Page 195 - 《精细化工》2020年第1期

第 1 期 成航航，等: 磷酸酯化苯丙共聚物乳液的合成及防锈性能 ·181·

resistance test proved that the styrene-acrylic emulsion with core-shell structure had higher chelating
density with metal ion than homopolymerized styrene-acrylic emulsion, and exhibited excellent antirust
performance, and the salt spray resistance time reached 144 h.
Key words: hydroxyl phosphate; styrene-acrylic emulsion; antirust paint; performance test; building
chemicals

金属腐蚀造成经济损失愈发严重，水性防锈涂 1 实验部分
料已经成为研发热点。其中，丙烯酸树脂乳液及苯
丙乳液具有耐热性、耐候性、耐腐蚀性、耐沾污性 1.1 原料与仪器
和保光保色性好等优点，但其硬度和耐水性有待提 苯乙烯（St）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙
高，作为防锈乳液，存在对水蒸气屏蔽性较弱等问 烯酸（MAA）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸羟丙
题，往往不能单独作为防锈涂料。主要是通过加入 酯（HPMA）、正十二硫醇，CP，天津市河东红岩试
[1]
其他小分子防锈剂来提高其防锈性，效果不理想 。 剂厂；碳酸氢钠（NaHCO 3 ）、过硫酸铵〔（NH 4 ） 2 S 2 O 8 〕
目前，实际应用中制备苯丙防锈涂料多采用苯 （APS）、十二烷基硫酸钠（SDS）、无水氯化钙
[2]
丙乳液与水性防锈剂复配 ，防锈剂在制备过程中 （CaCl 2 ），AR，天津科密欧化学试剂有限公司；壬
存在除不尽或去除成本高的副产物，例如盐类 基酚聚氧乙烯醚（OP-10），AR，国药化学试剂有
（NaCl、CaCl 2 、MgCl 2 ），防锈剂中的电解质会导致 限公司；N，N-二甲基乙醇胺（DMEA），AR，天津
乳液破乳，涂料不能稳定存在等问题。余倩等人 [3] 市福晨化学试剂厂；2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸
通过自制羟基磷酸酯单体（HPAM）改性苯丙乳液， 酯（PM-2），CP，广州伟伯科技有限公司；成膜助
[4]
制备的防锈涂料性能优异；毛正和等人 通过罗地 剂（醇酯 -12 ）、流平剂（ DSX3075 ）、润湿剂
亚磷酸酯功能单体（PAM-200）改性苯丙乳液，漆 （ Hydropalat140 ）、 分散 剂（ 760 ）、 消 泡 剂
膜力学性能、耐盐水性能以及防腐蚀性能优异；Xu （Dehydran），CP，深圳海川化工科技有限公司；
[5]
等人 通过磷酸酯功能单体（SFM-1755）改性苯丙 均聚苯丙防锈涂料（灰）（HT-002），江苏好涂水性
乳液，配制的水性防锈涂料综合性能良好，干燥速 漆有限公司；去离子水，自制。
度快，漆膜耐腐蚀性好。本文采用半连续种子乳液 VECTOR-22 型傅里叶变换红外光谱仪，德国
聚合法，通过引入 PM-2 功能单体，制得了具有核 Bruker 公司；Zetasizer NANO-ZS90 型激光粒径散射
壳结构的磷酸酯化苯丙防锈乳液（PM-2-SP），使得 仪，英国 Malvern 公司；H-600 型透射电子显微镜
磷羟基分布在壳层，具有核壳结构的磷酸酯化苯丙 (TEM)，日本日立公司；Waters/1515 凝胶渗透色谱
乳液相比均聚苯丙防锈乳液与金属基材螯合密度更 仪，美国 Waters 公司；Turbiscan MA2000 型垂直扫
高，形成的保护膜更加致密，磷酸酯基团能够增强 描宏观分析仪，法国 Formulation 公司；Q500 型热
涂膜与金属的附着力、提高抗闪蚀性能，同时增加 重分析仪，美国 TA 公司；GFD 型电动漆膜附着力
乳液的钙离子稳定性 [6-10] 。磷酸酯基团直接与分子 试验仪，上海乐傲试验仪器有限公司；电化学工作
链段链接，从分子水平上对乳液进行改性，为乳液 站，美国 Ametek 公司；JSM-6700F 型冷场发射扫描
提供防锈性能的同时又避免引入电解质带来的不利 电子显微镜，日本电子公司； SPA400-SPI3800N 型
影响。 原子力显微镜，日本精工公司；HJ-YW60 型盐水喷
本文以 2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯（PM-2） 雾试验机，东莞市恒骏仪器设备有限公司。
作为功能单体，与苯乙烯及其他丙烯酸酯类单体进 1.2 水性磷酸酯化苯丙乳液及胶膜的制备
行共聚改性，通过控制 PM-2 的用量及亲、疏水单 向装有温度计、搅拌装置、回流冷却器及滴液
体的加入方式制备了一种具有软核硬壳结构的苯丙 漏斗的四口瓶中加入 1.0 g OP-10、90.0 g 去离子水，
防锈乳液，讨论了不同 PM-2 用量对乳液、胶膜及 搅拌溶解均匀后，升温到 80 ℃，加入混合均匀的
漆膜性能的影响，利用 FTIR、TGA、DLS 及 TEM、 单体（14.0 g BA、4.0 g MMA、3.0 g HPMA、2.5 g
SEM 及 AFM 对苯丙防锈树脂的结构、热稳定性、 MAA、0.4 g 十二硫醇）及 1/3 的引发剂（0.1 g APS、
乳胶粒的大小及形貌、胶膜及漆膜形貌进行了表征， 0.3 g NaHCO 3 ）作为核层单体，保温 2 h，得到核聚
利用耐盐雾试验机对漆膜的耐腐蚀性进行了测定， 合物乳液。
旨在得到磷酸酯单体的最佳用量，从而提高乳液稳 在核聚合物乳液基础上，滴加混合均匀的单体
定性和附着力，以期提高以此乳液为基料制备的水 （21.0 g BA、15.0 g St、6.0 g MMA、4.5 g HPMA、
性防锈涂料的成膜性和防锈性。 0.6 g 十二硫醇、3.2 g PM-2）、2/3 的引发剂（0.2 g