摘 要

我国的煤炭资源非常丰富，但煤炭的地域分布不均。而我国幅员辽阔，南北跨度大，因此煤炭的铁路运输是一个很重要的问题。频繁的装卸会使车厢内壁表面摩擦划伤，使防腐抗锈能力下降，因此，需要研制出在这种条件下车厢内壁使用的涂料。

涂料按形态可分为水性涂料、溶剂性涂料、粉末涂料、高固体份涂料等。传统的溶剂型涂料排放的有机化合物（VOC）是现代社会中重要的污染源。因此发展绿色环保型涂料逐渐成为未来涂料技术的发展趋势。其中，水性涂料以其优异的综合性能脱颖而出。

本课题拟采用水性丙烯酸树脂研制用于运煤车厢内壁的水性防腐涂料，并且对制备出的涂料的各方面性能进行测试。研究表明，对底漆，巴德富公司生产的型号为717的苯丙乳液在碱性环境下成膜性能好，无泡，流平性优良；对面漆，巴德富公司生产的型号为719F的乳液相比630而言与717的兼容性更好，无发花现象，附着力强，柔韧性高，耐冲击性能良好，能防腐抗锈。

关键词：运煤车厢；水性涂料；丙烯酸树脂

Abstract

There are rich coal resources in China, but the geographical distribution of coal is uneven. Therefore, the railway-transporting is a very important issue because of China’s vast territory and full extent of north to south. Frequent coal’s loading and unloading causes scratches on the inner wall surface of railway carriages, which leads to the decline of the anti-corrosive and rust-resistant ability. Accordingly, it’s necessary to develop a kind of coating applied for the inner wall of the railway compartment under such conditions.

Coatings can be divided into water-based coatings, solvent-based coatings, powder coatings, high solids coatings according to the pattern. The organic compounds(VOC), emissions of traditional solvent-based coatings, are significant pollution sources of modern society. Therefore, the development of environment-friendly coating is becoming the developing trend of coating technology in the future. Wherein, the water-based coating stands out for its excellently comprehensive performance.

This subject intends to use water-based acrylic resin for developing aqueous anti-corrosive coating applied for the inner wall of railway carriages, and test various aspects of performances of developed coatings. The study has shown that 717 styrene-acrylate emulsion produced by BATF company has better film-forming performance in primer’s aspect. In topcoat’s aspect, 719F emulsion produced by BATF has better compatible performance with 717 than 630, which shows performances on no blurring phenomenon, strong adhesion, high level of flexibility, impact-resistance and anti-corrosion.

Key words: Coal carriages; Water-based paint; Acrylic resin

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1涂料的组成及种类 1

1.1.1涂料组成 1

1.1.2涂料种类 1

1.2水性丙烯酸涂料 1

1.2.1 水性丙烯酸树脂的发展历史 1

1.2.2水性丙烯酸树脂的特点 2

1.2.3 水性丙烯酸树脂的聚合方法 3

1.3国内外研究发展现状 6

1.3.1国内研究发展现状 6

1.3.2国外研究发展现状 6

1.4水性涂料发展中遇到的问题 8

1.5国内外涂料行业发展趋势 9

1.6课题主要研究内容 10

1.6.1课题主要研究方向 10

1.6.2课题初步设计方案 10

第2章 漆膜制备与配方设计 11

2.1原材料分析与比较 11

2.1.1实验原料 11

2.1.2乳液性能的比较 11

2.1.3各类颜填料的粒径比较 13

2.2涂料配方设计 13

2.2.1底漆调制（按质量分） 14

2.2.2面漆调制（按质量分） 15

2.3实验仪器设备介绍及制备工艺 16

2.3.1主要仪器设备介绍 16

2.3.2制备工艺 16

2.4本章小结 17

第3章 表征结果与讨论 19

3.1表征实验 19

3.1.1马口铁板的涂装 19

3.1.2漆膜干膜厚度测定 19

3.1.3漆膜耐冲击测定 19

3.1.4漆膜柔韧性测定 20

3.1.5漆膜附着力测定 20

3.1.6漆膜防腐抗锈性能的检测--中性盐雾性能测定 20

3.2实验结果与分析 21

3.2.1马口铁板涂装结果与分析 21

3.2.2漆膜干膜厚度测定结果与分析 21

3.2.3漆膜耐冲击测定结果与分析 24

3.2.4漆膜柔韧性测定结果与分析 24

3.2.5漆膜附着力测定结果与分析 24

3.2.6中性盐雾性能测定结果与分析 25

3.3本章小结 25

第4章 结 论 26

参考文献 27

致 谢 28

第1章 绪 论

1.1涂料的组成及种类

1.1.1涂料组成

涂料是涂于物体表面能结成薄膜具有保护、装饰或其它作用的液体或固体物料的总称，由主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质组成^[1]。但日常工业生产中的涂料主要由四大部分组成：成膜物、溶剂和水、颜填料以及助剂。 

颜填料在乳胶漆中起的骨架的作用，同时可以减少成本。颜填料分为两大类：颜料和填料。颜料顾名思义起着改变乳胶漆色彩的作用，生产中主要使用的颜料有金红石钛白粉、立德粉、氧化锌、黑色颜料炭黑、黄色颜料氧化铁黄等。主要填料：重质碳酸钙、轻钙、高岭土、沉淀硫酸钡、石英粉、滑石粉等。

助剂的种类繁多，主要是起改善涂料性质的作用。如：增稠剂、分散剂、消泡剂、防冻剂、杀菌剂、多功能助剂、pH调节剂、抗性剂等等，有些助剂还能给涂料带来一些特殊的效果。

1.1.2涂料种类

涂料按形态可分为水性涂料、溶剂型涂料、粉末涂料、高固体份涂料等。传统的溶剂型涂料排放的有机化合物（VOC）^[2]是现代社会中重要的污染源。VOC 排放到空气与氮氧化物在日光的作用下形成地面臭氧，有刺激性气味，能引起人体呼吸系统感染发炎，同时空气中 VOC能够直接吸入体内或者刺激眼睛、皮肤等，损害人体健康。因此，随着各国环境保护法规的出台和人们环境保护意识的逐渐增强，传统的溶剂型涂料由于其较高的 VOC 排放量逐渐退出历史舞台，高性能、低污染、多功能的环保型涂料受到大家的青睐，发展绿色环保型涂料逐渐成为未来涂料技术的发展趋势。其中，水性涂料以其优异的综合性能脱颖而出。

1.2水性丙烯酸涂料

1.2.1 水性丙烯酸树脂的发展历史

丙烯酸树脂是由丙烯酸类和甲基丙烯酸酯类及其他烯类单体共聚合成的树脂^[3]，不同的配方和生产工艺合成的丙烯酸树脂的类型和性能不同。其主要原料丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的结构如下图所示：