丙烯酸酯类聚合物的合成及其防腐性能

丙烯酸酯类聚合物乳液因其优异的粘结性、耐候性、成膜性、保光保色性和力学性能等，是常用的涂层材料。但丙烯酸树脂附着力和耐水性差，为了提高其性能，有必要对其进行改性。磷酸酯是一类重要的表面活性剂，具有良好的抗静电性、乳化性和防锈性。国外自20世纪90年代以来就对磷酸酯的应用进行了大量研究，在乳液共聚合时引入反应性磷酸酯功能单体，利用磷酸酯基团与金属表面的相互作用，形成致密的磷酸酯保护膜，提高树脂的干/湿态附着力、耐腐蚀性能及抗闪蚀性能，而且省去了“磷化前处理”的步骤，避免了磷化处理过程中产生的工业污水。国内对功能化磷酸酯的研究与应用较少，同时进口磷酸酯功能单体价格昂贵，不利于其在水性树脂中的推广与应用，制约了国内高性能水性丙烯酸树脂的发展。因此，在磷酸基团中引入反应性双键或交联性官能团，使其功能化与产业化已成为国内研究的重点课题。

在装有搅拌器、温度计和恒压滴液漏斗的四口烧瓶中加入0.07g对苯二酚阻聚剂和35mL丙酮助溶剂，置于0℃冰浴中，低速搅拌下将24.0g浓磷酸和42.6g甲基丙烯酸缩水甘油酯同步滴加到烧瓶中，2h滴完，然后迅速升温至（65±2）℃，反应4h。利用旋转蒸发仪进行减压蒸馏，回收产物中的丙酮和水，最后得到棕黄色的黏稠液体即为羟基磷酸酯（HPAM）。

随着羟基磷酸酯单体用量（占单体总质量的百分数，下同）不断升高，漆膜耐水性、耐中性盐雾性能、抗闪蚀能力逐渐增强；当羟基磷酸酯用量≥5%后，漆膜耐水性及耐中性盐雾性能开始下降。这是因为羟基磷酸酯单体具有一定亲水性，当极性基团与基材的交联以及化学键力作用达到饱和后，多余的磷酸基团就起到了亲水的负面作用，从而导致漆膜耐水性及耐中性盐雾性能下降。综合考虑，当羟基磷酸酯单体用量4%时，反应体系稳定，干/湿态附着力均达到1级，且漆膜耐水性及耐中性盐雾性能达到最佳，漆膜基本上没有闪蚀现象。颜料分布不连续、粒径分布不均匀，漆膜空隙较多；可见，颜料呈颗粒状分布比较均匀，漆膜空隙较少且小，主要因为自制乳液引入了羟基磷酸酯功能单体，有利于增强乳液对颜料润湿、包裹能力，但由于样板制作是采用气喷枪把油漆雾化后吸附于马口铁基材表面，呈小颗粒状，反复喷涂几遍后漆膜慢慢流平，因此，造成漆膜的表面有空隙，漆膜不连续。

金属在含电解质水溶液或者在潮湿环境下发生腐蚀，在腐蚀过程中进行电极反应，形成腐蚀电池，产生腐蚀电流，一般情况下腐蚀电位越高，腐蚀电流越小，

涂层的耐腐蚀能力越强。

由此结果分析，经羟基磷酸酯改性的苯丙乳液，具有较高的漆膜交联密度、良好的湿态附着力以及纳米级粒径分布，加上与水性防锈颜料的协同效应，致使自制的水性防锈乳液比市售的水性防锈乳液具有更强的防腐蚀能力。

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯和浓磷酸反应制备了一种可交联羟基磷酸酯功能单体，并用其与丙烯酸类单体共聚制备一种功能性防锈苯丙乳液。

羟基磷酸酯功能单体的引入能显著提高功能性苯丙乳液乳胶膜对金属基材的附着力和漆膜的交联密度，并在金属基材表面形成一层致密的磷化膜，乳液涂膜的耐水性、耐中性盐雾性能、抗闪蚀能力逐渐增强，当羟基磷酸酯功能单体的加入量为单体总质量的4%时，功能性苯丙乳液配制的水性防锈涂料的综合性能和漆膜耐腐蚀性能达到最佳，并且无闪蚀现象。防锈性能优于普通市售水性防锈乳液的防锈性能。

 

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