氟原子范德華半徑較小(0.135 nm)，與碳原子形成共價(jià)鍵時，鍵長短(0.1317 nm)、鍵能大 (485.7 kJ/mol)，電負(fù)性大（4.0)。由于氟原子核對其核外電子及成鍵電子云的束縛作用較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)相對對稱，分子是非極性的，氟的極化率小。同時氟原子在高聚物中所起到的高度屏蔽效應(yīng)和空間位阻作用，使其共聚物具有比普通非氟共聚物更高的化學(xué)惰性。因而決定含氟聚合物具有優(yōu)異的性能，如光電學(xué)（低折射率、高絕緣性和低介電常數(shù)）、化學(xué)穩(wěn)定性、特殊表面性能（耐水性、耐油性和耐沾污性）等。
氟含量情況分析
目前國內(nèi)市場上使用的溶劑型氟碳樹脂多是以CTFE(三氟氯乙烯）為主的產(chǎn)品，氟含量為19%? 28 %，變化范圍較大。氟樹脂是一種共聚物，組成是比較復(fù)雜的，不同氟化單體氟含量情況是不一樣 的，引進(jìn)的非氟共聚單體不一樣，對聚合物氟含量也有一定影響。由于氟樹脂涂料長期的保光性和保色性難以用短時間的人工試驗(yàn)方法（如QUV等）做出準(zhǔn)確判定，而在實(shí)際環(huán)境中曝哂時間又較長，因此對氟含量的規(guī)定是必要的，但氟含量的規(guī)定應(yīng)該和組成聯(lián)系在一起，而且要綜合考察氟涂料的相關(guān)性能。
不同氟單體及其氟含量
單體名稱
均聚物氟含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%
CH2=CF2（偏氟乙烯）
59.20
CH2=CHF（氟乙烯）
41.18
CF2=CFCl（三氟氯乙烯）
48.75
CF2=CF2（四氟乙烯）
75.60
CFH=CF2（三氟乙烯）
69.40
CF3—CF=CF2（六氟丙烯）
75.60
CF2=C(CF2H)—CF2H（六氟異丁烯）
69.40
CH3=C(CH3)—CO2—M*
33.81-60.58
含氟丙烯酸酯，其中M代表含有Fn和Cm的烷基基團(tuán)
其中n=3-17，m=1-10
由于氟單體均聚物很難做成常溫使用的氟涂料，需采用與非氟單體共聚制備含氟共聚物，因此氟含量都有不同程度地下降，引入非氟單體越多，下降越多；或者通過混拼的方式，也可以導(dǎo)致氟含量的下降，但要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行綜合考慮。從表中可以看出，在均聚物中，氟乙烯具有較低的氟含量，但其聚合物同樣具有氟材料各種優(yōu)異的光學(xué)、化學(xué)等穩(wěn)定性能。
對于全氟丙烯酸酯類共聚物而言，由于受價(jià)格和共聚條件等限制，一般引進(jìn)的氟單體的量很低，若按含氟單體的氟含量為50.55 %計(jì)算，引進(jìn)單體量為8 %，F(xiàn) %(理論）為4.044 % ，而實(shí)際測得共聚物的氟含量更低一些，為2.667 %。結(jié)論表明，盡管氟含量很低，但該種共聚物充分利用全氟烷基側(cè)鏈一(CF2)nCF3(n=2?11)取向朝外占據(jù)涂層與空氣界面，從而賦予聚合物優(yōu)異的斥水、斥油等表面特性，而且與氟烷基在表面分布的程度有關(guān)。
據(jù)介紹，日本道路協(xié)會涂料標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定氟含量為15 %以上，分科會各成員公司的氟含量都在20% 以上，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS)規(guī)定氟含量標(biāo)準(zhǔn)：溶劑可溶物的氟元素的含量在15 %以上。我國參照上述標(biāo)準(zhǔn)，在《交聯(lián)型氟樹脂涂料》（草)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定溶劑型雙組分交聯(lián)固化型樹脂A組分氟含量大于20 %，而單組分烘烤交聯(lián)型氟含量大于14 %。
FEVE樹脂與PVDF樹脂性能比較
PVDF使用時一般與丙烯酸樹脂混拼，其使用量大于70 % ，丙烯酸樹脂為30 % ，其商品名稱為 Kynar500，氟含量大于41.38 %，耐久性高達(dá)20年之久，而FEVE樹脂的氟含量很低，耐久性與Kynar 500相比是有差距的，一般達(dá)到10~15年。這種現(xiàn)象歸因于FEVE樹脂在經(jīng)歷長時間的戶外曝哂之后非氟單體鏈段降解導(dǎo)致。可見，氟含量是影響FEVE樹脂性能的一個重要因素，但聚合物中氟單體鏈段不能提供足夠的遮蔽保護(hù)。
溶劑型氟樹脂涂料與性能之間的關(guān)系
選擇國內(nèi)溶劑型氟樹脂制備不同氟含量的白色、銀色等幾種色漆，在標(biāo)準(zhǔn)條件下用石棉水泥板制成測試
不同氟含量與漆膜性能之間的關(guān)系
F/%
顏色
QUV1000h，保光率/%
ΔE
耐化學(xué)腐蝕性（常溫7d）
耐溶劑性
5%H2SO4，5%NaOH
MEK擦拭
23
白色
64
1.1
+
+
光澤度輕微降低
23
白色
55
1.4
+
+
涂膜溶解，光澤降低
23
白色
63
1.1
+
+
光澤度輕微降低
19
白色
69
1.0
+
-
光澤度降低
27
銀色
74
0.5
+
-
光澤度降低
23
銀色
57
7.0
+
+
無異常
22
銀色
37
4.4
+
+
只有擦拭痕跡
19
銀色
32
4.0
+
-
光澤度降低
19
茶色
29
6.7
+
+
涂膜有一點(diǎn)溶解
27
綠色
14
5.8
+
-
只有擦拭痕跡
23
淺灰色
15
1.8
+
-
涂膜溶解，光澤降低
20
灰色
66
0.4
+
+
光澤度降低
注：+表示無異常，- 表示漆膜表面發(fā)生變化（光澤降低、變色或起泡）
所有樣品在耐5% H2SO4方面和多數(shù)樣品在耐5% NaOH方面，均表現(xiàn)出良好的特性，其中，少數(shù)樣品在耐5% NaOH方面表現(xiàn)較差。在進(jìn)行MEK擦拭試驗(yàn)吋，多數(shù)產(chǎn)品都表現(xiàn)出光澤度降低；在經(jīng)過1000h的老化試驗(yàn)后，樣品之間保光率的差距是非常大的。從表中數(shù)據(jù)看出，涂料性能的好壞并不完全取決于氟含量，還與含氟共聚物的分子結(jié)構(gòu)、色漆配方以及具體工藝過程等因素有直接的關(guān)系。
氟含量對氟涂料其他性能的影響
氟原子極性低，表面性質(zhì)光滑，具有不粘性及平滑性，保持含氟聚合物一定的氟含量能使氟涂料具有突出的抗污染特性、自潔性；由于氟原子的特殊物性常數(shù)及氟原子三維排列的螺旋結(jié)構(gòu)，含氟聚合物的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、抗光化學(xué)降解性等性能也十分突出。
但是過高的氟含量（如TFE共聚物）還會出現(xiàn)低黏附性、低反射率（光澤低）、低極性（溶解性差、 附著性降低、顏料相容性差）等負(fù)面影響。
氟含量是氟聚合物的一個重要指標(biāo)，對于不同類型聚合物，有不同的可比性，其高低對性能的影響也不一致，要區(qū)別對待。根據(jù)使用環(huán)境和性能要求，做到氟含量與性能之間的較佳平衡

2.2 背板應(yīng)用創(chuàng)新

一直以來，太陽能背板材料主流是以PET為基膜的多層高分子材料，PET 基膜作為應(yīng)用較廣的絕緣材料，以其優(yōu)異的性價(jià)比在背板材料中作為骨架支撐，發(fā)揮了重要的絕緣和阻隔作用。 PET 材料作為背面骨架由來已久，經(jīng)歷大量的研究改進(jìn)和戶外驗(yàn)證后，已經(jīng)形成了太陽背板專用基膜 PET 材料。當(dāng)然，研究者同時也提出了很多替代性材料，如業(yè)內(nèi) CSI、Trina 等接到反饋，某國外背板企業(yè)提出并實(shí)施用尼龍（PA）材料作為背板主體，但經(jīng)過戶外實(shí)踐發(fā)現(xiàn)其具有開裂、發(fā)霉、組件發(fā)電可靠性等一系列外觀和性能問題，這一過渡創(chuàng)新也讓行業(yè)企業(yè)付出了巨大的代價(jià)，同時該背板企業(yè)及采用類似技術(shù)的企業(yè)也隨之走入了窘境。 當(dāng)然，創(chuàng)新和顛覆在太陽能光伏領(lǐng)域一直上演，很多創(chuàng)新都帶來積極的價(jià)值，特別是改良型創(chuàng)新。隨著電池效率的不斷提升和光伏應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，光伏組件封裝方式需根據(jù)電池的設(shè)計(jì)和光伏應(yīng)用領(lǐng)域的需求進(jìn)行創(chuàng)新，隨之而來的各類功能型背板、IBC 背板、雙面發(fā)電背板等創(chuàng)新背板產(chǎn)品大量涌現(xiàn)，如使用玻璃作為背板和高分子柔性涂氟透明背板的雙面透光組件在建筑幕墻、農(nóng)業(yè)大棚等領(lǐng)域得以應(yīng)用。在以玻璃為背板的非透光雙玻組件中，創(chuàng)新地應(yīng)用了白色 EVA 等封裝材料。以玻璃背板 白色EVA 組合替代高分子柔性白色背板，其白色 EVA 的耐候性和材料自身與組合的可靠性還需大量驗(yàn)證，同時因其組合材料成本低，也給傳統(tǒng)封裝方式的材料帶來了巨大的挑戰(zhàn)。因而，氟碳涂料涂氟型背板在與傳統(tǒng)復(fù)合型背板競爭的同時，需不斷提高自身功能性，以應(yīng)對創(chuàng)新型背板材料的競爭。



氟碳涂料是以氟樹脂為成膜物質(zhì)的涂料，由于在氟樹脂大分子鏈中F-C鍵的存在，使得用氟樹脂為基料配成的氟樹脂涂料具有許多優(yōu)異的性能，如超耐氣候老化性、超耐化學(xué)腐蝕性等。其穩(wěn)定性比市面上流行的聚氨酯、有機(jī)硅、丙烯酸樹脂涂料優(yōu)越，在許多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

氟碳涂料形成的涂層通常有以下優(yōu)點(diǎn)：
·不粘性能或防粘性能，易清洗；
·表面張力小，自潤滑性能與低摩擦性能優(yōu)異；
·憎油憎水性能，不污染設(shè)備內(nèi)的物料等；
·涂層衛(wèi)生，耐溫性好；
·化學(xué)穩(wěn)定性高，耐候性能、介電性能和耐熱性能突出。

當(dāng)然，由于氟樹脂以及氟碳涂料的品種多樣性，造成不同類型的氟碳涂料形成的涂層在性能上各有不同側(cè)重點(diǎn)。

二、氟碳涂料的類型有哪些？

1、 從狀態(tài)來分，有液體狀的和粉末狀的，其中液體狀的又分為溶劑型（油性）和水性（水分散型）的；

2、 從成膜基料氟樹脂的類型來分，有以下幾種：

①、PTFE型

PTFE型即聚四氟乙烯型，也常衩稱為“鐵氟龍、特氟龍、teflon、特氟隆”，有液體分散體型的，也有粉末型的。一般被用作不粘涂層或易清潔涂料，表面自清潔性非常好，粘附的污物容易清洗。涂層抗酸抗堿、耐各種有機(jī)溶劑、耐高溫、摩擦系數(shù)非常低，主要用于炊具（如不粘鍋）、化工操作設(shè)備內(nèi)壁、電熨斗等。

這類涂料涂于工件表面后，通常需要300℃以上高溫熔融燒結(jié)成膜。

②、PVDF型

主要成膜樹脂為聚偏氟乙烯樹脂+熱塑性丙烯酸樹脂，有液體分散體型的，也有粉末型的。該類涂料具有超強(qiáng)耐候性，具體表現(xiàn)壽命長、不褪色、無污染和耐老化等。較常用于建筑外裝飾鋁幕墻板和鋁型材。

這類涂料涂于工件表面后，通常需要230℃以上高溫?zé)崛鄢赡ぁＫ砸脖环Q為熱熔型氟樹脂(PVDF)涂料，目前有相關(guān)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T3793—2005。

③、FEVE型

目前市場上的液體狀的FEVE型氟碳涂料從成膜氟樹脂上主要有兩類，一類為三氟氯乙烯和烷基乙烯基醚（酯）的共聚物（常被稱為：三氟型）；另一關(guān)為四氟乙烯/乙烯基單體的共聚物（常被稱為：四氟型）。這兩種氟樹脂分子鏈上都含在羥基，可用異氰酸酯或氨基與羥基反應(yīng)而交聯(lián)固化。如采用非封閉異氰酸酯作為固化劑則可常溫交聯(lián)固化，可用于重防腐領(lǐng)域，在鋼結(jié)構(gòu)、橋梁防腐方面應(yīng)用較為廣泛，是目前防腐涂料中高檔涂料產(chǎn)品，也可用于建筑外墻等。而若采用封閉異氰酸酯或氨基固化劑則需烘烤固化型的氟碳涂料。目前有相關(guān)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《HG/T3792-2014交聯(lián)型氟樹脂涂料》。



氟碳彩鋼板基板類型(鍍層種類】和鍍層重量主要依據(jù)用途、環(huán)境腐蝕性、使用壽命和耐久性等因素進(jìn)行選擇。防腐是彩涂板的主要功能之一,鍍層種類和鍍層重量是影響彩涂板耐腐蝕性的主要因素。由于建筑用彩涂板通常直接暴露在大氣環(huán)境中,因此通常選擇耐腐蝕性好、鍍層厚的熱鍍鋅板和熱鍍鋁鋅板等基板。另外,不同種類鍍層的耐腐蝕性也不同,例如,在相同鍍層厚度的情況下,熱鍍鋁鋅鍍層的耐腐蝕性高于熱鍍鋅鍍層。此外,耐腐蝕性通常隨鍍層重量的增加而提高,因此可以通過使用耐腐蝕性高的基板和/或增加鍍層重量的方法提高彩涂板的耐腐蝕性。例如在工業(yè)污染嚴(yán)重和沿海潮濕地區(qū),通常使用140/140的熱鍍鋅板或75/75的熱鍍鋁鋅板不同鍍層種類鋼板的切邊耐腐蝕性存在差異,這一點(diǎn)也應(yīng)引起注意。除此之外,使用壽命、耐久性也是選材時不可忽視的重要因素,如要求使用壽命長、耐久性高時,應(yīng)選用耐腐蝕性好或鍍層重量大的基板正面涂層性能的選擇正面涂層性能的選擇主要指涂料種類、涂層厚度、涂層色差
涂層光澤、涂層硬度、涂層柔韌性/附著力、涂層耐久性和其他性能的選擇。

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