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近幾年，國內水性FEVE氟樹脂涂料技術研發及市場拓展應用明顯提速。水性FEVE氟樹脂涂料在工業領域應用研究，從最初的實驗室理論研究，開發測試，已經發展到實際工業防腐工程應用。水性FEVE氟涂料作為常溫固化涂料替代同類溶劑型FEVE氟涂料，在國內一些標志性城市道橋混凝土和鋼結構防腐防護工程中獲得成功應用。水性FEVE氟涂料作為烘漆應用于鋁單板、卷鋁PVDF涂料罩面清漆、保溫一體化板、太陽能光伏背板等工業應用領域，都取得不同進展。
1 水性FEVE氟樹脂技術發展
可用于工業防腐領域的水性FEVE氟樹脂類型，包括：水性單組分自交聯FEVE氟樹脂和水性雙組分FEVE氟樹脂。水性雙組分FEVE氟樹脂包括內乳化型和后乳化型水性FEVE氟樹脂。與溶劑型FEVE氟樹脂類似，根據主要共聚反應單體類型，水性雙組分FEVE氟樹脂又可分為酯類和醚類兩類。
1.1水性單組分自交聯FEVE氟樹脂涂料發展應用
水性單組分自交聯FEVE氟樹脂結構中含有適量雙丙酮丙烯酰胺功能單體，固化劑一般選用己二酸二酰肼，制備涂料在干燥過程中隨著水揮發而發生化學反應固化成膜，涂層只是一定程度適度交聯。水性單組分自交聯FEVE氟樹脂氟含量一般在8-13%左右，涂層硬度、耐擦洗、耐沾污等性能比單組分水性FEVE氟涂料有很大提高 。作為水性工業防腐涂料，水性單組分自交聯FEVE氟涂料在耐水性、耐酸堿性，耐候性等性能方面還存在不足和缺陷，只能應用于工業輕防腐領域。水性單組分自交聯FEVE氟涂料在硬度、耐沾污等方面有杰出表現，更適合應用于高端建筑內外墻涂料。
1.2水性雙組分FEVE氟樹脂涂料發展應用
根據樹脂結構和合成工藝過程分析，水性雙組分FEVE氟涂料在性能方面最接近溶劑型雙組分FEVE氟涂料。內乳化型水性雙組分FEVE氟樹脂在樹脂主鏈上引入聚氧乙烯基醚大分子乳化反應單體，實現了雙組分FEVE氟樹脂水性化，聚氧乙烯基醚大分子單體的引入，在一定程度上，降低了樹脂氟含量，破壞了原有氟樹脂交替排列性和規整性，使樹脂耐水性、耐堿性等指標與同類溶劑型FEVE樹脂相比仍存在較大差距。后乳化型水性雙組分FEVE氟樹脂在不破壞樹脂原有結構基礎上，實現了溶劑型FEVE樹脂水性化，是目前最先進的一類水性FEVE樹脂。
醚類水性雙組分FEVE氟樹脂涂料在耐高溫高濕黃變、柔韌性、耐水、耐酸堿、耐候性等綜合理化性能方面，遠優于酯類水性雙組分FEVE氟樹脂涂料。本文主要研究后乳化型水性醚類FEVE氟樹脂涂料技術和應用進展。
2 水性醚類雙組分FEVE氟涂料配方設計
水性醚類FEVE氟樹脂結構、生產工藝、乳液pH值等對涂料配方設計會產生直接且重大影響。在涂料配方設計中，通過考察樹脂與固化劑和氨基樹脂相容性、反應性等，先確定適合的水性醚類FEVE樹脂生產工藝和配方。在選擇各類助劑時，要考察每種助劑與樹脂相容性、反應性、儲存穩定性等因素。助溶劑、分散劑、中和劑等助劑及顏填料在使用前需測試其與-NCO基團反應性，避免使用帶有反應性活性基團助劑，以減少配方副反應發生。建議助溶劑選擇醚酯類、中和劑選擇叔胺類、消泡劑選擇含硅類、增稠劑選擇聚氨酯類締合型。
如果助劑選擇不當，涂料在制漆過程中會發生反應、發泡、破乳，涂料儲存短期膠化、顏料絮凝析出等異常和不穩定現象。
3 水性醚類FEVE氟涂料在工業領域應用
依據各項理化性能測試結果，水性醚類FEVE氟樹脂涂料綜合理化性能滿足國內水性工業防腐市場需要。隨著國內很多標志性重大工程防腐防護選用水性FEVE氟涂料，水性FEVE氟涂料開始被眾多用戶接受認可，市場用量逐年迅速增加。
另外，在對樹脂氟含量要求較低的普通水性工業輕防腐領域，國內企業開發出水性雙組分含氟丙烯酸樹脂。因其具有較好的理化性能，是水性含氟樹脂不可或缺組成部分。根據實驗室測試結果，水性雙組分含氟丙烯酸樹脂涂膜硬度、光澤度、耐高溫黃變性等性能略優于水性雙組分醚類FEVE氟樹脂。水性醚類FEVE氟樹脂涂料氟含量、耐候性、物理機械性能、耐堿性、涂料適用期等方面有更優秀表現，作為涂料用樹脂，綜合性能十分均衡。
水性含氟丙烯酸樹脂C-F鍵在側鏈，樹脂骨架以丙烯酸單體為主，結構帶來的綜合理化性能與水性醚類FEVE氟樹脂有較大差距。由于水性含氟丙烯酸樹脂氟含量約6-10%，不能滿足工業領域相關技術標準氟含量18%要求，這也限制此類樹脂在工業防腐領域應用。
3.1常溫固化水性醚類FEVE氟涂料性能及應用
水性醚類雙組分FEVE氟樹脂具有同類溶劑型氟樹脂結構，樹脂氟含量滿足國內各行業制定技術標準和規范。在涂料配方設計及配套方案合理情況下，涂層綜合理化性能基本達到溶劑型涂料水平，滿足工業鋼結構、混凝土道橋等工程防腐防護需要。
3.2水性醚類FEVE氟樹脂烘漆性能及應用
目前，工業鋁單板涂料市場對水性FEVE氟樹脂氨基烘漆有很高呼聲和需求。太陽能光伏背板涂料使用水性雙組分FEVE烘漆，國內部分企業在實驗室做了大量試驗開發工作，取得階段性進展。
水性FEVE氟樹脂高溫黃變性與同類溶劑型樹脂有明顯差距。因此，在水性FEVE氟樹脂烘漆工藝配方設計中，一定要考慮以下問題，一方面開發設計涂料配方要滿足相關技術標準對烘漆性能指標要求。另一方面，生產線烘烤工藝條件，尤其是烘烤溫度和時間，一定要在保證產品質量安全范圍內，防止產品在生產線流水作業中出現涂層黃變和發花現象。
3.2.1水性FEVE氟樹脂涂料黃變因素探討
實驗室測試結果表明：水性雙組分FEVE氟樹脂耐高溫黃變性能，都比同類溶劑型氟樹脂差。酯類溶劑型雙組分FEVE氟樹脂涂料在高于160℃，長時間烘烤時，涂層開始表現出明顯黃變傾向。醚類溶劑型FEVE氟樹脂涂料在230℃，長時間烘烤時，涂層仍表現出很好耐黃變性能。酯類水性雙組分FEVE氟樹脂涂料在100℃左右，長時間烘烤時，涂層逐漸開始有黃變傾向。醚類水性雙組分FEVE氟樹脂涂料在140℃以上，長時間烘烤時，涂層開始表現出黃變傾向。需要特別指出的是，水性醚類FEVE氟樹脂制備水性光伏背板涂料，在160℃短時間烘烤（3~8min）條件下，制備涂膜在滿足光伏背板涂層技術條件同時，也表現出良好耐高溫高濕黃變性能。水性FEVE氟樹脂烘漆建議安全烘烤溫度見表1。
表1 水性FEVE氟樹脂烘漆建議安全烘烤溫度
分析水性FEVE氟樹脂耐高溫黃變性能差的原因，去除結構設計中FEVE樹脂本身耐黃變性，在水性FEVE氟樹脂合成和涂料配方設計中有機胺中和劑和pH值調節劑引入，是導致樹脂耐黃變性能大大下降的主要原因。有機胺在水性樹脂合成和涂料制備中，是一類不可或缺的原料。FEVE氟樹脂對堿性物質非常敏感，尤其是有機胺化合物，在FEVE氟樹脂合成過程中，無論聚合前添加，還是聚合后添加，都會導致樹脂發生黃變現象，隨著堿類物質含量增加，樹脂黃變傾向加重。
3.2.2鋁單板水性FEVE氟涂料主要性能
國內鋁單板噴涂氟涂料普遍采用230℃高溫下烘烤才可熔融成膜的PVDF氟涂料，不僅浪費了較多電能，而且PVDF氟涂料無法獲得滿足客戶要求的各種色彩，其光澤較低，不能重涂實現修補，應用范圍受到限制。隨著新環保法規出臺，對于涂裝行業，迫切需要環保產品能適應涂裝線要求。作為環保型水性醚類FEVE氟涂料，實驗室測試理化性能滿足相關技術標準要求，在鋁合金建筑型材領域應用前景廣闊。
3.2.3光伏背板水性FEVE氟涂料主要性能
水性醚類FEVE氟涂料應用于太陽能光伏背板，制備涂層基礎機械理化性能和電性能滿足背板涂層技術要求。在實際測試應用中，存在和需要解決的技術問題主要有兩方面，一是涂層高溫高濕黃變；二是涂層在經PCT老化前后，涂層與PET附著力不發生變化，涂層EVA粘結強度在PCT老化前后僅允許輕微下降。
4 結語
為加快推動工業涂料水性化，各地政府陸續出臺一些鼓勵補貼政策，促進工業涂料水性化工藝設備改造和應用。隨著水性涂料性能不斷提升，尤其是綜合性能優異的水性醚類FEVE氟樹脂涂料開發成功，相信在未來的城市道橋、鋁單板、光伏背板等工業涂料應用領域，水性FEVE氟涂料有廣闊市場發展應用空間。
