水性丙烯酸酯

水性丙烯酸酯

（1）传统的溶剂型丙烯酸树脂有机溶剂含量很高，有机溶剂在施工及干燥过程中排入大气，对人体和环境造成极大危害。此外，目前制备水性丙烯酸树脂的过程中均使用了大量的有机助溶剂，仍不可避免有机溶剂带来的危害。因此，进一步降低水性丙烯酸树脂中的有机助溶剂含量具有十分重要的意义。

（2）水性丙烯酸树脂涂料相比于溶剂型丙烯酸树脂还存在诸多问题：1）水的蒸发潜热大，涂膜干燥速度慢；2）水的表面张力大，对颜料的分散和涂布性能等造成不利影响；3）水性丙烯酸树脂一般需中和，因此通常呈弱碱性，而树脂中的酯键在碱性条件下易水解，从而影响涂料的贮存稳定性及其他涂膜性能；4）分子链中过量的亲水性基团会增加涂膜的吸水率，影响涂膜的耐水性，从而缩短漆膜的使用寿命。

在不影响丙烯酸树脂水分散性能及乳液稳定性的同时，改善水性丙烯酸树脂的干燥性能、耐水性、贮存稳定性、硬度、光泽等，必须从分子水平上对其进行全面改性。目前，我国水性丙烯酸树脂的市场刚刚启动，水性丙烯酸树脂在各项性能检测指标与溶剂型丙烯酸树脂仍然存在一定距离。因此，制备具有良好稳定性、干燥性和耐水性等性能的水性丙烯酸树脂是非常必要的。

丙烯酸乳液制备时，乳化剂的种类及用量、功能单体、交联剂、软硬单体的比例等都对乳液最终的性能有所影响，这些影响因素使乳液聚合过程较为复杂。

水性丙烯酸树脂因具有优异的耐摩擦性、稳定性、耐热性以及与颜料匹配性等而成为水性涂料的首选基底树脂。但是丙烯酸酯乳液仍存在一些缺点，比如说粘结性能、耐老化性、延伸性较差；存在“低温发脆、高温返粘”的现象。

通过溶液聚合法，引入功能性单体提高涂层的干燥性能、耐水性和力学性能等。可制得高固体分、大分子量纳米级的水性丙烯酸树脂。高固体分化有助于进一步提高水性丙烯酸树脂的干燥速度、降低能耗和运输成本、提高生产效率。乳胶粒的纳米化，可改善涂料在基材表面的润湿性和附着力，纳米乳胶粒超低的表面张力亦有利于颜料和填料的均匀分散；加之所制涂层较为致密，具有良好的成膜性和耐水性。然后通过配方设计调制出适合工业使用的水性丙烯酸树脂涂料。

如何通过分子设计和合成路线优化，在不添加有机助溶剂和小分子表面活性剂的基础上，保持水性高固体分自交联丙烯酸树脂稳定，且确保乳胶粒的粒径为纳米级，是本项目拟解决的关键技术问题之一。

（2）创新点

1）乳液聚合过程中会引入乳化剂，小分子的乳化剂伴随着乳液的成膜，乳会迁移到表面，由于乳化剂带有亲水基团，造成乳胶膜吸水率提高，耐水效果差，光泽低，干燥慢而且在高速搅拌条件下，乳液会发生破乳、凝胶的现象，造成乳液的冻融、机械、储存等稳定性较差。所以采用溶液聚合，不适用任何乳化剂，

制备高性能水性丙烯酸树脂。

2）水性丙烯酸树脂在制备过程中引入交联单体，室温固化成膜过程反应性基团之间相互结合形成多种分子内化学交联，形成网络结构，综合性能得以提高，尤其是涂层的干燥速度快、光泽高、耐水性好、力学性能优异，从而可与溶剂型涂料相媲美。