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金属材料的腐蚀不仅造成资源的浪费，更可能危及到重大工程、设施的安全。为了防止金属的腐蚀，人们研究了许多金属的防腐蚀方法，其中最有效最经济的方法是使用有机涂料对金属进行防护。以往有机涂料主要是溶剂型涂料，固然对金属有良好的防护作用，但在生产和施工过程中会挥发大量的有机溶剂，造成环境污染，危及人类健康安全。因而，研究一种环保、长效金属防腐涂料是涂料发展的必然趋势。近年来，水性涂料由于环保，且具有良好的防腐蚀作用获得了快速发展。
利用防锈颜料可以大幅度提高水性涂料的防腐蚀性能。磷酸盐是一种重要的环境友好型防锈颜料，具有特别强的防腐蚀作用。目前，磷酸盐在水性涂层中的防腐蚀机理尚不完全明确，如是否可以通过磷酸盐防锈颜料表面有机改性提高其与树脂的相容性；磷酸盐防锈颜料是否具有pH值缓冲性，能降低涂层阴极区pH值，减缓阴极剥离速度；磷酸盐中的磷酸根离子与基材金属离子是否会发生络合作用沉积于涂层与基材界面。澄清磷酸盐防锈颜料的作用机理，对于设计、研制高性能水性防腐蚀涂料具有重要意义。
本论文以聚丁二烯改性马来酸酐共聚物和脂肪酸改性聚酯聚氨酯分散体为成膜物质，选择正磷酸盐和多聚磷酸盐作为防锈颜料。正磷酸盐为有机改性的锌铝钼磷酸盐水合物(ZAM)，有机改性的碱式正磷酸锌水合物(ZPO)；多聚磷酸盐为锶铝多磷酸盐水合物(SAPP)，改性锶铝多磷酸盐水合物(SRPP)。对水性涂料的防腐蚀性能和防锈颜料的作用机理进行了系统的研究。
通过盐雾试验和电化学阻抗谱试验研究了ZAM、ZPO、SAPP、SRPP四种防锈颜料在马来酸酐共聚物涂层和聚酯聚氨酯涂层中的防腐蚀性能。结果表明：防锈颜料能显著提高涂层的防腐蚀性能，ZAM和ZPO防锈颜料的防腐蚀效果优于SAPP和SRPP防锈颜料；研制了以聚酯聚氨酯涂料为底漆，双组分聚氨酯为面漆的配套体系。盐雾试验和电化学阻抗谱结果表明配套涂层具有优异的防腐蚀性能。
通过SEM、EDX、XRD、XPS等测试探讨了颜料防腐蚀机理，四种磷酸盐防锈颜料主要通过其pH值缓冲性和涂层与基材的界面上腐蚀产物的生成而发挥其防腐蚀作用。防锈颜料表现出pH值缓冲性，能降低基材金属阴极区pH值，减缓阴极剥离速度；涂层与基材界面有一层FeOOH和Fe2O3铁的氧化物膜层生成。ZAM涂层和ZPO涂层界面除有一层FeOOH和Fe2O3膜层生成，还有一层ZnO与OH-反应产物生成，铁的氧化物膜层和Zn的氢氧化物膜层均能阻挡电解质溶液与内部基材的接触，减缓基材腐蚀速度。由于ZAM颜料和ZPO颜料中ZnO与OH-的作用，使其防腐蚀效果比SAPP颜料和SRPP颜料更优。