2.1.3 复配乳液的筛选
结合本防锈底漆的特点，乳液的选用需要考虑涂膜防锈性能和拉伸性能的均衡，由于上述3 款防锈乳液虽然有一定的防锈能力，但是其玻璃化温度和最低成膜温度较高，不能单独满足防锈底漆在拉伸方面的要求，所以采用乳液复配的方法来解决这一矛盾。根据上述研究，采用BLJ-6601 乳液和LWJ-8068 乳液进行复配，暂以填料替代防锈颜料，按照GB/T1771—2007 进行耐盐雾性能测试，按照JG/T 375—2012 测试无处理拉伸强度和无处理断裂伸长率，结果见表5 和图1。
BLJ-6601 防锈乳液中引进了丙烯酸磷酸酯单体，赋予了涂层的缓蚀作用中国机械网okmao.com。丙烯酸磷酸酯是一种磷酸的单酯、双酯及磷酸的混合物，单酯、双酯、磷酸酯中的磷羟基对金属表面有较强的配位螯合作用，与多价金属离子反应形成络合物，以共价链的形式把聚合物牢固地链接到金属基材上；和金属材料之间通过配位或螯合形成致密的磷酸盐保护膜，使金属表面钝化，防止水分或其他盐离子与金属接触，具有良好的防锈效果。高极性的磷酸酯基团提高了涂膜的整体极性，极性基团与极性基材之间由于化学键范德华力或氢键的作用，产生较强的附着力，增加了涂层对基层的附着力。
由表5 和图1 可以看出，BLJ-6601 与弹性乳液LWJ-8068 复配后，提高了防锈底漆弹性性能，尤其是断裂伸长率有明显的改善，但对防锈底漆的防锈性能影响较大。考虑考本防锈底漆中防锈乳液只是提高防锈底漆防锈性能的途径之一，更大程度上需要防锈颜料来提供防锈底漆的防锈功能，所以本试验以考察防锈底漆的弹性性能为主，防锈性能适当参考。当m（BLJ-6650）∶m（LWJ-8068）在（2∶8）~（4∶6）范围内防锈底漆都有较好的弹性。
2.2 防锈颜料的选择及对防锈底漆性能的影响
一般认为，金属锈蚀是由于金属与周围的环境物质相互间发生了某种反应而逐渐遭到破坏（或变质）的过程，虽然这种过程某些时候仅仅是单纯的化学反应过程或者金属物理变化过程或者是2 种反应的共生共存，但绝大数情况下，这种反应属于电化学反应。所以，以防锈颜料为主要防锈功能材料、辅以防锈乳液制备防锈涂料是目前防锈效果最好、性价比最高的技术路线之一。
常用的防锈颜料有红丹、锌铬黄、磷酸锌、铬酸盐类、磷酸铝等。由于红丹、锌铬黄、铬酸盐类防锈颜料多为彩色，不适合用于本产品中。本文重点考察了磷酸锌、改性三聚磷酸铝在本产品中的使用。
2.2.1 防锈颜料对防锈底漆防锈性能的影响
按照基础配方和制备工艺，其中复配乳液m（BLJ-6601）∶m（LWJ-8068）=2∶8，改性三聚磷酸铝和磷酸锌质量比为1∶1.5，并保持涂料PVC 不变，制备不同防锈颜料用量的底漆，按照GB/T 1771—2007 进行耐盐雾性试验，结果见表6。
磷酸锌是一种水合物，具有生成碱式络合物的能力，此络合物可以作用于防锈底漆中的极性基团，如羟基、羧基等，进一步络合生成交联络合物，可以增强漆膜的耐水性和附着力；而其防锈机理是在基层的金属表面和Fe3+形成附着牢固的络合物Fe[Zn3 （ PO4）3]沉淀层而抑制阳极反应。三聚磷酸铝为白色颜料，它的主要成分是三聚磷酸二氢铝（AlH2P3O10·2H2O），是一种固体酸，三聚磷酸铝可被渗进涂膜中的水溶解，按式（1）所示的形式解离：
这种三聚磷酸盐离子（P3O105-）与腐蚀期间形成的三价铁反应，形成一种主要由三聚磷酸铁组成的保护膜，这种保护膜不溶于水，硬度高，结合牢因而附着力好。另外，由于三聚磷酸铝是缩合型的，在水溶液中可以解聚，形成从焦磷酸盐到正磷酸盐这些低分子化合物，这样形成的新活性基可再与涂层表面形成极好的保护膜。所以，三聚磷酸铝具有双重防锈机理。但由于酸性、水溶解度等原因，单独使用其作防锈颜料时会破坏防锈底漆的稳定性，所以不适合直接使用，须加以改性。通过利用改性物与三聚磷酸铝之间的化学反应，改变三聚磷酸铝的某些物理化学性质，如获得适宜的溶解性、分散性等，才能作为一种实际可以使用的活性防锈颜料。目前，多以氧化锌为主体进行改性。但是由于氧化锌离子性较强，常常使得乳胶涂料絮凝增稠，本研究使用的三聚磷酸铝通过含钼化合物改性而成，避免了这个弊病。
从表6 可以看出，防锈颜料用量和防锈底漆的耐盐雾性能相关度明显，当防锈颜料用量达到25 质量份时，防锈底漆的耐盐雾性能达到设计指标，说明防锈颜料的使用对耐盐雾性能有着最直接的影响。
2.2.2 防锈颜料对防锈底漆其他性能的影响
按照基础配方和制备工艺，其中m（BLJ-6601）∶m（LWJ-8068）=2∶8，改性三聚磷酸铝和磷酸锌的质量比为1∶1.5，并保持防锈底漆PVC 不变，制备不同防锈颜料用量的防锈底漆，按照JG/T 375—2012 测试防锈底漆的无处理拉伸强度和无处理断裂伸长率，结果见图2。
图2 防锈颜料用量对防锈底漆弹性的影响
由图2 可以看出，随着防锈颜料用量的增加，防锈底漆的拉伸强度不断提高而断裂伸长率不断减小。这是由于防锈颜料中的磷酸锌部分可以水解生成氢氧化锌及二代磷酸盐离子，而这些产物又可以聚集成阻蚀络合物，这使得防锈底漆的拉伸强度提高，而断裂伸长率减小。综合考虑经济性，防锈颜料的质量份取25~35 较为适合。
3 防锈底漆配方的确定及性能测试
3.1 防锈底漆配方的确定及制备
根据基础配方，经过上述试验对重点原材料的筛选，最终确定本防锈底漆的参考配方如表7 所示，并按1.3.2 的工艺制备防锈底漆。
3.2 防锈底漆的性能指标及测试结果
金属屋面丙烯酸高弹防水涂料配套的防锈底漆施工于金属屋面，不但有防腐防锈的要求，而且持续经受严寒酷暑、风雨冰雪等严苛的使用环境，且金属屋面热胀冷缩变形大，所以除了基本的防腐防锈功能外，还需要有很好的附着力、耐候性、拉伸变形性能等。目前尚无金属屋面丙烯酸高弹防水涂料专用防锈底漆的国家、行业、地区标准，为了本防锈底漆能够做到有标可依、按标生产，课题组根据应用实践，结合相关标准，制定了全部项目的性能指标。测试方法及性能测试结果如表8 所示。
从表8 可以看出，本防锈底漆的性能良好，完全满足设计指标。
课题组还对金属屋面丙烯酸高弹防水涂料涂覆彩钢板的耐盐雾、耐酸进行了对比试验，结果如图3、图4 所示，图中左侧试板均为涂覆了1 道本防锈底漆和1 道面涂，右侧试件仅仅涂覆了2 道面涂。
由图3、图4 可以看出，本防锈底漆耐盐雾性和耐酸性非常好，可以在实践中很好地减缓金属屋面遭遇盐雾、酸雨等侵蚀，延长建筑物的使用寿命。
4 结语
通过考察乳液和防锈颜料的种类和用量配比，制备出3 种金属屋面丙烯酸高弹防水涂料专用防锈底漆，通过试验发现，采用磷酸酯乳化剂、反应型乳化剂和磷酸酯特种功能单体聚合而成防锈乳液和丙烯酸乳液复配，当m（BLJ-6650）∶m（LWJ-8068）为（2∶8）~（4∶6）时；改性三聚磷酸铝和磷酸锌的质量为1∶1.5 且质量份为25~35 时，制得的防锈底漆耐盐雾性能好，弹性适中，各项性能均达到设计指标。
