第一章氟碳漆综述一、氟化学的发展历史氟化物的发展可追溯到18世纪，1771年Scheel首先制得氟化氢，1886年Moissan提取氟元素，同时美国为了军事目的，20世纪30年代首先研制了有机氟树脂并得以发展。氟原子和氟离子的异常特性，引起科学家广泛兴趣和深入研究。1900年swarts在锑催化剂的作用下进行氟化反应和1948年simons的电解氟化反应对有机氟化物的合成做出了很大的贡献。1930年midzley和Heeme的研究了氟里昂冷冻剂——氟氯烷烃的生产和应用。自从1934年德国赫司特公司发现了聚三氟氯乙烯，特别是1938年美国杜邦研究室R.J.Plunkett博士发明了聚四氟乙烯以来，氟树脂以其优异的耐候性、耐化学品性、不粘性、低摩擦系数获得长足的发展，对现代工业的发展起到非常重要的作用，1946年杜邦公司将聚四氟乙烯商业化（Teflon）。此后，氟树脂在涂料方面的研究和应用得到肯定，1982年日本的旭硝子公司研发了以三氟氯乙烯为主要单体，通过其他功能性的单体（如含有乙烯醚、-OH、-COOH等官能团的单体）的四元共聚物，使得氟树脂及涂料由热塑性进入热固性（反应交联型）的时代，使室温固化氟树脂涂料广泛应用于多种领域。其中建筑方面的应用居首位。1982年ElfAltochem公司研究成功偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（VDF-TFE-HEP）和含偏二氟乙烯的功能性的聚合物。这种产品特点是可以常温固化，但耐溶剂性差。1982年后，Ausimont.SPA公司，研究成功端羟基全氟聚醚树脂，可以配制常温固化自清洁型涂料。20世纪90年代，美国海军研究室的Robert.FB研究成功了聚四氟乙烯—含氟多元醇涂料，可以常温固化，满足了高温场所使用要求。近年来，水性氟树脂涂料在防粘和耐腐蚀方面已经开始应用，目前水性氟树脂涂料包括丙烯酸全氟烷基乙烯酯共聚物、甲基丙烯酸全氟乙烯酯共聚物、全氟丙烯酸共聚物等。目前，国际上形成三种不同用途的氟树脂与氟树脂涂料行业：（1）以美国阿托—菲纳公司为代表，生产PVDF树脂为主要成分的外墙耐候性氟树脂涂料。该涂料具有超强耐候性，具体表现在寿命长、不褪色无污染和耐老化等。（2）以美国杜邦公司为代表的特氟隆不粘涂料，主要用于不粘锅、餐具以及模具方面。（3）以日本旭硝子公司为代表的FEVE室外常温固化氟树脂涂料，主要用于建筑外墙、钢结构等，具有施工简单，防护效果好和防护寿命长等特点。我国生产氟树脂的厂家主要有：大连振邦、常熟中昊、常州康泰、青岛宏丰、上海新材料研究所、、上海衡峰等。二、氟化学及其特点氟原子在地壳中的含量约为0.015%，在陆地上氟原子多半以难溶的化合物形式存在，如萤石（CaF2）冰晶石（Na3AlF6）和氟磷灰石（Ca5F（PO4）3）等。高价重金属的氟化物由于具有强的共价性呈气态，易挥发。氟的基本化学特性：（1）氟原子半径是除氢原子外最小的。（2）氟原子半径与C-H键和C-F键的键长类似，具有类似的生物活性。因此氟原子和含氟基团使含有机化合物在细胞膜上的脂溶性增加，从而提高它们的吸附和传递。（3）氟原子有着最强的电负性，极易获得一个电子形成稳定的结构，因此氟化合物中常显负一价。（4）氟分子的分解热较小，C-F键键能特别高（485.6KJ/mol）。增加了有机氟化物的热稳定性。（5）在氟化合物中，氟原子常具有屏蔽作用，氟原子极易形成氢键和键桥是氟化合物的重要结构特征。（6）氟原子只有一个同位素，而且没有放射性同位素。氟元素是元素周期表中最活泼的非金属元素，具有最强的氧化性。氟原子具有特殊性质，氟化学不仅可以为尖端科学技术提供无以伦比的众多的无机和有机材料。氟原子被引入分子后，分子的化学性能会产生明显的量变，甚至是质的变化，由于自然界几乎不存在有机氟化物，因此有机化学是一门真正的人工合成的化学，这是氟化学及氟树脂理论研究和应用迅速发展的根本原因，表1-1列出了氟元素的性质和基本该性质的用途：表1-1氟元素性质和基于该性质的用途项目参数数值用途键能KJ/molC-H410热稳定性，用于合成聚合物；用于药物制备C-C368C-F485Si-O422C-Si318电负性H2.1替换反应，氟作离去基团，用于合成高性能高聚物、用作纤维活性染料CL3.0F4.0范德华半径/pmH120在没有显著干扰的情况下，生物活性分子中的...
