本文通过三步合成了水性聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液。首先合成聚氨酯预聚物,再用丙烯酸羟乙酯对聚氨酯预聚物封端,再用剩余丙烯酸酯类单体代替部分溶剂加入到聚氨酯中,中和后一起乳化,最后在75℃下进行自由基反应。将合成的乳液制备成金属防腐涂料,通过一系列测试,探究涂料的性能。第一章中介绍了金属的腐蚀机理以及涂料防腐的原理。随着生活水平提高,人类越来越重视环境,因此,很多国家都限制了对人类身体及环境有害物质的生产与排放,水性涂料将会逐步超越溶剂性涂料的市场地位。本章节还介绍了常见的四种水性防腐涂料,它们是水性丙烯酸酯、水性聚氨酯、水性环氧树脂以及水性无机富锌防腐涂料。并对这四种涂料的合成原料、机理、发展状况做了详细说明还重点介绍了水性聚氨酯合成方式、分类及发展状况等。第二章利用丙酮法,以异佛二酮二异氰酸酯(IPDI)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA2000,Mn=2000)为主要原料、三羟甲基丙烷(TMP)为交联剂,合成了经丙烯酸羟乙酯(HEA)封端的水性聚氨酯。再将硬单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)、软单体丙烯酸丁酯(BA)以及交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)单体与水性聚氨酯预聚体一起中和乳化、自由基聚合,最终合成经丙烯酸酯改性的水性聚氨酯复合乳液。通过调节水性聚氨酯与丙烯酸酯的质量比,探究丙烯酸酯所占比例对复合材料的性能影响。稳定性及粒径分析表明复合乳液稳定较好,稳定性都大于6个月;丙烯酸酯的加入,使得WPUA复合胶膜拉伸强度及铅笔硬度降低,但提高了复合材料的附着力,即由1级提高到0级;热重分析表明复合材料耐热性得到很大的改善,随着丙烯酸酯含量提高,发生5%的热分解温度248℃提高到290℃、发生50%的热分解温度370℃提高到403℃;随着丙烯酸酯加入量提高,吸水率由35.7%降低到13.1%,接触角也从60.8°提高到75.3°,耐水性得到很大的改善。第三章在第二章基础上,即在丙烯酸酯改性水性聚氨酯的基础上,引入有机氟丙烯酸酯单体2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯(SF-000258)。通过调节SF-000258加入量,探究SF-000258对复合材料的性能影响。为此,对复合材料进行了红外光谱测试、乳液稳定性测试、力学性能测试、铅笔硬度测试、附着力测试、热重测试、耐水性测试以及接触角测试等。红外光谱表明SF-000258参与了反应,已引入进复合材料中,随着SF-000258添加量提高,复合材料的力学性能先增加后降低、最大提高到37MPa;铅笔硬度也先增加后降低,最大为3H;吸水率也由未加氟单体的14.5%下降至氟单体改性后的7.5%;接触角由74.1°增加至94.7°。此外,复合材料的软段耐热性也得到改善。第四章在第三章的基础上,把合成的有机氟(2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯占总树脂的质量分数为9%)丙烯酸酯改性水性聚氨酯复合乳液,加入颜填料钛白粉、防腐颜料磷酸铁、磷酸锌、铁钛粉以及各种助剂配成涂料。然后对涂料附着力、铅笔硬度、耐酸耐碱耐水以及耐盐雾性能进行测试。测试表明:三种涂膜附着力为0级、耐冲击性能优异,都能与市场买的涂料相媲美;此外WPUFAT1、WPUFAT2涂膜耐水、耐酸碱能力、防锈效果也与WPUT0相当,但WPUFAT3涂膜防锈效果较差,也说明用磷酸铁、磷酸锌作为防锈颜料防锈效果较好,而用铁钛粉作为防腐颜料效果不佳。