丙烯酸樹脂涂料

以丙烯酸樹脂為主要成膜物質(zhì)的合成樹脂涂料。在1950年由美國杜邦公司首先制成熱塑性丙烯酸樹脂涂料，用于汽車涂裝。1952年，加拿大工業(yè)公司獲得了生產(chǎn)熱固性丙烯酸樹脂涂料。這類涂料不僅具有色淺、透明度高、光亮豐滿、耐候、保色、保光、附著力強(qiáng)、耐腐蝕、堅(jiān)硬、柔韌等特點(diǎn)，且可通過選擇單體、調(diào)整配比、改變制備方法及改變拼用樹脂，配制出一系列丙烯酸樹脂涂料。廣泛用于飛機(jī)、汽車、機(jī)床、儀表、家用電器、高級木器及縫紉機(jī)、自行車等輕工產(chǎn)品的防護(hù)和裝飾性涂裝。本為主要介紹了丙烯酸是指涂料的合成與各方面的應(yīng)用。

一 丙烯酸樹脂涂料定義

以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及苯乙烯等乙烯基類單體為主要原料合成的共聚物稱為丙烯酸樹脂，以其為成膜基料的涂料稱作丙烯酸樹脂涂料。

二  用途

該類涂料具有色淺、保色、保光、耐候、耐腐蝕和耐污染等優(yōu)點(diǎn)，使用溫度范圍寬，已廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、機(jī)械、電子、家具、建筑、皮革涂飾、造紙、印染、木材加工、工業(yè)塑料及日用品的涂飾。

三  分類

從組成上分，丙烯酸烯樹脂包括：丙全樹脂、苯丙樹脂、硅丙樹脂、醋丙樹脂、氟丙樹脂、叔丙（叔碳酸酯-丙烯酸酯）樹脂等。從涂料劑型上分，主要有：溶劑型涂料、水性涂料、高固體組份涂料和粉末涂料。

四 合成

1單體的選擇

首先要針對不同基材和產(chǎn)品確定樹脂劑型——溶劑型或水劑型；然后根據(jù)性能要求確定單體組成、玻璃化溫度（Tg）、溶劑組成、引發(fā)劑類型及用量和聚合工藝；最終通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)、修正，以確定最佳的產(chǎn)品工藝和配方。其中單體的選擇是配方設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。

通常將聚合單體分為硬單體、軟單體和功能單體三大類。

表一 單體分類

2引發(fā)劑的選擇

溶劑型丙烯酸樹脂的引發(fā)劑主要有過氧類和偶氮類兩種。為了使聚合平穩(wěn)進(jìn)行，溶液聚合時(shí)常采用引發(fā)劑同單體混合滴加的工藝，單體滴加完畢，保溫?cái)?shù)小時(shí)后，還需一次或幾次追加滴加后消除引發(fā)劑，以盡可能提高轉(zhuǎn)化率，每次引發(fā)劑用量為前者的10％~30％。

3 溶劑的選擇

常用的溶劑為甲苯、二甲苯，可以適當(dāng)加些乙酸乙酯、乙酸丁酯。環(huán)保涂料用溶劑不準(zhǔn)含“三苯”——苯、甲苯、二甲苯，通常以乙酸乙酯、乙酸丁酯（BAC）、丙二醇甲醚乙酸酯（PMA）混合溶劑為主。也有的體系以乙酸丁酯和重重芳烴（如重芳烴S－100，重芳烴S－150）作溶劑。

4分子量調(diào)節(jié)劑

為了調(diào)控分子量，就需要加入分子量調(diào)節(jié)劑（或稱為粘度調(diào)節(jié)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑）。現(xiàn)在常用的品種為硫醇類化合物。如正十二烷基硫醇，仲十二烷基硫醇，叔十二烷基硫醇，巰基乙醇，巰基乙酸等。巰基乙醇在轉(zhuǎn)移后再引發(fā)時(shí)可在大分子鏈上引入羥基，減少羥基型丙烯酸樹脂合成中羥基單體用量。通過提高引發(fā)劑用量也可以對分子量起到一定的調(diào)控作用。

五  水性丙烯酸樹脂

水性丙烯酸烯樹脂涂料是水性涂料中發(fā)展快、品種多的無污染型涂料。包括：

丙烯酸樹脂乳液：主要是由油性烯類單體乳化在水中在水性自由基引發(fā)劑引發(fā)下合成的

丙烯酸樹脂水分散體（亦稱水可稀釋丙烯酸）：是通過自由基溶液聚合或逐步溶液聚合等不同的工藝合成的。

丙烯酸樹脂水溶液。

粒子粒徑看：乳液粒徑>樹脂水分散體粒徑>水溶液粒徑。從應(yīng)用看以前兩者最為重要。

1丙烯酸乳液的合成

乳液聚合是一種重要的自由基聚合實(shí)施方法。由于其聚合機(jī)理，可以以高的聚合速率合成高分子量的聚合物，是乳膠漆基料的重要聚合方法。其中丙烯酸乳液是最重要的乳膠漆基料，具有顆粒細(xì)、彈性好、耐光、耐候、耐水的特點(diǎn)。丙烯酸乳液的合成充分體現(xiàn)了乳液聚合對涂料工業(yè)的重要性。

油性單體在水介質(zhì)中由乳化劑分散成乳狀液，由水溶性引發(fā)劑引發(fā)的聚合稱為乳液聚合。乳液聚合配方為: 油性（可含少量水性）單體：30%～60%；去離子水：40%～70% ；水溶性引發(fā)劑：0.3～0.7%；乳化劑（Emulsifier）：1%～3%。

表二 乳液聚合實(shí)例內(nèi)墻漆用苯丙乳液合成配方

2  丙烯酸樹脂水分散體的合成

丙烯酸樹脂水分散體的合成通常采用溶液聚合法，其溶劑應(yīng)與水互溶；另外，在單體配方中往往含有羧基或叔胺基單體，前者用堿中和得到鹽基，后者用酸中和得到季胺鹽基，然后在強(qiáng)烈攪拌下加入水分別得到陰離子型和陽離子型丙烯酸樹脂水分散體。加水后若沒有轉(zhuǎn)相，則體系似真溶液，若補(bǔ)水到某一數(shù)值，完成轉(zhuǎn)相后，外觀則似乳液。兩種離子型分散體中，陰離子型應(yīng)用比較廣泛。

丙烯酸樹脂水分散體的合成采用油性引發(fā)劑引發(fā)、用親水性的醇醚及醇類作混合溶劑、混合單體以“饑餓”方式滴加、用分子量調(diào)節(jié)劑控制分子量。水性樹脂經(jīng)堿中和實(shí)現(xiàn)其水分散性，在強(qiáng)力攪拌下加入去離子水，即得到透明或乳樣的丙烯酸樹脂水分散體。

丙烯酸樹脂是重要的涂料工業(yè)用成膜物質(zhì)，其今后的發(fā)展仍將呈加速增長趨勢。其中水性丙烯酸樹脂（包括乳液型和水可稀釋型）的研究、開發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用將更加受到重視,要加強(qiáng)核殼結(jié)構(gòu)、互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)乳液的研究；高固體份丙烯酸樹脂和粉末涂料用丙烯酸樹脂也將占有一定的份額；同時(shí)，氟、硅單體改性、聚氨酯改性、環(huán)氧樹脂改性以及醇酸樹脂改性的丙烯酸樹脂在一些高及特殊領(lǐng)域的應(yīng)用會得到進(jìn)一步的推廣。

六   應(yīng)用

1 用于建筑涂料

如丙烯酸樹脂建筑用乳膠漆，聚丙烯酸酯彩色涂料，防水涂料和外墻涂料。

聚丙烯酸酯彩色涂料的基料可用于制備清漆或者色漆，其制得的清漆或者色漆適合于內(nèi)外墻裝飾，具有色彩艷麗，耐水性，耐惡劣氣候性強(qiáng)，漆膜柔韌，對環(huán)境無污染等特點(diǎn)。

2 用于制備防腐涂料

水性鐵紅丙烯酸防銹漆，水性自交聯(lián)丙烯酸防腐涂料，耐酸雨有機(jī)硅改性丙烯酸涂料，水性聚氨酯改性丙烯酸木器涂料。

水性鐵紅丙烯酸防銹漆是自干型涂料，其性能優(yōu)于紅丹酚醛防銹漆和紅丹醇酸防銹漆。該漆具有優(yōu)良的耐鹽水性，耐腐蝕性，漆膜附著力強(qiáng)，堅(jiān)韌牢固，可與各類面漆配套使用，且無毒害，不燃不爆，對壞境污染少，便于儲藏運(yùn)算和施工涂料。該涂料主要應(yīng)用于大型機(jī)械 車輛 船舶與小型儀器儀表的涂裝。

3 用于導(dǎo)電功能丙烯酸涂料

丙烯酸--石墨導(dǎo)電涂料，丙烯酸—聚苯胺防腐導(dǎo)電涂料，塑料制品用丙烯酸防靜電涂料

丙烯酸—石墨導(dǎo)電性涂料具有良好的導(dǎo)電性，對陶瓷表面具有良好的附著力，其優(yōu)點(diǎn)在于不污染環(huán)境 價(jià)格低廉，主要用于電磁屏蔽的涂覆。

4 光學(xué)涂料

溶劑型丙烯酸熒光涂料，丙烯酸夜光涂料，聚合物水泥長余輝蓄能發(fā)光涂料，丙烯酸紫外光固化光纖帶涂料。

溶劑型丙烯酸熒光涂料，聚丙烯酸樹脂無色透明且透光性良好，特別是對紫外光透過率高，耐水 耐堿性好，其作為主要成膜物添加熒光顏料制成熒光涂料，施工性好，漆膜鮮艷，使用時(shí)間長。可用于建筑涂料 裝潢設(shè)計(jì) 鐵路 公路 人造景觀等。

5 抗菌涂料

食用用型無機(jī)抗菌涂料，防氡抗菌苯丙乳液建筑涂料，納米氧化鋅—苯丙乳液抗菌涂料，納米銀粉抗菌涂料。

食用用型無機(jī)抗菌涂料，由溶膠—凝膠法制備的Ag系 Ag—Zn系及Ag—Cu系無機(jī)抗菌粉體可添加與丙烯酸涂料中得到抗菌性 耐酸性 耐堿性和耐水性優(yōu)良的抗菌涂料。該涂料可廣泛應(yīng)用于食品廠 釀造廠 制藥廠及醫(yī)院等場所。