环氧改性苯丙防锈乳液的合成与应用

论文摘要

金属腐蚀已带来严重的经济损失，成为全世界最大的资源浪费。目前抑制金属腐蚀最便捷、有效的方法是将防腐涂料对涂覆在金属表面进行保护。水性防腐涂料不但有助于抑制金属表面被腐蚀，且与溶剂型防锈涂料相比，具有运输过程更加安全，不含或含有少量溶剂，VOC释放量低，成本低等优点。因此，近年来水性防腐涂料逐渐成为各国学者的研究重点。本论文采用预乳化工艺，半连续种子聚合法，以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸(MAA)为共聚单体，引入环氧树脂及具有抗闪蚀功能的磷酸酯功能单体，制得防锈效果较好的水性环氧改性含磷苯丙防锈乳液。考察了聚合工艺、聚合温度、乳化剂种类、乳化剂用量、引发剂用量、软硬单体比、环氧树脂的用量及磷酸酯功能单体的用量对乳液及涂膜性能的影响。结果表明：当聚合温度为80℃，采用半连续种子乳液聚合工艺以及阴离子乳化体系，且乳化剂用量、引发剂用量、环氧树脂用量、磷酸酯单体用量分别为单体总量的1.5%、0.45%、7%、3%，硬软单体比为2.3:1时，可制得性能较好的水性环氧改性含磷苯丙防锈乳液。当乳液中环氧树脂与固化剂的质量比为4:1，且在35℃条件下，固化7天时，漆膜交联度较高，有较好的附着力及耐盐水性。以所制得的水性环氧改性含磷苯丙防锈乳液为基料，改性磷酸锌、三聚磷酸铝为防锈颜料，制备出一种性能较好的水性防锈漆。考察了乳液种类、颜料和填料的种类及用量、颜料体积浓度对涂膜性能的影响。研究表明：以改性磷酸锌/三聚磷酸铝为颜料，滑石粉为填料，颜料体积浓度为30%时，所制得的水性防锈涂料具有较好的防锈效果，耐盐水时间较长，且涂料的综合性能达到最佳。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究背景
• 1.2 水性防腐涂料的研究与进展
• 1.2.1 国外水性防腐涂料的研究与进展
• 1.2.2 国内水性防腐涂料的研究与进展
• 1.3 水性防腐涂料的主要种类及其优缺点
• 1.3.1 水性环氧涂料
• 1.3.2 水性无机富锌涂料
• 1.3.3 水性丙烯酸涂料
• 1.3.4 水性聚氨酯涂料
• 1.4 防锈颜料
• 1.4.1 物理防锈颜料
• 1.4.2 化学防锈颜料
• 1.4.3 综合型防锈颜料
• 1.5 防锈填料
• 1.6 本论文的设计思路、研究内容及关键技术
• 1.6.1 本论文的设计思路
• 1.6.2 本论文的研究内容
• 1.6.3 本论文的关键技术
• 第二章 环氧改性含磷丙烯酸酯乳液的合成
• 2.1 实验原料及药品
• 2.2 实验仪器与设备
• 2.3 乳液的制备
• 2.4 乳液的性能测试和表征
• 2.4.1 固含量
• 2.4.2 转化率的测定
• 2.4.3 凝胶率
• 2.4.4 乳液黏度的测定
• 2.4.5 漆膜吸水率的测定
• 2.4.6 耐水性
• 2.4.7 耐盐水性
• 2.4.8 耐闪蚀性
• 2.4.9 附着力
• 2.4.10 铅笔硬度
• 2.4.11 粒径及粒径分布分析
• 2.4.12 漆膜交联度的测定
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 聚合单体的选择
• 3.2 聚合工艺的选择
• 3.3 反应温度对乳液性能的影响
• 3.4 乳化剂对乳液性能的影响
• 3.4.1 乳化剂种类的选择
• 3.4.2 乳化剂用量的影响
• 3.4.2.1 乳化剂用量对乳液性能的影响
• 3.4.2.2 乳化剂用量对乳液粒径的影响
• 3.5 引发剂对乳液性能的影响
• 3.5.1 引发剂种类的选择
• 3.5.2 引发剂用量对乳液性能的影响
• 3.6 固化条件的选择
• 3.6.1 固化剂与乳液的配比
• 3.6.2 固化时间的选择
• 3.6.3 固化温度的选择
• 3.7 硬软单体比对乳液性能的影响
• 3.8 环氧树脂用量对乳液性能的影响
• 3.9 磷酸酯单体用量对乳液性能的影响
• 3.10 乳液粒径分析
• 3.11 自制乳液的综合性能
• 3.12 小结
• 第四章 水性防锈涂料的制备
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料
• 4.2.2 主要设备及仪器
• 4.2.3 生产工艺
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 基料体系的选择
• 4.3.2 防锈颜料、填料体系的选择
• 4.3.3 颜料体积浓度对漆膜性能的影响
• 4.3.4 自制防腐涂料配方及综合性能
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 硕士期间发表论文