新型带锈防锈涂料的研制

摘要

本文主要研究了以自制硅丙乳液为成膜物的新型水性带锈防锈涂料。硅丙乳液是以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、乙烯基三乙氧基硅烷为原料，阴离子型和非离子型表面活性剂为复合乳化剂，通过半连续滴加法接枝共聚而成。研究了硅丙乳液的合成工艺，并成功合成了有机硅占单体总量3～30％的硅丙乳液。经实验验证，乙烯基硅油的加入改善了乳液的性能，具体表现在三个方面： (1)硅丙乳液稳定性好，可常温储存18个月以上； (2)涂膜的吸水率下降，耐水性提高，并且随着有机硅用量的提高，涂膜的耐水性有逐渐提高的趋势； (3)硅丙乳胶膜的硬度(3～4H)比纯丙乳胶膜的硬度(2H)有明显提高，说明硅丙乳胶膜抵抗机械力作用的能力比纯丙乳胶膜抵抗力强。综合考虑乳液的各项性能及成本，优选了有机硅占单体总量6％的硅丙乳液作水性带锈防锈涂料的成膜物。 在涂料配方设计中采用正交实验法，将乳液含量、转化剂(或稳定剂)、防锈颜料和缓冲液的含量作为因素，设计三组三水平正交实验。通过对涂料及涂膜的测试和分析，筛选了三组性能良好的水性带锈防锈涂料配方。并与纯丙带锈防锈涂料及苯丙带锈防锈涂料作了性能对比研究，结果显示：硅丙带锈防锈涂料的综合性能远远优于苯丙带锈防锈涂料和全丙带锈防锈涂料。 本文对渗透性和橡塑型两种溶剂型带锈防锈涂料的配方进行了改进，通过对涂层的性能测试，表明改进后的溶剂型带锈防锈涂料仍具有优良的带锈防锈能力。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.1.1国外带锈涂料的现状及发展

1.1.2国内带锈涂料的现状及发展

1.2带锈防锈涂料概述

1.2.1钢铁锈蚀与带锈涂料的特点

1.2.2锈蚀“惰性化”

1.2.3带锈涂料的类型

1.2.4带锈防锈涂料的基本组成

1.2.5带锈防锈涂料防锈原理

1.3水性带锈防锈涂料成膜物乳液的聚合原理

1.3.1乳液聚合技术发展

1.3.2硅丙乳液的合成方法

1.3.3硅丙乳液聚合机理

1.3.4硅丙乳液聚合工艺

1.3.5硅丙乳液聚合物体系

1.4本课题的研究目的和意义

1.4.1研究目的

1.4.2研究的意义

1.5本课题的研究内容

1.5.1硅丙乳液的合成及性能测试

1.5.2带锈防锈涂料的研制及性能测试

1.5.3本课题的总体方案设计

第2章硅丙乳液的合成

2.1化学试剂和仪器设备

2.1.1化学试剂

2.1.2仪器设备

2.2纯丙乳液和苯丙乳液的合成

2.2.1纯丙乳液的合成

2.2.2苯丙乳液的合成

2.3乳液性能测试与表征方法

2.3.1乳液外观

2.3.2乳液的成膜性

2.3.3乳液固体含量的测定

2.3.4凝胶率测定

2.3.5转化率测定

2.3.6乳液粘度测定

2.3.7乳液钙离子稳定性测定

2.3.8乳液耐酸碱性测定

2.3.9水稀释稳定性测定

2.3.10耐高温稳定性测定

2.3.11乳液储存稳定性测定

2.3.12涂膜附着力测定

2.3.13涂膜硬度测定

2.3.14胶膜耐水性吸水率测定

2.3.15胶膜机械性能测试

2.3.16乳胶粒粒径及其分布测试

2.3.17乳胶粒粒子形态及其形貌测试

2.3.18乳液红外光谱测试

2.4纯丙乳液配方设计

2.4.1丙烯酸酯类软硬单体配比

2.4.2乳化剂的影响

2.5硅丙乳液的合成

2.5.1合成工艺

2.5.2配方设计

2.5.3乳液接枝共聚工艺分析

2.6实验结果和分析

2.6.1有机硅单体用量对乳液和涂膜性能的影响

2.6.2不同有机硅单体用量乳液的储存稳定性

2.6.3乳液的成膜性

2.6.4乳液的稳定性

2.6.5乳液的耐酸碱性

2.6.6乳液的粘度和固含量

2.6.7胶膜耐水性

2.6.8胶膜机械性能

2.6.9胶膜的硬度

2.6.10乳液的红外光谱分析

2.6.11乳液粒径分析

2.6.12乳液的形貌特征

2.7硅丙乳液与市售硅丙乳液性能对比研究

2.8本章小结

第3章新型水性带锈防锈涂料的制备

3.1化学试剂和实验设备

3.1.1化学试剂

3.1.2实验仪器

3.2带锈防锈涂料的制备方法

3.3涂料各组分的选择

3.3.1颜料体系的选择

3.3.2缓蚀剂的选择

3.3.3成膜助剂的选择

3.3.4其它助剂的选择

3.4带锈涂料性能测试

3.4.1固含量的测定方法

3.4.2粘度的测定方法

3.4.3涂膜的制备工艺

3.4.4干燥时间的测定方法

3.4.5附着力的测定方法

3.4.6耐水性和耐盐水性的测定方法

3.4.7硬度的测定方法

3.4.8遮盖力的测定方法

3.4.9冲击强度的测定方法

3.4.10中性盐雾实验

3.5正交实验

3.5.1 Ⅰ组正交实验

3.5.2 Ⅱ组正交实验

3.5.3 Ⅲ组正交实验

3.6三组正交实验结果

3.7本章小结

第4章三种水性带锈防锈涂料性能对比研究

4.1三组不同成膜物水性带锈防锈涂料的制备

4.2实验结果与分析

4.3本章小结

第5章溶剂型带锈防锈涂料的研究

5.1溶剂型带锈防锈涂料的制备

5.1.1涂料生产工艺流程

5.1.2带锈防锈涂料的配方

5.2橡塑型带锈防锈涂料的研究

5.2.1橡塑富锌漆防腐蚀原理

5.2.2富锌漆涂料与涂膜性能测试

5.3高渗透性转化型带锈防锈涂料的研究

5.3.1高渗透性转化型带锈防锈涂料的防腐原理

5.3.2高渗透性转化型带锈防锈铁红底漆性能测试

5.3.3高渗透性转化型带锈防锈色漆性能测试

5.4本章小结

结论

创新点

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢