近几年，国内水性FEVE氟树脂涂料技术研发及市场拓展应用明显提速。水性FEVE氟树脂涂料在工业领域应用研究，从最初的实验室理论研究，开发测试，已经发展到实际工业防腐工程应用。水性FEVE氟涂料作为常温固化涂料替代同类溶剂型FEVE氟涂料，在国内一些标志性城市道桥混凝土和钢结构防腐防护工程中获得成功应用。水性FEVE氟涂料作为烘漆应用于铝单板、卷铝PVDF涂料罩面清漆、保温一体化板、太阳能光伏背板等工业应用领域，都取得不同进展。
1 水性FEVE氟树脂技术发展
可用于工业防腐领域的水性FEVE氟树脂类型，包括：水性单组分自交联FEVE氟树脂和水性双组分FEVE氟树脂。水性双组分FEVE氟树脂包括内乳化型和后乳化型水性FEVE氟树脂。与溶剂型FEVE氟树脂类似，根据主要共聚反应单体类型，水性双组分FEVE氟树脂又可分为酯类和醚类两类。
1.1水性单组分自交联FEVE氟树脂涂料发展应用
水性单组分自交联FEVE氟树脂结构中含有适量双丙酮丙烯酰胺功能单体，固化剂一般选用己二酸二酰肼，制备涂料在干燥过程中随着水挥发而发生化学反应固化成膜，涂层只是一定程度适度交联。水性单组分自交联FEVE氟树脂氟含量一般在8-13%左右，涂层硬度、耐擦洗、耐沾污等性能比单组分水性FEVE氟涂料有很大提高 。作为水性工业防腐涂料，水性单组分自交联FEVE氟涂料在耐水性、耐酸碱性，耐候性等性能方面还存在不足和缺陷，只能应用于工业轻防腐领域。水性单组分自交联FEVE氟涂料在硬度、耐沾污等方面有杰出表现，更适合应用于高端建筑内外墙涂料。
1.2水性双组分FEVE氟树脂涂料发展应用
根据树脂结构和合成工艺过程分析，水性双组分FEVE氟涂料在性能方面最接近溶剂型双组分FEVE氟涂料。内乳化型水性双组分FEVE氟树脂在树脂主链上引入聚氧乙烯基醚大分子乳化反应单体，实现了双组分FEVE氟树脂水性化，聚氧乙烯基醚大分子单体的引入，在一定程度上，降低了树脂氟含量，破坏了原有氟树脂交替排列性和规整性，使树脂耐水性、耐碱性等指标与同类溶剂型FEVE树脂相比仍存在较大差距。后乳化型水性双组分FEVE氟树脂在不破坏树脂原有结构基础上，实现了溶剂型FEVE树脂水性化，是目前最先进的一类水性FEVE树脂。
醚类水性双组分FEVE氟树脂涂料在耐高温高湿黄变、柔韧性、耐水、耐酸碱、耐候性等综合理化性能方面，远优于酯类水性双组分FEVE氟树脂涂料。本文主要研究后乳化型水性醚类FEVE氟树脂涂料技术和应用进展。
2 水性醚类双组分FEVE氟涂料配方设计
水性醚类FEVE氟树脂结构、生产工艺、乳液pH值等对涂料配方设计会产生直接且重大影响。在涂料配方设计中，通过考察树脂与固化剂和氨基树脂相容性、反应性等，先确定适合的水性醚类FEVE树脂生产工艺和配方。在选择各类助剂时，要考察每种助剂与树脂相容性、反应性、储存稳定性等因素。助溶剂、分散剂、中和剂等助剂及颜填料在使用前需测试其与-NCO基团反应性，避免使用带有反应性活性基团助剂，以减少配方副反应发生。建议助溶剂选择醚酯类、中和剂选择叔胺类、消泡剂选择含硅类、增稠剂选择聚氨酯类缔合型。
如果助剂选择不当，涂料在制漆过程中会发生反应、发泡、破乳，涂料储存短期胶化、颜料絮凝析出等异常和不稳定现象。
3 水性醚类FEVE氟涂料在工业领域应用
依据各项理化性能测试结果，水性醚类FEVE氟树脂涂料综合理化性能满足国内水性工业防腐市场需要。随着国内很多标志性重大工程防腐防护选用水性FEVE氟涂料，水性FEVE氟涂料开始被众多用户接受认可，市场用量逐年迅速增加。
另外，在对树脂氟含量要求较低的普通水性工业轻防腐领域，国内企业开发出水性双组分含氟丙烯酸树脂。因其具有较好的理化性能，是水性含氟树脂不可或缺组成部分。根据实验室测试结果，水性双组分含氟丙烯酸树脂涂膜硬度、光泽度、耐高温黄变性等性能略优于水性双组分醚类FEVE氟树脂。水性醚类FEVE氟树脂涂料氟含量、耐候性、物理机械性能、耐碱性、涂料适用期等方面有更优秀表现，作为涂料用树脂，综合性能十分均衡。
水性含氟丙烯酸树脂C-F键在侧链，树脂骨架以丙烯酸单体为主，结构带来的综合理化性能与水性醚类FEVE氟树脂有较大差距。由于水性含氟丙烯酸树脂氟含量约6-10%，不能满足工业领域相关技术标准氟含量18%要求，这也限制此类树脂在工业防腐领域应用。
3.1常温固化水性醚类FEVE氟涂料性能及应用
水性醚类双组分FEVE氟树脂具有同类溶剂型氟树脂结构，树脂氟含量满足国内各行业制定技术标准和规范。在涂料配方设计及配套方案合理情况下，涂层综合理化性能基本达到溶剂型涂料水平，满足工业钢结构、混凝土道桥等工程防腐防护需要。
3.2水性醚类FEVE氟树脂烘漆性能及应用
目前，工业铝单板涂料市场对水性FEVE氟树脂氨基烘漆有很高呼声和需求。太阳能光伏背板涂料使用水性双组分FEVE烘漆，国内部分企业在实验室做了大量试验开发工作，取得阶段性进展。
水性FEVE氟树脂高温黄变性与同类溶剂型树脂有明显差距。因此，在水性FEVE氟树脂烘漆工艺配方设计中，一定要考虑以下问题，一方面开发设计涂料配方要满足相关技术标准对烘漆性能指标要求。另一方面，生产线烘烤工艺条件，尤其是烘烤温度和时间，一定要在保证产品质量安全范围内，防止产品在生产线流水作业中出现涂层黄变和发花现象。
3.2.1水性FEVE氟树脂涂料黄变因素探讨
实验室测试结果表明：水性双组分FEVE氟树脂耐高温黄变性能，都比同类溶剂型氟树脂差。酯类溶剂型双组分FEVE氟树脂涂料在高于160℃，长时间烘烤时，涂层开始表现出明显黄变倾向。醚类溶剂型FEVE氟树脂涂料在230℃，长时间烘烤时，涂层仍表现出很好耐黄变性能。酯类水性双组分FEVE氟树脂涂料在100℃左右，长时间烘烤时，涂层逐渐开始有黄变倾向。醚类水性双组分FEVE氟树脂涂料在140℃以上，长时间烘烤时，涂层开始表现出黄变倾向。需要特别指出的是，水性醚类FEVE氟树脂制备水性光伏背板涂料，在160℃短时间烘烤（3~8min）条件下，制备涂膜在满足光伏背板涂层技术条件同时，也表现出良好耐高温高湿黄变性能。水性FEVE氟树脂烘漆建议安全烘烤温度见表1。
表1 水性FEVE氟树脂烘漆建议安全烘烤温度
分析水性FEVE氟树脂耐高温黄变性能差的原因，去除结构设计中FEVE树脂本身耐黄变性，在水性FEVE氟树脂合成和涂料配方设计中有机胺中和剂和pH值调节剂引入，是导致树脂耐黄变性能大大下降的主要原因。有机胺在水性树脂合成和涂料制备中，是一类不可或缺的原料。FEVE氟树脂对碱性物质非常敏感，尤其是有机胺化合物，在FEVE氟树脂合成过程中，无论聚合前添加，还是聚合后添加，都会导致树脂发生黄变现象，随着碱类物质含量增加，树脂黄变倾向加重。
3.2.2铝单板水性FEVE氟涂料主要性能
国内铝单板喷涂氟涂料普遍采用230℃高温下烘烤才可熔融成膜的PVDF氟涂料，不仅浪费了较多电能，而且PVDF氟涂料无法获得满足客户要求的各种色彩，其光泽较低，不能重涂实现修补，应用范围受到限制。随着新环保法规出台，对于涂装行业，迫切需要环保产品能适应涂装线要求。作为环保型水性醚类FEVE氟涂料，实验室测试理化性能满足相关技术标准要求，在铝合金建筑型材领域应用前景广阔。
3.2.3光伏背板水性FEVE氟涂料主要性能
水性醚类FEVE氟涂料应用于太阳能光伏背板，制备涂层基础机械理化性能和电性能满足背板涂层技术要求。在实际测试应用中，存在和需要解决的技术问题主要有两方面，一是涂层高温高湿黄变；二是涂层在经PCT老化前后，涂层与PET附着力不发生变化，涂层EVA粘结强度在PCT老化前后仅允许轻微下降。
4 结语
为加快推动工业涂料水性化，各地政府陆续出台一些鼓励补贴政策，促进工业涂料水性化工艺设备改造和应用。随着水性涂料性能不断提升，尤其是综合性能优异的水性醚类FEVE氟树脂涂料开发成功，相信在未来的城市道桥、铝单板、光伏背板等工业涂料应用领域，水性FEVE氟涂料有广阔市场发展应用空间。
