水性苯丙防腐涂料的研究与改进

摘要

为了降低油性涂料中挥发性有机物向环境的释放，缓解空气污染问题，防腐涂料向着水性化方向发展。但钢铁材料防腐的水性漆，由于存在闪蚀、缩孔、乳化剂残留、屏蔽性能较差等问题而受到应用限制。本文通过调整苯丙乳液的交联体系、功能单体的种类和用量，以及加入防锈颜填料、水性环保缓蚀剂等方法，有效改善水性涂料的缺陷。所得清漆涂膜耐蒸馏水360h/15天起泡，720h/30天未生锈，耐盐水360h/15天未生锈。同时对比市售九种磷酸酯功能单体对涂料防腐性能的影响，选择了最佳的功能单体，并确定最佳用量。
　　1.乳液合成
　　(1)采用半连续种子乳液聚合工艺，以苯乙烯为主要硬单体、丙烯酸丁酯为主要软单体，以市售丙烯酸磷酸酯PP-70为附着力及抗腐蚀能力促进单体，双丙酮丙烯酰胺为交联单体，制备得到了稳定性良好的苯丙聚合物乳液。乳化剂选用反应型SE-10N/非离子型TX-30复配，质量比为2∶1，乳化剂总用量为全部单体质量的1.5％-1.8％（随功能单体用量增加而增加）。所得聚合物乳液的固含量约为40％、乳胶粒子粒径130nm左右，乳液通过3％氯化钙水溶液测试和2500r/min机械搅拌测试。
　　(2)调整固含量为40％时，乳液的稳定性优于45％和50％固含量的乳液，单体转化率高。引发剂为过硫酸铵APS，用量为总单体质量的0.3％，在80℃下热引发，所得乳液固含量接近理论值，转化率高，无单体气味。
　　2.涂料配制及性能测试
　　(1)确定消泡剂种类及用量为BYK-019与BKY-024复配，质量比2∶1，总用量为乳液质量的0.3％。所得漆膜无气泡，表面平滑无缩孔。
　　(2)选用市售环保水性闪锈抑制剂Halox-515。当用量为所用乳液的1.5％-2.5％时，喷漆后无闪蚀，漆膜平整均匀。
　　(3)控制单体和乳化剂种类用量，在相同合成工艺下，对比九种市售磷酸酯单体，确定磷酸酯PP-70与单体的相容性最好，所得乳液更为稳定，漆膜的附着力提高，配制得到的清漆涂料，各项耐介质性能优良。
　　(4)清漆涂膜耐介质性能测试结果:加入双丙酮丙烯酰胺和己二酸二酰肼，形成酮-肼交联体系，当二者质量比为0.5∶1时，PP-70磷酸酯用量为单体总质量的2％时，所得清漆涂料的各项性能最优:耐蒸馏水360h/15天起泡，720h/30天未生锈;耐盐水360h/15天未生锈;耐碱720h/30天未生锈未起泡。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 水性防腐涂料

1．1．1 聚酯和醇酸树脂体系

1．1．2 水性丙烯酸体系

1．1．3 水性聚氨酯体系

1．1．4 水性改性环氧体系

1．2 金属腐蚀机理及防护

1．2．1 阴极保护

1．2．2 阳极保护

1．2．3 加入缓蚀剂

1．2．4 施加涂层

1．3 苯丙乳液合成方法

1．3．1 乳液聚合工艺新技术及乳胶粒子结构设计

1．3．2 新型乳化剂体系

1．3．3 引入功能单体与交联体系

1．4 水性涂料的设计与配制

1．5 本论文的研究内容

第二章 水性苯丙磷酸酯乳液合成

2．1 实验方法

2．1．1 主要设备及仪器

2．1．2 实验所用药品及试剂

2．1．3 乳液合成方法

2．1．4 乳液性能测试方法及标准

2．2．实验结果与讨论

2．2．1 合成工艺对乳胶粒子的影响

2．2．2 引发体系对乳液性能的影响

2．2．3 固含量对乳液性能的影响

2．2．4 软硬单体种类及用量

2．2．5 乳化剂种类及用量

2．2．6 保护胶对乳液性能的影响

2．3 本章小结

第三章 水性金属防腐漆的配制及性能测试

3．1．实验方法

3．1．1 清漆配制方法

3．1．4 性能测试

3．2．实验结果与讨论

3．2．1 消泡剂种类及用量

3．2．2 缓蚀剂用量

3．2．3 成膜助剂用量

3．2．4 清漆耐介质性能测试结果

3．2．5 钛白色漆的配制及性能测试

3．2．6 氧化铁红色漆的配制及性能测试

3．3 本章小结

第四章 官能团单体及交联单体对防腐性能影响测试

4．1．交联体系

4．1．1 有机硅交联体系

4．1．2 环氧交联体系

4．1．3 酮肼交联体系

4．2．磷酸酯单体种类及用量

4．2．1 不同磷酸酯单体对乳液性能影响

4．2．2 磷酸酯单体对涂料性能影响

4．3 本章小结

结论

参考文献

致谢

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