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St/BA/AN水性防腐涂料的研制,合成了St/BA/AN水性乳液,并以该乳液为基料,配制了性能稳定、适应性好、无环境污染的水性防腐涂料,适用于各种金属构件的表面涂装
2019年11月12日    阅读量:1586     新闻来源:中网信息    |  投稿

 金属腐蚀导致的损失十分严重,特别是钢铁的防腐蚀日益引起国内外关注,而涂覆防锈涂料是防止钢铁腐蚀的主要方法之一。长期以来.钢铁表面防锈大多采用溶剂型防锈涂料。


该类涂料的最大缺点是污染环境、易燃、对人体有害、溶剂的价格昂贵中国建材网cnprofit.com。面对日益严格的环保要求及使用安全问题,水性涂料因其能够有效地克服溶剂型涂料价格高、污染大的缺点.逐渐成为涂料的主要发展方向。


研制水性防腐涂料的关键是研制适用于该涂料的乳液.而丙烯酸酷乳液具有耐热性、耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性、附着力高等优点川.因此它在水性涂料乳液的研制中得到广泛应用。本文从选择单体着手.用苯乙烯(St)、丙烯酸丁酷(BA)和丙烯睛(AN)作为合成乳液的主要单体来配制性能优良的水性防腐涂料。


1试验部分

1.1试验原料及配比

试验原料及配比如表1所列。

St/BA/AN水性防腐涂料的研制,合成了St/BA/AN水性乳液,并以该乳液为基料,配制了性能稳定、适应性好、无环境污染的水性防腐涂料,适用于各种金属构件的表面涂装 中网信息

1.2  St/BA/AN乳液聚合

1. 2. 1乳液合成工艺

    在三颈烧瓶中加入一定量的去离子水、复合乳化剂、缓冲剂.搅拌溶解均匀后.加温到70℃.然后加入全部交联单体.升温至83℃,保温10min后,再加入1/3引发剂、单体的混合物.反应30min后分别滴加余下的引发剂、单体的混合物,温度控制在78一83℃,1.5一2.5h滴完,在90℃左右保温1.5h,降温至40℃时,用氨水调pH至8一9,冷却,取乳液进行分析。

1.2.2乳液性能测试

    (1)固含量的测定。准确称取3g样品置于蒸发皿上,放入干燥箱中,在真空度为80 Pa.温度为105℃下烘干至恒重,然后准确称量干燥物的量。

    (2)转化率的测定。用沉淀法测定反应过程中不同时间的转化率,反应最终的转化率用下式计算:


St/BA/AN水性防腐涂料的研制,合成了St/BA/AN水性乳液,并以该乳液为基料,配制了性能稳定、适应性好、无环境污染的水性防腐涂料,适用于各种金属构件的表面涂装 中网信息

   (3)乳液粒径的测定。用英国制造的MALVERNMS2000型粒径分析测定仪测定。

(4)乳液的m度按GB 1723-93进行测定。

(5)涂膜的耐水、耐碱性按GB 1763-79进行测定。

    (6)玻璃化转变温度测试仪器:Dupont 2000型差示扫描量热仪。

1.2.3乳液主要性能指标

乳液主要性能指标如表2所列。

St/BA/AN水性防腐涂料的研制,合成了St/BA/AN水性乳液,并以该乳液为基料,配制了性能稳定、适应性好、无环境污染的水性防腐涂料,适用于各种金属构件的表面涂装 中网信息

1.3涂料的制备

1.3. 1配方

    涂料的配方如表3所列。

St/BA/AN水性防腐涂料的研制,合成了St/BA/AN水性乳液,并以该乳液为基料,配制了性能稳定、适应性好、无环境污染的水性防腐涂料,适用于各种金属构件的表面涂装 中网信息

1.3. 2制备

    将颜填料(氧化铁红、磷酸锌、锌黄、氧化锌、硫酸钡、滑石粉)、分散剂(六偏磷酸钠)、复合缓蚀剂、蒸馏水等混合均匀,在研钵中研磨至细度小于60um,制得色浆。然后将色浆、聚合物乳液、成膜助剂、增稠剂、消泡剂混合,通过高速搅拌分散均匀,经过滤即可出料。

2  St/BA/AN水性防腐涂料的性能指标

    采用50 mm x 120 mm x 0. 2 nmi的马口铁板,除去保护膜,进行表面清洗,将所制得的涂料涂覆在样板上,进行测试,结果如表4所列。

St/BA/AN水性防腐涂料的研制,合成了St/BA/AN水性乳液,并以该乳液为基料,配制了性能稳定、适应性好、无环境污染的水性防腐涂料,适用于各种金属构件的表面涂装 中网信息

    由表4可以看出,St/BA/AN水性防腐涂料的防腐蚀性、硬度、干燥时间等指标明显好于酚醛涂料和醇酸涂料。


3结果与讨论

3.1共聚单体对涂料性能的影响

    共聚单体的选择以及软/硬单体配比会直接影响乳液的性能,从而影响到涂膜性能,表5是各种单体对涂膜性能的影响。

St/BA/AN水性防腐涂料的研制,合成了St/BA/AN水性乳液,并以该乳液为基料,配制了性能稳定、适应性好、无环境污染的水性防腐涂料,适用于各种金属构件的表面涂装 中网信息

软、硬单体对涂膜性能也有不同的作用。St.MMA.AN属于硬单体,赋予涂膜硬度和抗张强度;BA属于软单体,起内增塑作用,赋予涂膜附着力和柔韧性。如果乳液聚合中,硬单体用量过大,玻璃化温度(Tg)的计算值高于室温,成膜性能差,膜硬、脆、龟裂;软单体用量过大,会使涂膜软化发粘,极易被划伤和污染。一般软/硬单体的控制配比以(1:1)一((1.5:1)为宜.


3.2固体颜填料对涂料防腐性能的影响

    固体颜填料的种类、颜基比等因素将直接影响涂料的性能。颜填料投料量过低时,涂料的贮存稳定性好,但其遮盖力、防腐蚀性能变差;投料量过高时,涂料的防腐蚀能力、遮盖力等增强,但其稳定性以及涂膜的流平性、柔韧性等性能变差,因此,本试验中颜填料投料量为35%一45%(质量分数),涂料的综合性能较好。制得的St/BA/AN水性乳液与不同的颜填料体系匹配,其防腐蚀效果是不一样的。


配方中锌黄属钝化型防锈颜料,适当的加入,一方面能起钝化作用,阻止产生电化学腐蚀,另一方面还具有缓慢释放的长期防腐作用。磷酸锌在水性体系中能形成碱式络合物,这种络合物能增强涂层的耐水能力和附着力,同时它与Fe2+形成络合物,抑制锈蚀的形成和发展。它与铬酸盐配合,具有较好的抑制“早蚀”作用和增强阳极钝化的效果.


4结语

   本工艺合成的St/BA/AN水性乳液是一种用途广泛的聚合物乳液,具有良好的水溶性和成膜性,是配制水性涂料的优质基料,利用其生产的涂料具有良好实用性和经济价值;所制得的St/BA/AN水性防腐涂料无毒、无害、无污染,具有优越的使用性能,完全可替代各种溶剂型涂料用于金属表面的防腐与表面涂装。


St/BA/AN水性防腐涂料的研制


吴道新①②肖忠良②胡飞①

(①中南大学化学化工学院,长沙410083;②长沙理工大学化学与环境工程系,410077)


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