水基环氧改性丙烯酸酯防锈涂料的制备及性能研究

论文摘要

丙烯酸酯乳液具有良好的粘附性和耐腐蚀性,已成为涂料领域中的重要种类。本文采用种子预乳化工艺制备具有互穿网络结构的环氧改性丙烯酸酯乳液,将乳液、颜填料和助剂复配为水基防锈涂料,并对乳液及涂料进行了测试和表征。通过乳液基本性能测试及正交实验,确定了乳液的优化配方及工艺参数:软硬单体质量比为3:4、复合型乳化剂中阴、非离子乳化剂质量比为4:1、乳化剂用量占单体2%、引发剂用量占单体0.4%、温度83℃、搅拌速度270 r/min。对优化条件下制备的乳液进行了表征。热失重表明乳液最大失重速率点温度178℃,乳液热稳定性良好;透射电镜表明乳液粒径分布的范围在125nm~155nm间,呈理想的核壳结构。通过涂层性能测试及优化实验,确定了环氧改性丙烯酸酯乳液作为成膜物的水基防锈涂料配方:乳液45g、氧化铁12.5g、滑石粉11.5g、磷酸锌10g、氧化锌8g、四盐基锌黄3g、润湿剂3g、分散剂1.1g、消泡剂0.3g。优选配方制备的涂层性能测试结果表明涂层基本性能优良;在30%H2SO4溶液和10%NaOH溶液中浸泡超过2600h涂层表面无变化;盐雾试验喷雾970h未出现起泡、脱落、生锈等现象。表明采用种子预乳化工艺制备的具有互穿网络结构环氧改性丙烯酸酯乳液和水基防锈涂料性能优良。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 防锈涂料发展概况
• 1.2.1 国外防锈涂料研究现状
• 1.2.2 国内防锈涂料研究现状
• 1.3 防锈涂料作用机理
• 1.4 乳液聚合
• 1.4.1 乳液聚合原理
• 1.4.2 丙烯酸酯乳液
• 1.4.3 乳液聚合新技术
• 1.5 水基丙烯酸酯防锈涂料
• 1.6 本论文研究意义及内容
• 第2章 实验材料及方法
• 2.1 主要化学试剂和仪器设备
• 2.1.1 主要化学试剂
• 2.1.2 仪器和设备
• 2.2 环氧改性丙烯酸酯乳液合成工艺
• 2.3 水基防锈涂料
• 2.3.1 涂料的制备工艺
• 2.3.2 涂层制备工艺
• 2.4 测试及表征
• 2.4.1 环氧改性丙烯酸酯乳液测试及表征
• 2.4.2 防锈涂层测试及表征
• 第3章 环氧改性丙烯酸酯乳液合成与表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验基准配方
• 3.3 乳液配方
• 3.3.1 单体
• 3.3.2 乳化剂
• 3.3.3 其他条件
• 3.4 正交实验及结果
• 3.4.1 正交实验
• 3.4.2 测试
• 3.5 优化配方及工艺
• 3.6 乳液性能测试及结构表征
• 3.6.1 乳液常规性能测试
• 3.6.2 TG表征
• 3.6.3 SEM表征
• 3.6.4 TEM表征
• 3.7 本章小结
• 第4章 水基防锈涂料制备与测试
• 4.1 引言
• 4.2 实验基准配方
• 4.3 颜填料配方
• 4.3.1 氧化铁
• 4.3.2 滑石粉
• 4.3.3 磷酸锌
• 4.3.4 氧化锌
• 4.3.5 四盐基锌黄
• 4.3.6 颜填料配方
• 4.4 成膜物质量浓度
• 4.5 助剂
• 4.5.1 润湿剂
• 4.5.2 分散剂
• 4.5.3 消泡剂
• 4.6 优化实验及结果
• 4.6.1 优化实验
• 4.6.2 涂层基本性能测试
• 4.6.3 化学腐蚀性能测试
• 4.7 水基防锈涂料优化配方
• 4.8 水基防锈涂层性能测试
• 4.9 与现有防锈涂料的性能对比分析
• 4.10 防锈机理探讨
• 4.10.1 渗透型防锈机理
• 4.10.2 稳定型防锈机理
• 4.11 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢