1.1含氟树脂概述
自1963年聚偏氟乙烯（PVDF）涂料成功地应用在建筑业，涂覆于装饰板材上以来。
氟树脂涂料已经走过了近40年的发展历程，氟树脂涂料以其独特的性能经受住了历史的考验。
目前国际上形成了三种不同用途的氟树脂与氟涂料行业，第一种是以美国阿托—菲纳公司生产的PVDF树脂为主要成分的外墙高耐候性氟树脂涂料、具有超强耐候性；第二种是以美国杜邦公司为代表的特氟龙不粘涂料。
主要用于不粘锅、不粘餐具及不粘模具等方面；第三种是以日本旭硝子为代表的室外常温固化氟树脂涂料，主要应用于桥梁、电视塔等难以经常施工的塔架防腐等[1]。
1.2含氟树脂的结构特点及性能
1.2.1氟树脂的结构特点
常温固化氟树脂的结构如图1.1所示, 在FEVE的分子结构中, 作为主要的单体三氟氯乙烯, 由于前述氟原子的特性, 在空间结构和化学上, 氟烯烃单元保护了不很稳定的乙烯基醚单元, 使其难以受氧化侵蚀, 提高了树脂的耐候性和耐化学腐蚀性,并为树脂提供了必要的硬度。
环己基的引人, 则赋予了树脂刚性和透明性, 其侧链的大环降低了树脂的结晶性, 使其可以在常温下溶于大多数有机溶剂。
烷基的引人给树脂提供了较好的挠曲性能, 增加了树脂的柔韧性能。
经烷基的引人则给树脂带来了固化点, 使树脂能在常温下与异氛酸醋交联固化, 高温下与三聚氰胺树脂交联固化, 使树脂具有从室温到高温广阔温度范围内固化的性能, 应用范围大为扩展。
而侧链上梭基的引人, 则提高了树脂对颜料的润湿性, 加强了树脂与固化剂、有机颜料的相溶性。
C-F键能高达486KJ/mol,因此分子结构稳定, 很难被热、光以及其它化学因素破坏。
在同一分子中未成键原子之间存在着一种较弱的范德华力。
2个氟原子的范德华半径之和为0.27nm,两个氟原子正好把C-C之间的空隙填满, 保护了碳碳键, 使氟碳树脂相当稳定。
1.2.2氟树脂的性能
氟树脂具有优异的耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性、耐热性、耐化学品性、斥水斥油性、绝缘性及低摩擦系数, 其原因是由于氟原子电负性高, 原子半径小, 与碳形成的C-F键极短, 相邻氟原子相互排斥, 使含氟烷烃中氟原子呈螺线形分布, 碳链周围被一系列带负电性的氟原子所包围, 形成屏蔽层。
X=F,CF 3,Cl ; R 1,R 2=烷基；R 3,R 4=烷基乙烯基醚
图1.1 常温固化氟树脂分子结构
1.3聚氨酯树脂概述
1937年，德国化学家Otto Bayer 及其同事用二或多异氰酸酯和多羟基化合物通过聚合加成反应线型、支化和交联型-聚合物，即聚氨酯，标志着聚氨酯的开发成功。
其后的技术进步和产业化促进了聚氨酯科学和技术的快速发展。
最初使用的是芳香族多异氰酸酯（甲苯二异氰酸酯），60年代以来，又陆续开发出了脂肪族多异氰酸酯。
聚氨酯树脂在涂料、黏合剂及弹性体行业取得了广泛、重要的应用。
据有关文献的报道，在全球聚氨酯产品的消耗总量中，北美洲和欧洲占到70%左右，美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5kg ，西欧约4.5kg 。
而我国的消费水平还很低，年人均不足0.5kg ,具有极大发展空间。
1.4聚氨酯树脂的结构和性能
1.4.1聚氨酯的结构
聚氨酯大分子主链上含有许多氨基甲酸酯基（O HN O ）。
它由（二或多）异氰酸酯、二（或多）元醇与二（或多）元胺通过逐步聚合反应生成，
除了氨基甲酸酯基（简称为氨酯基，NH O O
）外，大分子链上还往往含有醚基（—O —）、酯基（O O ）、脲基（NH C NH O ）、
酰胺基（NH C O ）等基团，因此大分子间很容易生成氢键。
1.4.2聚氨酯的性能
由于聚氨酯分子结构中存在大量的极性键合，以及分子间稳定的氢键，因此使聚氨酯涂料具有许多优异的性能，尤其是物理机械性能好，涂膜坚硬，柔韧、光亮、丰满、耐磨、附着力强，优良的耐高、低温性能，耐腐蚀性优异，良好的电性能，施工不受季节限制，与多种合成树脂混溶性优良，可制备各种性能不同的涂料产品等。
因此聚氨酯涂料用途非常广泛，目前各产业部门都有其应用领域
1.5含氟聚氨酯的性能
含氟聚氨酯以其独有的性能,受到广泛的关注。
由于氟原子的引入,使其具备其它聚氨酯无与比拟的优异性质,成为聚氨酯家族中的重要一员。
氟原子半径小、电负性强、碳氟键键能高(高达48516kJ / mol ) ,因此赋予了聚氨酯材料极好的耐紫外线和核辐射性、柔韧性,优良耐磨性,低表面能,高抗张强度,高电阻率和高耐候性等性能。
这些高性能使聚氨酯材料的应用领域很广,既可作为弹性体、又可作为粘接剂或涂料,其主要性能表现为超低表面能、化学稳定、防油防水及低介电性质等。
1.6含氟聚氨酯的应用研究
（1） 含氟聚氨酯在涂料方面的应用
含氟聚氨酯涂料致密的分子结构决定了其涂膜坚硬低、涂膜手感光滑,且由
于含氟聚氨酯中氟原子会跃迁到膜表面,因此耐沾污性好,尤其是与聚氨酯漆和热塑性丙烯酸树脂漆相比较,其涂膜上的附着物更易于用水冲洗掉或用稀释剂
揩净。
由于含氟聚氨酯涂料具有耐候性、耐化学药品性、高耐腐蚀性和高装饰性等优异性能,这是其他涂料无法比拟的。
（2）含氟聚氨酯在航天领域应用
含氟聚氨酯分子中,卤素含量高,使其具有自熄性,且其氟原子半径小,排列起来可把碳链包住,使其具有良好的化学惰性,故含氟聚氨酯具有液氧相容性,是很好的低温密封材料。
由于含氟聚氨酯对铝、镁合金具有优异的附着力,耐候性好,柔韧性好,硬度高,动摩擦系数小,耐低温( - 40 ℃以下性能良好) ,耐雨蚀,且可常温施工,故为飞机蒙皮漆的理想品种,也可用于飞机内舱及管道。
此外,含氟聚氨酯还可以作为吸波涂层的树脂基料,可以用作耐低温涂料、胶粘剂、弹性体和复合材料等航天材料。
（3）含氟聚氨酯在医用制品中的应用
以含氟异氰酸酯和聚醚二醇以及小分子二醇合成的含氟聚氨酯可以作为高性能的防血栓弹性体。
含氟聚氨酯具有耐油性,不会在体内吸收脂类物质,且其表面能低,在热加工或成膜的过程中可富集材料表面,从而达到防止氧化介质和水介质对本体材料降解的目的。
由于含氟聚氨酯具备以上这些优点,使其在生物医用材料方面成为了一种新型材料。