采用预乳液半连续滴加工艺，以阴非离子复合乳化剂为乳化体系进行乳液聚合，得到Tg为40℃，黏度为200～500mPa·s，固含量为45%的苯丙乳液。此乳液以丙烯酰胺为交联单体，并以环氧单体、含氟单体联合改性，研究了两种特殊单体用量对乳液耐盐雾性能的影响。结果表明，当环氧单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)用量为总单体用量(质量分数)的4.4%，含氟单体用量为总单体用量(质量分数)的1.0%时，能够显著提高乳液的交联度和疏水性，乳液成膜后进行中性盐雾实验，中性盐雾时间可达到240h，板面无锈点，主体无起泡。此种耐盐雾乳液可专门用于水性工业涂料的调配，能够显著提高涂料的耐盐雾性能。
关键词：苯丙乳液；耐盐雾乳液；交联；甲基丙烯酸缩水甘油酯；含氟丙烯酸单体；耐盐雾性能
0引言
工业涂料旨在对工业产品进行防护，提高产品的防腐蚀性能，延长产品使用年限。目前，工业涂料仍以溶剂型涂料为主，如醇酸涂料、硝基涂料、环氧涂料。但是，随着人们健康、安全、环保意识的不断增强，工业涂料的水性化趋势越来越明显。在工业涂料水性化进程中，丙烯酸类聚合物因其成本低，耐候性优良，保光保色性能优越，成为水性工业涂料的理想成膜体系，其中，以苯丙乳液类工业涂料的研究更具现实意义[1]。目前，国外的高性能苯丙乳液用于水性工业涂料耐盐雾时间可达240h，而我国的苯丙乳液用于水性工业涂料耐盐雾时间一般不超过96h。苯丙乳液的耐盐雾性能不达标，成为制约我国水性工业涂料广泛应用的关键因素。只有提高乳液的耐盐雾水平，才能从根本上提高水性工业涂料的耐盐雾性能，满足涂料行业的发展需求。为了提高我国的水性工业涂料用苯丙乳液的性能，本文以环氧、含氟单体联合对苯丙乳液进行改性的研究，所得苯丙型耐盐雾乳液耐盐雾时间达到240h，可满足水性工业涂料的要求，具有广阔的市场应用前景。
1实验[2-3]
1.1主要原料
丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(ST)：聚合级，北京东方化工厂；丙烯酸(AA)：聚合级，吉化有机合成厂；丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、含氟单体：聚合级，市售；阴非离子复合乳化剂：市售；氨水、碳酸氢钠、过硫酸铵、吊白块、叔丁基过氧化氢：均为工业级，市售产品；去离子水：自制。
1.2主要仪器
电热恒温水浴槽、精密增力电动搅拌器、恒温干燥箱、旋转式黏度计、电光分析天平、耐盐雾实验箱。
1.3乳液制备工艺
(1)单体的预乳化：将去离子水、乳化剂、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸、特种单体依次加入预乳化装置，搅拌混匀。当外观呈均匀乳白色、黏度≥150mPa·s时，即为乳化充分，此为预乳液。(2)加入底料和升温：将去离子水水、乳化剂、引发剂和碳酸氢钠加入反应瓶，持续升温至80℃。(3)主体反应阶段：温度控制在80～85℃，同步匀速滴加预乳化液和引发剂，2.5h同时滴加完毕。(4)保温继续反应阶段：温度控制在85～88℃，保温1.5h。(5)后消除阶段：保温结束后，降温，加入叔丁基过氧化氢溶液和吊白块溶液，并调节乳液pH在7.0～7.5之间。所得的乳液为乳白色、带淡蓝色荧光的液体。
1.4乳液的表征
1.4.1固含量的测定
取2g乳液，在120℃烘干至恒质量，记录烘干前后乳液聚合物质量，计算固含量。
固含量=(样品干质量/样品湿质量)×100%
1.4.2黏度的测定
根据GB/T11175—2002，采用NDJ-1旋转式黏度计，选择合适的转子测定乳液黏度。
1.5乳液耐盐雾性能的检测[4]
先将乳液喷涂成膜，乳胶膜的制备方式根据测定耐湿热、耐盐雾、耐候性(人工加速)的漆膜制备法GB/T1765—1979进行。成膜后，进行耐盐雾检测，耐盐雾检测根据色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定GB/T1771—2007进行，耐盐雾时间的评判根据色漆和清漆涂层老化的评级方法GB/T1766—1995进行。盐雾实验条件：NaCl溶液浓度：5%(质量分数)；pH：7.0～7.2；实验温度：35℃；盐雾沉降量：1～2mL/80(cm2·h)；试样放置角度：30°；喷雾方式：连续喷雾。在盐雾检测实验过程中，盐雾溶液中的H2O、O2、Cl-等介质通过涂层到达底材/涂层界面，形成具有大面积阴极，小面积阳极的腐蚀性原电池。
阴极发生如耗氧反应如式(1)。
1/2O2+H2O+2e→2OH-式(1)
对应的阳极发生金属溶解反应如式(2)。
Fe→Fe2++2e式(2)
阴阳极共同作用的结果如式(3)。
Fe2+2OH-→Fe(OH)2式(3)
Fe(OH)2接着氧化为腐蚀产物氧化铁如式(4)。
Fe(OH)2+1/4O2→1/2Fe2O3·H2O+1/2H2O式(4)
随着溶液中H2O，O2，Cl-等介质不断地渗透到界面富集，反应腐蚀产物不断在金属/涂层界面处聚集，使涂层与金属之间的附着力下降，从而引起涂层生锈、鼓泡，甚至剥离、脱落。不同涂层在相同时间内的腐蚀程度或腐蚀到相近程度所用的时间能够从客观上反应出涂层对环境的耐受能力，因此可以用耐盐雾时间表征乳液用于工业涂料后对环境的耐受能力，可以作为评价乳液优劣的指标之一。
