丙烯酸树脂的合成及应用
以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯以及苯乙烯（St）等乙烯基单体为主要原料合成的共聚物称为丙烯酸酯树脂（简称AR）。该类树脂具有色浅、保色、保光、耐候、耐腐蚀和耐污染等特点，已广泛应用于汽车、飞机、机械电子、家具、建筑、皮革、木材、造纸、印染、工业塑料及日用品涂饰等领域。其主要类型有溶剂型AR、水性AR、高固体组分AR和粉末型AR等。
通过选用不同的树脂结构、不同的配方、生产工艺及溶剂组成，可合成不同类型、不同性能和不同应用领域的丙烯酸树脂，丙烯酸树脂根据结构和成膜机理的差异又可分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。热塑性丙烯酸树脂在成膜过程中不发生进一步交联，因此它的相对分子量较大，具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快、施工方便，易于施工重涂和返工，制备铝粉漆时铝粉的白度、定位性好。热塑性丙烯酸树脂在汽车、电器、机械、建筑等领域应用广泛。热固性丙烯酸树脂是指在树脂结构中带有一定的官能团，在制漆时通过加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等树脂中的官能团反应形成网状结构，热固性树脂一般相对分子量较低。热固性丙烯酸涂料有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐侯性、在高温烘烤时不变色、不返黄。最重要的应用是和氨基树脂配合制成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽车、摩托车、自行车、卷钢等产品上应用十分广泛。1．水溶性丙烯酸树脂
随着人类对环境及健康的日益重视，水性涂料已获得了愈来愈广泛的应用。国内工业涂料的水性化水平和工业发达国家相比存在着很大差距。水性涂料面临的主要难题是在成本可接受的前提下如何提高产品的性能，使之达到与溶剂型漆相同或接近的水平，并进一步降低VOCs的排放量。水性涂料代表着低污染涂料发展的主要方向。为了不断改善其性能，扩大其应用范围，近半个世纪以来国内外对水性涂料进行了大量的研究。
水性丙烯酸酯树脂涂料在近几十年内得以迅速发展，除了它具有水性涂料的优缺点外，还与丙烯酸酯单体的结构有密切的关系。丙烯酸酯类单体中具有的碳碳不饱和双键经聚合反应生成丙烯酸树脂，该树脂的主链为碳-碳链，有很高的光、热和化学稳定性。因此由丙烯酸酯树脂制备的涂料具有很好的耐候性、耐污
性、耐化学药品等性能。甲基丙烯酸酯与丙烯酸酯类单体不同的是甲基丙烯酸酯在位置有甲基是典型的非对称结构，它参与共聚可以使共聚物的分子出现极性，从而提高涂膜的物理机械性能，所以甲基丙烯酸酯聚合物比丙烯酸酯聚合物更硬，耐光老化性更好。水性丙烯酸酯树脂除了以上跟单体结构相关的特点外，它还具有防腐、耐水、成膜性好、保色性佳、施工性能良好、使用安全等优点。水性丙烯酸酯树脂的优点是其得以迅速发展的主要因素，但它也具有自身不可消除的缺点，主要表现在树脂成膜干燥后，热粘冷脆、抗回粘性差、耐热性不佳、耐水性等。因此水性丙烯酸酯树脂的应用领域也相应受到限制。
水性涂料用基料一水性成膜物有水溶型、水乳型和水分散型。一般水性丙烯酸酯树脂主要有水溶型和水乳型两种，它们对应的合成方法是溶液聚合和乳液聚合，这两种方法也是目前水性丙烯酸酯树脂合成最常用的合成方法，它们各自有其特点。
2．溶剂型性丙烯酸树脂
溶剂型丙烯酸树脂主要是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯通过自由基溶液聚合反应生成的均聚物或与其他烯类单体生成的共聚物，随着溶剂的挥发，成膜物质与其他不挥发组分共同形成均匀连续的薄膜而成涂层的。由于其涂膜紧密，抗CO2、SO2的渗透性好，通常具有较好的硬度、光泽、耐水性、耐酸碱性及良好的耐候性、耐污染性。其在建筑、汽车、航空、桥梁、木器家具和轻工家电等领域都有广泛的应用，尤其是在涂料工业方面起着十分重要的作用。
涂料发展的总趋势是涂料的专用化和涂料的功能化。目前，溶剂型丙烯酸树脂依靠自己的独特优势在很多性能方面都有所提高，由它制备的高固体份、高透气性的防水和超耐候性的涂料都有广阔的市场前景，但解决传统的溶剂型丙烯酸树脂中的溶剂污染问题，研制开发无刺激性气味、无毒或低毒的有机溶剂产品也将是研究的重点。
3．高固体份丙烯酸树脂
高固体份丙烯酸树脂就是为了适应发展的要求，在普通的丙烯酸树脂的基础上进行改进而制备成功的，其涂料的施工固体份不得小于质量60%或体积的80%。高固体份丙烯酸树脂主要是用来制备热固性涂料的，需要加入多异氰酸酯、氨基树脂等固化剂进行交联反应，以提高涂膜的综合性能。但是此涂料体系的高固体
份、高粘度特性使得成膜组分间的反应动力学方面存在一定的限制，涂料的成膜固化过程不仅由化学反应动力学控制，而且由反应基团相互接近的扩散动力学过程(既反应基团的可及性)所控制，对其机理有待于更深的研究。高固体分丙烯酸涂料既具有优良的综合性能，又是一种环境友好型的涂料品种，因而具有重要的使用价值和广阔的应用前景，但高固体份丙烯酸涂料存在粘度高、润湿性差、涂膜易流挂等不足之处需要进一步解决，采用或开发专用的抗流挂助剂及其他助剂就是一个行之有效的方法。
4．粉末型丙烯酸树脂
粉末涂料主要是由树脂、固化剂、颜料、填料、助剂等混合而成的固体粉末，通过静电喷涂方式涂覆于涂物的表面，再经过烘烤使其熔融流平，固化成膜。由于不含任何有机溶剂、无污染、利用率高、能耗低、工艺简单，目前已成为大家认可的“4E型”（高的生产效率、优良的涂膜性能、生态环保、经济）涂料。丙烯酸粉末涂料是以丙烯酸树脂为主要成膜物质的热固性粉末涂料，具有耐候性强、耐化学腐蚀性佳、保色性好等优点，广泛应用在家电和汽车等行业；但丙烯酸粉末涂料的抗冲击性能差、价格较高，与其他粉末涂料的表面张力差异较大，与其他树脂的相容性不好。目前，工业化的丙烯酸树脂主要是缩水甘油基丙烯酸树脂。为了更好的发展丙烯酸粉末涂料，学者们也做了深入研究。通过优化合成配方、添加改性物质、改变聚合方法等措施，制备了性能优异的丙烯酸粉末涂料。
本文参考文献
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