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隨著人們環(huán)保意識和對生活質(zhì)量要求的提高，涂料、油墨被廣泛的應用到生產(chǎn)生活中，其中鋁粉基水性涂料因環(huán)保、綜合性能優(yōu)良的特點已成為人們生產(chǎn)使用的主流趨勢。但是鋁粉基應用于水性涂料在水性和堿性環(huán)境下會因腐蝕“發(fā)黑”，影響涂料的使用性能，如何讓鋁粉與水性涂料混合而不被腐蝕變質(zhì)是國內(nèi)外的一個難題。本論文把自交聯(lián)技術引入到包覆鋁粉中，使鋁粉表面的包覆膜發(fā)生交聯(lián)，解決了鋁粉基涂料不耐腐蝕的問題，提高了鋁粉的緩蝕率。

(資料圖片)

論文以丙烯酸（AA）、雙丙酮丙烯酰胺（DAAM）為反應單體，以蒸餾水和異丙醇為溶劑、分散劑，選擇過硫酸銨為引發(fā)劑，制備出了含有酮羰基的聚丙烯酸包覆鋁粉，再利用酮基與酰肼基的反應，以已二酸二酰肼（ADH）作為交聯(lián)劑，得到了酰肼基團自交聯(lián)改性包覆鋁粉。

實驗研究了單體劑量、反應溫度、引發(fā)劑劑量、交聯(lián)劑對鋁粉緩蝕率的影響，應用傅立葉紅外光譜儀（FTIR）、X射線光電子能譜儀（XPS）、透射電子顯微鏡（TEM）、掃面電子顯微鏡（SEM）等儀器對自交聯(lián)改性包覆鋁粉的結構、形貌、包覆膜是否發(fā)生交聯(lián)等進行了表征。

實驗發(fā)現(xiàn)當反應溫度為95°C，丙烯酸劑量為0.5g，引發(fā)劑劑量為0.25g，ADH/DAAM為0.5時制得的自交聯(lián)改性包覆鋁粉的緩蝕率最高。掃描電鏡、透射電鏡、熱失重分析結果表明有包覆膜包覆在鋁粉表面，傅立葉紅外光譜和XPS分析結果表明鋁粉表面的包覆膜發(fā)生了交聯(lián)。

論文還以丙烯酸（AA）為反應單體，以蒸餾水和異丙醇為溶劑、分散劑，選擇過硫酸銨為引發(fā)劑，制備出了聚丙烯酸包覆鋁粉，利用羧基與Zn2+的靜電作用，以二水合乙酸鋅（C4H6O4Zn*2H2O）為交聯(lián)劑，得到了多價金屬自交聯(lián)改性包覆鋁粉。實驗研究了反應時間，溶劑劑量、分散劑劑量、Zn2+/AA的配比對鋁粉緩蝕率的影響，采用與上述相同的方法對自交聯(lián)改性包覆鋁粉進行了表征。

實驗發(fā)現(xiàn)當反應時間為2h，異丙醇劑量為6g，蒸餾水劑量為30g，Zn2+/AA的配比大于0.3時制得的多價金屬自交聯(lián)改性包覆鋁粉的緩蝕率最高。掃描電鏡、透射電鏡、熱失重分析結果發(fā)表有包覆膜包覆在鋁粉表面，傅立葉紅外光譜和XPS分析結果表明鋁粉表面的包覆膜發(fā)生了交聯(lián)。

總結：

鋁粉作為涂料、顏料和油墨被廣泛的應用到生活和生產(chǎn)中，在實際應用中鋁粉在水性和空氣的環(huán)境中容易腐蝕“發(fā)黑”影響使用性能。針對這一問題本文首次采用自交聯(lián)的方法對包覆鋁粉進行改性，解決了包覆膜在水性環(huán)境下溶解破壞的問題，從而達到鋁粉耐水、耐腐蝕的目的。

本文首先采用酰肼基團自交聯(lián)體系對包覆鋁粉進行改性。通過有機包覆制得含有活潑酮羰基的聚丙烯酸包覆鋁粉，再通過酮基與酰肼基的交聯(lián)反應得到酰肼基團自交聯(lián)包覆鋁粉，實驗考慮了反應溫度、丙烯酸（AA）劑量、引發(fā)劑（過硫酸銨）劑量、DAAM/ADH的配比等因素對改性包覆鋁粉緩蝕率的影響，采用紅外、掃描電鏡、透射電鏡、XPS等分析儀器對改性包覆鋁粉進行表征分析。結論分析如下：

(1)通過析氫實驗測自交聯(lián)改性包覆鋁粉的緩蝕率，發(fā)現(xiàn)在60～100°C范圍內(nèi)升高溫度能夠提高鋁粉的包覆程度和包覆膜的交聯(lián)度；隨著丙烯酸劑量增加，鋁粉的包覆膜更加完全致密，緩蝕率更高；隨著引發(fā)劑劑量增加丙烯酸和DAAM單體分解的自由基也增多，使得鋁粉的包覆度和交聯(lián)度都有所增加，緩蝕率提高，當劑量超過0.25g時，引發(fā)分解出的自由基過多反應過于迅速導致一些丙烯酸和DAAM沒有來得及反應導致包覆和疏水性變差；ADH/DAAM的配比影響包覆膜的交聯(lián)度，配比增加時鋁粉的緩蝕率提高，當ADH/DAAM的配比超過0.5時，與酰肼基反應的酮羰基不足，交聯(lián)度不會繼續(xù)增加。

（2）熱失重結果表明，聚丙烯酸包覆在了鋁粉上，并且失重曲線出現(xiàn)了多個失重平臺，說明鋁粉上不同聚合度的聚丙烯酸和不同交聯(lián)度的聚丙烯酸發(fā)生了失重；掃描電鏡與透射電鏡結果表明，包覆前后鋁粉表面形貌有明顯不同，襯度明暗差異巨大說明有機薄膜包覆在鋁粉上。

（3）FTIR結果表明，酮羰基與酰肼基發(fā)生反應，生成腙，而獲得交聯(lián)網(wǎng)絡結構；XPS結果表明，交聯(lián)后的包覆鋁粉表面出現(xiàn)了N元素特征吸收峰并且相對含量為5.1%，交聯(lián)前鋁粉卻沒有N元素，說明交聯(lián)后的鋁粉表面形成了C=N，證明改性包覆鋁粉發(fā)生了交聯(lián)。

其次，論文為了解決DAAM/ADH交聯(lián)體系成本較高的缺點。以乙酸鋅為交聯(lián)劑，利用乙酸鋅與丙烯酸的靜電作用生成配合物發(fā)生交聯(lián)，制備了多價金屬自交聯(lián)包覆鋁粉，實驗考慮了反應時間、異丙醇劑量、水的劑量、Zn2+/AA配比等因素對改性包覆鋁粉緩蝕率的影響，采用紅外、掃描電鏡、透射電鏡、XPS等分析儀器對改性包覆鋁粉進行表征分析。結論如下：

（1）析氫實驗表明，蒸餾水和異丙醇不參與包覆反應，只是起到溶劑和分散鋁粉的作用，劑量少時鋁粉分散不好包覆效果差，劑量過量時減少了丙烯酸與鋁粉的接觸造成包覆不完全導致緩蝕率低；反應時間為2h改性包覆鋁粉的緩蝕率最好，時間過短不能使丙烯酸完全包覆在鋁粉上造成包覆不完全，時間過長造成部分聚丙烯酸溶解；Zn2+/AA的配比影響鋁粉包覆膜的交聯(lián)度，配比提高交聯(lián)度提高，鋁粉的緩蝕率也相應增加，當配比大于0.3時鋁粉的緩蝕率增加幅度較小，原因是提供交聯(lián)點的羧基反應趨于飽和，沒有足夠的羧基與Zn2+反應增加體系的交聯(lián)度。

（2）熱失重分析結果表明，鋁粉表面有有機物質(zhì)包覆在上面，并且失重曲線有兩個失重平臺，第一個失重平臺為未交聯(lián)的聚丙烯酸，失重率為10%，第二個失重平臺為交聯(lián)的聚丙烯酸，失重率為2%；掃描電鏡與透射電鏡結果表明，包覆前后鋁粉表面形貌有明顯不同，襯度明暗差異較大說明有層膜包覆在鋁粉上。

（3）FTIR結果表明羧基與鋅離子發(fā)生了絡合交聯(lián)反應；XPS結果表明，交聯(lián)后的鋁粉表面出現(xiàn)了Zn元素特征吸收峰并且相對含量為2.2%，交聯(lián)前鋁粉卻沒有Zn元素吸收峰，說明交聯(lián)后的鋁粉表面形成了-COOZn2+OOC-結構，證明改性鋁粉表面的包覆膜發(fā)生了交聯(lián)。