴和烷基乙烯基醚或酯共聚物（FEVE）涂料、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）涂料以及乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）涂料五大類。氟碳涂料是未來涂料行業的重要發展方向之一，常用于橋梁、建筑外墻涂料、鋼結構防護、新能源領域等制備方法為懸浮聚合、乳液聚合法、溶液聚合法、本體聚合法等。氟碳涂料受熱分解時會產生劇毒的光氣、氟烯鐿等十余種有害氣體應按易燃易爆物品存放。

國際

氟碳涂料最早誕生于1938年，由r.普倫基特博士首先發明了聚四氟乙烯（PTFE）1946年，杜邦率先開發了這個品牌名稱“特氟龍（TEFLON）的乙烯－三氟氯乙烯（ECTFE）共聚氟樹脂廣泛應用于不粘鍋涂料中1948年，杜邦公司擁有第一項聚偏氟乙烯專利。1974年，應用化學組織首次使用“HALAR”ECTFE作為商品名稱的商業化。1965年，美國Pennwalt公司成功研制出聚偏氟乙烯（PVDF）商標Kynar 500）基于該基料的建筑用氟碳涂料已經商業化，人們看到了氟碳涂料在建筑領域的應用前景全世界有數以萬計的建筑（PVDF）在氟碳涂料的保護下，熠熠生輝。1982年，日本旭硝子株式會社推出了該產品名稱“盧米氟龍（Lumiflon）氟烯烴和乙烯基醚的共聚物樹脂（FEVE）氟碳樹脂及其涂料已由熱塑性進入熱固性階段，克服了原有氟碳涂料不能室溫固化的缺點，實現了在施工現場涂裝氟碳涂料的理想，大大拓展了氟碳涂料的應用領域，并逐步開發出水溶性氟碳涂料和可室溫固化的氟碳涂料。1995年后，杜邦公司開發了氟橡膠，然后開發了液體（包括水性）氟碳彈性體生產了溶劑型和水性氟橡膠涂料，拓寬了氟碳樹脂的應用領域。

中國

我國氟碳涂料的研究和應用始于20世紀80年代中期上海有機氟材料研究所首先開發了基于四氟乙烯六氟丙烯共聚物及其靜電噴涂工藝的氟碳樹脂粉末涂料，用于防粘涂層和防腐蝕涂層。后來，廣州電器學院、浙江省化工研究院等單位開發了氟碳樹脂防腐、防粘涂料主要是通過高溫熱熔制成的產品。大連塑料研究所和阜新氟化工有限公司也于1999年成功開發出質量分數為50的四氟乙烯%f質量分數達到40%的共聚樹脂GK-510，從而在FEVE的基礎上前進了一步，得到了廣泛的應用。2004年，巨化集團技術中心（國家氟材料工程中心）在2007年國際紡織機械展覽會上，科林公司宣布與舍勒公司正式建立戰略聯盟，共同推出基于C6化學結構的新一代氟碳涂料。我國對氟碳涂料的研究雖然起步較晚，但發展很快十年間，從無到有，產品的品種和產量也在逐年增加。

物理性質

不同種類的氟碳涂料具有不同的物理性能，如PTFE的硬度低分子量大流動性差；PCTFE硬度、剛性、抗蠕變性和抗滲透性都很好；ECTFE共聚物的密度不高，1.68g/cm3，韌性好、硬度高。大多數氟碳涂料具有良好的抗紫外線性能、抗褪色性、自清潔性、抗滲透壓性、拒油拒水，實際使用中不會變色、褪色剝落、爆裂粉碎，產品壽命長。

化學性質

在氟碳涂料的化學結構中—F鍵鍵能高、低比表面能氟原子的屏蔽作用和高電負性使氟碳涂料具有優異的抗氧化性能、耐腐蝕性和良好的熱穩定性。氟碳涂料具有良好的耐化學性，但不同種類的氟碳涂料具有不同的耐化學性介質和不同的應用溫度。

典型性能

氟碳涂料中含有大量的氟碳鍵，使得氟碳樹脂難以受熱、光和其他化學因素破壞了它，這使它具有許多優異的性能。

氟碳涂料具有超強的耐候性，在戶外使用20多年后外觀無明顯變化；優異的耐化學性，包括強無機酸、強堿、金屬刻蝕劑、液氧、除熱胺類（如苯胺、二甲胺）所有有機溶劑除外；耐污染，氟碳涂層和自潤滑表面，表面光滑，低附著力，可通過雨水沖洗進行自清潔；氟碳涂料具有良好的耐溫性，可以長期使用-在250 ~ 250℃下使用；它具有優良的施工性能，可噴涂、刷涂、滾涂；出色的鋁附著力、銅、鎂及其合金、鋼鐵、塑膠、水泥、在各種基材上具有良好的附著力，如合成材料表面；具有優異的抗滲透性：用于醫療設備、化學工業和半導體工業中的防腐蝕保護材料。

氟碳漆相關產品雖然性能優異，但價格比常用的丙烯酸樹脂貴5 ~ 10倍，施工難度仍然較大、毒性大、穩定性差等缺點。各種含氟聚合物往往有各自的缺點，如PTFE和PVDF需要在高溫下熔融固化，而FEVE可以在室溫下固化，但其顏料是濕的和可分散的、與其他樹脂相容性差價格高限制了含氟材料的應用。

氟碳涂料一般需要高溫固化，固化時間長、大規模建設不方便、附著性差、與顏填料潤濕性差，價格相對較低。修改可以獲得更好的性能、對于價格較為合理的氟碳涂料，改性方法主要集中在化學改性上、物理共混和填料改性的三個方面。

化學改性

化學改性是指氟碳樹脂與低分子化合物之間的反應、氟碳樹脂的相互轉化、降解和交聯以及聚合物大分子之間改變其結構的反應、提高性能。氟碳涂料中常用的改性材料主要有：有機硅、環氧樹脂等

引入有機硅

引入有機硅改性氟碳樹脂復合而成的氟碳涂料，由于有機硅的分子間作用力比烴類弱得多，提高了涂層的疏水能力，與水的接觸角大，抗粘附性增強。

引入環氧樹脂

環氧樹脂具有優異的物理機械性能，品種繁多、價格低廉，用環氧樹脂改性含氟聚合物可以提高物理機械性能、耐鹽霧，優良的人工老化性能。

物理共混

物理共混是將合適的樹脂與氟碳樹脂混合，然后加入固化劑、促進劑和添加劑被固化和成型。粉末涂料由聚苯硫醚和氟樹脂混合而成由于聚苯硫醚耐熱性高，與金屬的粘接性好，彌補了氟碳樹脂一般不粘的缺點、與金屬的附著力低，優勢互補，獲得性能優異的耐熱防腐涂層。

填料改性

納米粉體填料可以充分發揮納米粒子的特性，增強涂料的致密度和屏蔽效果，降低毛細作用，提高涂料的綜合性能，開發具有高環境適應性的新型功能涂料。填充不同質量分數的二硫化鉬（Mo2）到聚四氟乙烯（PTFE）在復合涂層中，由于Mo2具有典型的層狀結構，當受到剪切力時，很容易在層間滑動，然后變成單層或幾層將二硫化鉬填充到聚四氟乙烯復合涂層中，可以提高復合涂層的硬度和耐磨性。

橋梁防腐

氟碳涂料具有優異的耐候性和耐久性。路橋結構受近海環境影響，受氯離子腐蝕、日光曝曬、海風鹽霧侵蝕、雨水沖洗等，再加上混凝土結構本身的組成、受維護條件等因素影響，侵蝕越來越嚴重。氟碳涂料是提高橋梁結構耐腐蝕性能最簡單最有效的措施之一。在橋梁維修方案中，氟碳面漆常作為主要配套面漆，廈門欽州大橋就采用了氟碳面漆、上海徐浦大橋、在上海松浦大橋等橋梁維修中得到應用，應用效果良好。

建筑外墻涂料

氟碳涂料分子結構中的碳—f鍵能高，比表面能低，因此氟碳涂料具有優異的戶外耐候性、耐用性和自潔性。氟碳涂料用于混凝土防腐可顯著降低混凝土試件的吸水率和氯離子滲透性，并具有良好的抗紫外線老化性能，可延長混凝土的使用壽命并提高其耐久性。

鋼結構防護

鋼結構暴露在大氣中的鹽霧中、風吹、雨淋、陽光暴曬，腐蝕嚴重，氟碳涂料耐候性和耐腐蝕性長、耐酸堿，有效解決鋼結構建筑的長期耐腐蝕和耐候性問題，降低維護和重涂成本。

光伏

氟樹脂分子含有大量碳氟鍵（C—F）鍵和氟原子的特殊性質使涂層具有較低的表面能和較大的水接觸角，從而使含氟聚合物具有優異的耐久性、耐候性，具有疏水和疏油性能、防污能力很強。氟碳涂料用于太陽能電池板玻璃表面防污，具有良好的透光率，不會導致散熱明顯下降。

風電

海上風力渦輪機在特殊的環境中運行，并且與轉彎絕緣、對地絕緣、布線絕緣等整個絕緣系統要求苛刻，氟碳絕緣表面搪瓷環保、耐潮濕、抗鹽霧、耐冷熱交替等，可以很好的提高海上風機的耐候性和穩定性。

氟碳涂料是以有機氟樹脂為基礎的涂料，由各種含氟單體材料通過自由基法制備而成。常用懸浮聚合、溶液聚合和本體聚合用于制造模塑產品，乳液聚合用于制造涂料產品。聚四氟乙烯主要通過懸浮聚合和分散聚合生產。

懸浮聚合法

也就是說，在引發劑溶于水相中的單體液滴中進行的自由基聚合方法是早期制造含氟聚合物的主要方法之一。體系包括單體、引發劑、表面活性劑和水該方法具有易散熱產品純度高的優點；缺點是使用了惰性溶劑CFC化合物（CFC）會對大氣中的臭氧層造成嚴重破壞。

乳液聚合法

也就是說，含氟乙烯基化合物的自由基乳液聚合是最常用的合成方法。體系包括單體、表面活性劑、引發劑、乳化劑、pH緩沖劑、交聯劑、分散介質等該方法具有易于散熱成本低和環境友好的優點；缺點是產品中摻雜了一些添加劑，所以純度不高。

溶液聚合法

也就是說，選擇有機溶劑如支鏈脂肪烴或它們的混合物進行聚合。體系包括引發劑、溶劑、該分子量調節劑具有成本低不污染環境的優點；缺點是聚合度低和產品純度低。

本體聚合法

即單體本身由引發劑制備或直接由光制備，不添加溶劑等分散介質、熱作用引發的聚合反應是一個均相體系。體系包括單體、引發劑或催化劑，無其他介質。這種方法的優點是沒有雜質、產品純度高、后處理簡單；缺點是質量不穩定、批間重復性差、生產效率低。

儲存

氟碳涂料必須根據易燃性儲存、炸藥應遠離火源，并儲存在5 ~ 35℃的陰涼處、庫房通風，避免陽光直射或雨淋。

使用

氟碳涂料在分解溫度以下是安全無毒的，但當建筑物發生火災時，氟碳涂料會因熱分解產生劇毒的光氣、氟烯烴鐿等十幾種有害氣體。傳統的溶劑型涂料含有大量揮發性有機化合物（VOC），受環境法規限制，不適合高人口密度、溫度高的場所。

溶劑型氟碳涂料發生泄漏時，因其含有大量揮發性有機化合物，選用泡沫等物質覆蓋表面形成覆蓋層抑制其蒸發，發生大面積泄漏或大面積泄漏泄漏的液體可以先用隔膜泵或其他器具回收，部分水無法回收、蘇打、碳酸鈣等為了安全治療。參與泄漏事故處理的車輛應停放在上風向，消防車、洗消車、灑水車應在保證供水的前提下，從上風向噴灑鮮花或噴水，以稀釋泄漏的有毒有害氣體、驅除，向水箱中加入中和劑水、蘇打、碳酸鈣使驅散、稀釋、中和的效果更好。

廢氣

噴涂廢氣應配備高效的漆霧處理裝置。噴涂、晾（風）干燥廢氣應采用吸附濃縮燃燒或噴水水蒸氣吸附紫外光氧化活性炭吸附裝置處理。調配、廢氣的流動可以與噴射相比、晾（風）干廢氣一并處理。使用溶劑型涂料的生產線，干燥廢氣應單獨進行燃燒處理，有條件的可采用可回收熱燃燒裝置。

廢水

氟碳涂料生產廢水處理包括一級處理、二級處理、三級處理。一級處理是通過機械方法或簡單的化學方法沉淀廢水中的懸浮物或膠體，并中和水質的pH值可以使用臭氧催化氧化法、芬頓催化氧化法、中性催化氧化法、Fe-c 微電解法和其他方法結合絮凝沉淀法使廢水中的大分子、環狀有機化合物的開環和斷鏈可以降低毒性并去除水中的污染物；在二級處理中，加入生物處理或混凝劑，使廢水中的有機溶解物質氧化分解，部分懸浮物凝聚分離；三級處理采用吸附法、離子交換、電滲析、通過反滲透和化學氧化的手段，去除水中難以分解的有機和無機物質，經此階段處理的廢水可達到地表水水質標準。