含氟聚合物涂料的特点和应用

含氟聚合物涂料具有理想性能的有用组合，包括耐候性和防腐蚀层保护、化学惰性、阻燃性、不粘性、低摩擦和高介电常数。因此，这些涂料已在众多行业中得到应用。

什么是含氟聚合物涂料？

为了理解含氟聚合物涂料，我们必须首先熟悉聚合物和含氟聚合物这两个术语。

聚合物是由大量称为单体或单元的相似化合物组成的分子结构，它们紧密结合或连接在一起。橡胶是烃类聚合物的一个例子。

含氟聚合物是一类具有碳-碳主链的聚合物，氟通过强氟化物-碳键连接。它的非凡优势在于能够抵抗高温和低温、严重腐蚀环境和大多数化学品。这些是氟原子完全或部分取代烃类聚合物的氢原子的聚合物。

含氟聚合物（由氟和碳组成）也称为全氟聚合物，以区别于含氟弹性体和部分氟化聚合物。不同的碳氟化合物产品可能具有不同的分子量，这也会影响其熔点。

含氟聚合物的特性

常见含氟聚合物的特性包括：

• 对大多数碱、酸和其他化学品无反应性（惰性）
• 不粘（不粘附）或快速释放特性
• 低摩擦系数
• 耐腐蚀和耐磨
• 抗极端天气
• 介电（电绝缘）特性在很大程度上与工频和温度无关
• 低温（极低温度）能力
• 高温稳定性
• 防潮性（不润湿）)

含氟聚合物的化学性质

含氟聚合物的特征主要是由于碳和氟的原子结构以及它们独特的化学结构中的共价键。氟的原子大小有助于它在碳原子之间的键周围形成独特的覆盖层，从而保护碳-碳键的主链免受腐蚀性化学侵蚀并提供稳定的耐化学性。

含氟聚合物的大多数应用都需要能够承受特定的操作环境，制造商为此开发了定制设计的产品以及对纯含氟聚合物的创新改性。

一些流行的含氟聚合物包括：

通过聚合生产含氟聚合物

术语含氟聚合物代表由制造商定制生产的不同聚合物系列。

含氟聚合物是通过聚合过程生产的。例如，PTFE是由TFE（四氟乙烯）聚合产生的，产生在化学结构中重复数千次的键合氟碳分子。通常，PTFE在高达260°C（500°F）的温度下是稳定的。

然而，具有高分子量（由于高结晶度）的特殊类别PTFE聚合物可以具有高达342°C（648°F）的更高熔点。此外，一些制造商通过添加低于PTFE重量1%的其他单体来开发改性PTFE。这样做是为了满足某些特定的操作要求。

含氟聚合物的应用

该系列的一般应用包括：

• 用于炊具的聚四氟乙烯涂层
• 用于电线和半导体部件的PFA涂层
• 电线电缆FEP涂层
• 乙二氟乙烯屋面材料
• EFEP燃油管
• 聚氯乙烯防水薄膜

以下各节介绍了一些特定于行业的用途。

建筑和建筑应用

在建筑领域，含氟聚合物涂料系统促进了创新的美学设计，同时降低了维护成本和冷却能源成本。

ETFE被用作圆顶和体育场等结构的组成部分。桥梁使用PTFE轴承瓦，因为它们固有的低摩擦和低维护。含氟聚合物应用的独特例子包括柏林的索尼中心和温布尔登中心球场的可伸缩屋顶。

电力公用事业和化学制造

在电力和化工生产领域，含氟聚合物用于防止排放和泄漏，以及最大限度地减少腐蚀。

典型应用包括：

• 管道和油管
• 容器、过滤器和泵
• 储罐和部件衬里，
• 数据和电力电缆
• 核流体处理和过滤系统

可再生能源

在可再生能源领域，含氟聚合物涂料为各种部件提供耐高温和耐低温性、耐腐蚀性和耐化学性以及耐磨性。

重要应用包括：

• 轴承
• 用于复合涡轮叶片的不粘膜
• 光伏电池正面和背面的保护涂层

医疗

在医疗领域，含氟聚合物有助于延长医疗设备和植入式设备的使用寿命，并有助于最大限度地减少医疗并发症。

这些聚合物的显著应用包括：

• 导管
• 用于排气和过滤的膜
• 用于无菌容器和隔膜泵的过滤器
• 取针系统
• 导管导管（电线和管道）

航空航天和汽车

在飞机工业中，含氟聚合物用于电线绝缘，因为它们最大限度地减少了火灾危险。它们还用于燃油管路和软管、气缸盖垫片、液压系统和电子系统。（有关防止液压系统腐蚀的更多信息，请参阅文章了解液压系统中的腐蚀预防。

在汽车行业，含氟聚合物有助于提高发动机性能和燃油效率，减轻部件重量，并最大限度地减少泄漏。这些涂层应用于汽车零件，以保护它们免受高摩擦、磨损和腐蚀性劣化的影响。

某些带有陶瓷填料的增强含氟聚合物可消除磨损并延长部件的使用寿命，通常可达 500%。因此，含氟聚合物涂层有助于延长汽车零件的使用寿命并提高其性能。在轴承、齿轮和其他运动部件上，涂层可减少摩擦，节省能源，并最大限度地减少磨损和热量的产生。在某些情况下，含氟聚合物涂层充当固体干膜润滑剂。

含氟聚合物涂料的应用方法

含氟聚合物涂层可以应用于不含油和其他污染物的清洁表面。需要仔细的表面处理以确保适当的附着力。一个关键因素是这些涂层所需的相对较高的固化温度，根据所选涂层的特性，固化温度在 80°C 至 420°C（176°F 至 788°F）之间。被涂覆的表面必须能够在所需的固化时间内承受该固化温度而不会变质。

虽然大多数金属可以用含氟聚合物涂覆，但铜在这些高固化温度下通常会氧化，从而在涂膜下方形成氧化层。黄铜和青铜具有与高温固化相关的类似问题，而高镍铜合金可能面临附着问题。

压缩空气喷雾通常用于涂覆含氟聚合物涂层。这些涂层可以作为液体制造和运输，然后通过重力倒入喷雾系统容器中。

对于复杂形状的涂层，涂层可以粉末形式提供，以便可以使用静电喷涂系统。