Page 229 - 《精细化工》2020年第11期

第 11 期 朱 辉，等: 水性苯丙共聚物改性醇酸树脂的制备及性能 ·2375·

脂的干燥时间。硬度的提高是由于 PMA 可以提高涂
膜强度。

表 3 溶剂类型对醇酸树脂性能的影响
Table 3 Effect of solvent types on the properties of alkyd
resin
表干 实干 铅笔 耐水性/
溶剂类型 树脂状态
时间/h 时间/h 硬度 24 h
PMA 浅棕色透亮 0.50 24.00 HB 无异常
二甲苯 深棕色透亮 0.75 25.00 2B 无异常

图 9 不同涂层的 Tafel 极化曲线
2.8 电化学性能测试 Fig. 9 Tafel polarization curves of different coatings
防腐蚀是涂料的一个重要功能，通过电化学方
法来研究所制得的水性醇酸树脂的缓蚀性能。 涂层对金 属的防腐 性能可通 过腐蚀电位
2.8.1 Bode 图 （E corr ）、腐蚀电流密度（I corr ）和涂层的腐蚀速率
在 25 ℃下，分别测试基础醇酸树脂及改性醇 （CR）等指标来表征，涂层的 E corr 越高，I corr 越低，
酸树脂 3.5%NaCl（质量分数，下同）水溶液中的 涂层的防腐性能就会越好。从表 4 可以看出，与基
Bode 电化学阻抗谱，结果见 8。 础醇酸树脂相比，当油酸含量为 47%和 57%时，苯
丙树脂的引入对涂层的腐蚀速率有减缓作用；当油
酸含量过高时，可能是油酸含量的增加影响醇酸树
脂侧链的增长，从而影响交联密度，导致其防腐性
能变差。当油酸含量为 47%时，A-AR-1 的 E corr 为
2
–7
–0.906 V，I corr 为 5.01× 10 A·cm ，CR 最低为
–3
5.84×10 mm/a，其防腐性能最佳。这可能是因为苯
丙树脂上含有的羟基，使得水性醇酸树脂的分子链
之间交联更紧密，相对分子质量增大，表现出涂膜比
较致密，导致氧气、水蒸气等腐蚀介质通过率大大减
小，漆膜防腐性能最佳。

图 8 不同涂层的 Bode 图
Fig. 8 Bode diagrams of different coatings 表 4 不同涂层的极化参数
Table 4 Polarization parameters of different coatings
通常用最低频率处所具有的阻抗值来评价涂层 E corr /V I corr /(A·cm ) CR/(mm/a)
2
的防腐效果，涂层的阻抗值越大，涂层的防腐性能 AR-1 –0.976 3.35×10 –6 3.91×10
–2
越好 [22] 。从图 8 可知，整体上改性的涂层阻抗值比 AR-2 –0.872 1.55×10 –5 1.81×10
–1
未改性阻抗值大，涂层试样在低频处的阻抗值中， AR-3 –0.904 3.57×10 –5 4.16×10
–1
2
6
A-AR-1 涂层的阻抗值为 4.37×10 Ω·cm ，AR-3 涂 A-AR-1 –0.906 5.01×10 –7 5.84×10
–3
3
2
–1
层的阻抗值为 3.04×10 Ω·cm ，两者相差 3 个数量 A-AR-2 –0.873 1.46×10 –5 1.70×10
级，说明改性醇酸树脂的防腐性能较好。这是由于 A-AR-3 –0.968 2.68×10 –4 3.12
改性后的醇酸树脂有较好的分散性，同时羟丙酯的
交联，使聚合物涂膜相对致密，对腐蚀介质产生了 3 结论
一种屏蔽效应，延缓腐蚀速率。随着油酸含量的增
大，涂层阻抗值有所降低，可能是油酸含量的增加 （1）使用 PMA 为溶剂合成了一种环保型水性
影响醇酸树脂侧链增长，从而影响交联密度，导致 苯丙树脂改性醇酸树脂。
涂层致密性下降。 （2）当油酸含量为 47%时，制备的改性醇酸树
2.8.2 Tafel 极化曲线测试 脂乳液粒径 74.44 nm，PDI 为 0.262；通过 AFM 观
将基础醇酸树脂和改性醇酸树脂涂层样品置于 察到胶膜表面平整、致密，吸水率为 14.5%，接触
3.5%NaCl 水溶液中，采用电化学测试仪测定 6 个样 角为 70.87°，具有优异的耐水性；同时其表干时间
品的极化曲线，经 Tafel 拟合后，不同漆膜的极化曲 缩短为 0.5 h，实干时间为 24.0 h，硬度达 HB；电
2
6
线如图 9 所示，腐蚀电位和腐蚀电流如表 4 所示。 化学测试表明，其低频区阻抗值为 4.37×10 Ω·cm ；