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1、成膜機理
水性丙烯酸樹脂一般由乳液聚合法制備，其水性丙烯酸乳液的成膜過程主要包括4個階段（如圖1所示）：（1）涂覆后水分開始蒸發，乳液逐漸變得濃稠；（2）隨著乳液中水分的繼續揮發，乳膠粒子逐漸靠攏并相互接觸達到密集狀態；（3）當水分蒸發到一定程度時，乳膠粒子間隙變小并形成細小的毛細管，在毛細管極壓作用下發生形變并逐漸融合，直到粒子間界面消失；（4）此階段中，乳膠粒子聚結老化并達到機械干燥狀態，最終乳液會在金屬表面形成一層致密的保護膜。
丙烯酸樹脂的成膜過程直接影響到其防腐性能，其中，粒子聚結老化的機械成膜階段（即成膜過程的第4階段）對涂膜的影響最為重要，因為水性丙烯酸樹脂在聚合過程中，往會加入一些能提高干膜附著力的丙烯酸單體，這些單體通常含有具有一定親水性能的羥基和羧基，而在環境潮濕的條件下，水分子可通過涂膜上的劃痕、針孔及裂紋擴散到涂膜內部，并與丙烯酸分子上的羧基發生強烈的締合作用（如圖2所示），從而可能導致涂膜的耐腐蝕性能下降[7]。從圖1可以看出，在水性丙烯酸乳液成膜的最后階段中，乳膠粒子邊界層是通過聚合物分子鏈的內部擴散而形成最終的涂膜，然而在此階段中，涂膜極易受內在或外在等因素影響而產生裂紋、劃痕、氣孔等缺陷。所以，如何控制或避免此階段各因素對涂膜產生的影響，對獲得性能優良及避免涂膜過早失效極為重要。
2、影響成膜以及防腐性能的關鍵因素
成膜物質（即樹脂）是涂料的主要成分，也是涂料的基礎，是涂膜對金屬基材產生良好附著力的根源。丙烯酸樹脂中的單體通常被分為硬單體、軟單體和功能單體3類，在不同單體、不同比例、不同聚合方法和工藝條件下所制備的丙烯酸聚合物，其性能差異很大。
所用顏料按照功能的不同，可分為3類：（1）防銹顏料，不僅能賦予涂膜優異的耐腐能力，還可以延長其使用壽命，是防腐涂料的主要原料；（2）體質顏料，用以增加涂膜的厚度、耐磨性能及提高涂膜強度；（3）著色顏料，主要用于面漆，提供美觀性，同時具備優異的耐候性及耐久性。在涂料生產、貯存和使用過程中，顏料的用量與樹脂之間的相互作用等對涂膜的防腐性能都有相當大的影響。
玻璃化溫度（Tg）是設計聚合物的重要參數，通過調整單體的種類或比例制備相應Tg的樹脂乳液可得到特定彈性或脆性的涂膜。
環境條件也是影響水性丙烯酸成膜的一大關鍵因素。涂料的成膜過程需要在適宜的溫度和濕度下進行，只有這樣才能使干燥后的涂膜性能達到最佳狀態。例如，在極高的相對濕度下，水分的蒸發受到抑制，成膜緩慢甚至困難；溫度過高則成膜過程中會產生大量的氣泡使得涂膜的性能變差。
另外，涂料在涂裝前必須將基材表面的油漬、雜質等清理干凈或者用砂紙將其表面打磨平整，然后再進行涂裝，否則涂膜干燥后極易剝落或產生裂紋，從而失去防腐能力。
為得到性能良好的水性丙烯酸防腐涂料以及避免涂膜過早失效，在制備丙烯酸乳液時應盡可能考慮多方面因素對涂膜產生的影響（圖3），例如選擇性能優良的丙烯酸樹脂作為成膜物質、選擇合適的配方以及對基體表面進行良好的處理等。
3、存在的問題
水性丙烯酸防腐涂料在擁有諸多優點的同時，仍存在一些不容忽視的問題。例如，為使丙烯酸樹脂具備水溶性等特點，在其制備過程中必須在丙烯酸樹脂分子中引入如羧基、羥基等親水性基團，然而正是這些基團的引入，導致了涂膜的耐溶劑性、耐水性和耐污性變差，同時涂膜的硬度也隨之下降，成本也被提高。另外，為提高丙烯酸樹脂的相溶性和乳液溶解性，往往還需要添加一定量的親水型助劑（如水性分散劑、乳化劑等），這些助劑在涂膜干燥固化后會一直殘留在涂膜中，最終導致涂膜的吸水性變大，這不僅嚴重影響了涂膜的防腐性能，而且還會對環境造成一定影響。此外，水性丙烯酸涂料還存在固含量偏低、涂膜熱黏冷脆、干燥時間長、基材易出現“閃蝕”以及涂膜對基材表面清潔度要求較高等缺點。正是這些缺點導致了水性丙烯酸防腐涂料的應用范圍受到極大的限制。如何克服這些缺點，制備出性能優異、實用性強、適用范圍廣的水性丙烯酸防腐涂料，是當前國內外業界面臨的一大挑戰。
