水性金属防腐蚀涂料的研制及功能化

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1、摘要水性涂料具有安全环保的特点，被用于取代污染严重的溶剂型涂料，在许多领域都有着广泛的应用。在金属防腐蚀涂料领域，水性涂料的研制及应用还存在许多技术难题，其在金属表面的防腐蚀性能仍有待提高。本工作合成了符合金属防腐要求的底涂、面涂专用水性树脂，制备涂料并进行应用研究。1、以苯乙烯／丙烯酸丁酯为主要单体进行乳液聚合，并引入功能单体环氧树脂及磷酸酯，制备环氧树脂含量30％，磷酸酯1．2％的磷酸酯改性环氧改性苯丙(EPA)胶乳，作为涂料的成膜物质。该水性树脂中的环氧基团可以与固化剂反应形成交联结构，提高了水性涂料的附着力、耐介质、耐腐蚀等性能，固化剂的用量

2、可以按照机械力学性能的需要进行调节；磷酸酯功能基团与金属发生化学反应使水性涂料涂布在钢铁表面后具备抗闪锈性以及较好的干、湿附着力。2、对水性金属防腐涂料的成膜物质、固化剂、助剂、颜填料等进行对比试验，采用红外光谱、差热分析、动态热机械性能、耐盐水测试、干／湿附着力、耐水测试、偏光显微镜、耐盐雾测试等多种手段对涂层的防腐蚀性、物理机械性能等性能进行表征，通过电化学阻抗法研究EPA涂层的防腐蚀机理，表明含有磷酸三聚二氢铝的涂层具有较好的防腐蚀性能，颜填料体积浓度(PVC)对涂层的物理机械性能及防腐蚀性能影响也非常显著，本工作中PVC为42％时，三聚磷酸铝

3、体积占填料体积分数为20％时，EPA水性金属防腐蚀涂料耐盐雾600h，耐盐水30d，表现出最佳的防腐蚀性能和机械性能。3、以含氟单体与丙烯酸酯类单体共聚制备壳层含氟的苯丙胶乳，并制备水性金属防腐涂料，作为面涂与EPA底涂配套，解决了EPA单涂层体系耐沾污性、耐候性不佳问题。通过乳化剂的选择制备了稳定的含氟苯丙胶乳，氟单体主要富集在胶乳粒的壳层，通过透射电镜、动态光散射、热差扫描、红外光谱、气相色谱等方法进行研究。结果表明涂料稳定性好，单体残余少，制备的水性金属防腐蚀涂料环保且具有较好的耐沾污性和耐候性。关键词：水性金属防腐蚀涂料；环氧树脂；磷酸酯；氟

4、树脂；交流阻抗；耐盐雾AbstractWaterbornecorrosionprotectivecoatingshasbeendevelopedtoreplacethetraditionalsolvent—basedblackpaints，torealizethelowpollutionduringthepaintingprocessinmanyfields．Toimprovethecorrosionresistanceofwaterborncoating，wehaveprepdlatexforbasecoatingandtopcoating．1、W

5、ehaveprepdEpoxy-Phosphate-Styrene-Acryliclatexcontaining30％epoxyresinand1．2％phosphatewassynthesizedusingstyrene，butyl-acrylate，epoxyresinandphosphatefunctionalmonomerandemulsionpolymerization．Inthiscopolymer,epoxyresinpossessesexcellentanti—corrosionproperties，chemicalresistanc

6、eandstrongadhesiontomanymaterials，andcanbesolidified、析thavarietyofcuringagentsandhasflexibleformulationasrequired；ontheotherhand，phosphateprovidethebasecoatingwithgoodwet·adhensionandflashcorrosionresistanceonmetalsubstrate．2、Wealsocomparedtheeffectoffilm-formingmaterials，curin

7、gagents，pigmentsandadditivesonthepropertiesofthefinalcoating，determinedthefinalformulationsandsuccessfullypreparedwaterborneanti-corrosioncoatingwithexcellentintegrateproperties．Theintegratepropertiesofthecoating，suchasmechanicalandanti-corrosionproperties，werecharacterizedbyIR

8、spectroscopy,DSC，DMA，hardness，dr’y／wetadhension，waterr