叔碳酸及其衍生物在涂料中的应用（9）关于shivena

4、水性氟碳涂料

    作为高耐侯性涂料，同时又能满足环保要求，水性氟涂料的研究开发逐步取代溶剂型氟树脂涂料，成为发达国家涂料研究的重点领域。水性涂料可分为水溶型、水乳型、分散型，其中水乳型占总量的50%，是今后涂料开发的重点。目前，美国、日本和欧洲有不少产品问世，且已申请专利。大量的专利文献表明，叔碳酸乙烯酯是最适合合成水性氟碳涂料的单体。

重要的体系是三氟氯乙烯/叔碳酸乙烯酯共聚物体系（简称叔/氟体系），最好是采用核-壳共聚物。例如，Sawada合成的水分散核/壳氟共聚物中，核层为三氟氯乙烯-丙烯酸-SV9共聚物（Tg为68℃），壳层为三氟乙烯、丙烯酸、己酸乙烯酯共聚物（Tg为11℃），其中，核/壳比为10/1，该分散体形成的膜也显示出良好的耐污染性、耐水性和耐候性。

国内报道的含氟涂料是用三氟氯乙烯、脂肪酸乙烯酯、脂肪族烯醇和脂肪族烯酸聚合而成。水性氟涂料中，亲水单体常用醋酸乙烯酯，但是，它与三氟氯乙烯采取无规共聚的方式聚合，乙烯酯之间的聚合必然降低氟树脂的性能。而叔碳酸乙烯酯由于空间位阻的影响，CTFE（三氟氯乙烯）-SV9的聚合比SV9-SV9的聚合有利，所以树脂比使用醋酸乙烯酯交替聚合的倾向强。溶剂型中CTFE/VAc氟碳树脂性能不及CTFE/EVE（乙烯醚）氟碳树脂的主要因素之一是前者的交替聚合不严格。

叔碳酸乙烯酯作为氟碳树脂聚合物的亲水单体，如前所述，它的水解稳定性比常用的醋酸乙烯酯高100倍以上并对相邻的链节有保护作用，因此，对氟碳涂料性能的副面影响比醋酸乙烯单体小的多。

核层的玻璃化温度（Tg）不低于40℃，否则，将降低耐污性，如果在高温季节涂层变软并且粘土。壳层的Tg为-10℃-30℃。如果Tg高于30℃，将损害成膜性；如果Tg低于-10℃，将降低抗粘污性。适当的选择单体种类和比率以便使聚合物Tg在以上范围内。主要的影响Tg的因素是上述的羧酸乙烯酯单体的种类。有关代表性例子的氟聚合物单体的种类、组成、Tg列表如下，单体组成用摩尔百分率表示。

核层的单体组成

CTFE/SV9/丙烯酸=48.5/48.5/3；Tg=67℃

CTFE/SV9/月桂酸乙烯酯/丙烯酸=48.5/42.5/6.0/3；Tg=52℃

CTFE/SV9/己二醇二丙烯酸酯/丙烯酸=50/42/5/3；Tg=75℃

壳壳的单体组成

CTFE/辛酸乙烯酯/SV9/丙烯酸=48.5/24.2/24.3/3；Tg=11℃

CTFE/辛酸乙烯酯/SV9/丙烯酸=48.5/36.4/12.1/3；Tg=23℃

CTFE/月桂酸乙烯酯/SV10/丙烯酸=50/16/31/3；Tg=-8℃

＊SV9：四友公司新壬酸乙烯酯商品名简称

在我国，水性氟碳涂料的开发刚刚起步，叔碳酸乙烯酯可为涂料专家提供广泛的选择余地。

总结

    人们将乙烯基、缩水甘油基引入叔碳酸，使之能方便的将叔碳酸引入树脂涂料中，从而提高涂料的性能。但是影响漆膜性能的因素很多，包括单体、基料、助剂、生产工艺等，人们很难仅仅通过对比漆的性能来全面判断哪一种因素起主要作用。我们试图探讨叔碳酸的支链结构对涂料性能的贡献，当然，要得到进一步量化和全面的结论还需要大量的实验数据和理论的完善。由于水平有限，会有很多不足之处，敬请指教。

参考文献：

1．Modern Paint and Coatings，1993，10，pp120-126

2．现代涂料工艺新技术

3．USP 5，081，168

4．Progress in Organic Coatings 38（2000）163-173

5．J. P. T. 41No.530,222-233(1969)

6．Polym. Paint. Colour J.,1990,180

7．EP 0 675 182

8．日本公开06-56942