根据水性氟碳涂料的成膜机理、配方体系及交联方式。其主要类型及在耐候性方面的具体表现如下:
一、热塑性水性氟碳涂料
耐候性表现
核心特点:以聚偏氟乙烯(PVDF)或氟烯烃共聚物为基料,不含交联剂,靠溶剂挥发成膜。
优势:
氟碳键(C-F)含量高(通常≥50%),天生抗紫外线(UV)能力强,可抵御波长200-400nm的紫外线破坏,延缓涂层老化。
短期耐候性优异,在户外环境中,初期(1-3年)涂膜颜色保持率≥90%,表面无明显粉化、开裂。
局限性:
无交联结构,长期(5年以上)受紫外线、湿热、盐雾等综合作用时,涂层易出现轻微粉化、光泽下降(光泽保持率降至60%-70%),但较普通丙烯酸涂料仍优3-5倍。
典型应用:对耐候性要求中等的建筑外墙、金属幕墙(非严苛环境)。
二、热固性水性氟碳涂料
耐候性表现
通过羟基(-OH)、羧基(-COOH)等基团与固化剂(如水性异氰酸酯、氨基树脂)发生交联反应成膜,形成三维网状结构。
优势:
交联密度高:固化后涂层硬度(≥2H)、耐化学性及耐候性显著提升,尤其羟基型氟碳涂料,交联后可抵抗气候(如强紫外线、酸雨、高温高湿)。
长期耐候性:经人工加速老化测试(如QUV-A5000h),色差ΔE≤3,粉化等级0级(ISO2812),自然曝晒10年以上仍保持良好附着力和外观。
耐候机制:氟碳链段包裹在涂层表面,形成“屏蔽层”,减少紫外线对树脂主链的直接攻击,同时交联结构抑制分子链断裂。
局限性:施工需严格控制固化条件(温度、湿度),否则交联不会影响耐候性。
典型应用:高耐候需求场景,如桥梁、海洋工程、高层建筑、风电设备。
三、自交联型水性氟碳涂料
耐候性表现
含自交联官能团(如酮肼、环氧基团),无需外加固化剂,常温下通过水分挥发触发交联反应。
优势:
施工便利性与耐候性平衡:交联程度低于热固性,但优于热塑性,耐候性介于两者之间。
耐UV老化能力优于普通水性丙烯酸涂料,人工老化1000h后光泽保持率≥80%,色差ΔE≤5。
局限性:交联反应较慢(固化需7-14天),低温环境下交联不充分会导致耐候性下降。
典型应用:对施工便捷性要求高的场景,如旧建筑翻新、钢结构防腐(中等腐蚀环境)。
四、纳米改性水性氟碳涂料
耐候性表现
在基础配方中添加纳米级二氧化钛(TiO?)、氧化锌(ZnO)或石墨烯等填料。
优势:
纳米粒子协同增效:纳米TiO?可散射紫外线,减少涂层吸收能量;石墨烯增强涂层致密性,阻碍水汽、氧气渗透,延缓老化。
耐候性较普通型提升20%-30%,人工加速老化2000h后,粉化、开裂现象显著减少,色差ΔE≤4。
局限性:纳米粒子分散性要求高,工艺不当易团聚,反而降低性能。
典型应用:超耐候需求场景,如沿海高盐雾地区、高原强紫外线区域的建筑/工业设施。
五、水性氟碳-丙烯酸共聚涂料
耐候性表现
氟碳树脂与丙烯酸树脂共聚(氟含量20%-40%),平衡成本与性能。
优势:
耐候性优于纯丙烯酸涂料,略低于纯氟碳涂料,人工老化1500h后光泽保持率≥70%,适合中等耐候场景。
局限性:氟含量较低,长期户外(5年以上)易出现轻微失光、变色(ΔE≤6)。
典型应用:性价比导向场景,如普通建筑外墙、室内高耐擦洗墙面。
总结
耐候性:热固性水性氟碳涂料(尤其羟基型),适合严苛户外环境(如沿海、高原、工业污染区)。
中等耐候性:自交联型、纳米改性型,平衡施工与性能,适用于常规户外场景。
性价比之选:氟碳-丙烯酸共聚型,适合室内或轻度户外环境。
不同类型的耐候性差异本质上由氟含量、交联程度、配方助剂决定,需根据具体应用场景的气候条件(紫外线强度、湿度、污染物)选择合适类型。