一、丙烯酸酯聚合物的组成与性能的关系
黏度Байду номын сангаас膜性
涂料用聚丙烯酸酯溶液及涂膜的性质主要由分子量、 涂料用聚丙烯酸酯溶液及涂膜的性质主要由分子量、 聚合物溶液的性质以及大分子链的组成决定。 聚合物溶液的性质以及大分子链的组成决定。任何一种溶 剂型涂料，其成膜能力与分子间的化学键、 剂型涂料，其成膜能力与分子间的化学键、次价键以及分 子间的缠结有关。 子间的缠结有关。 涂料的黏度直接影响施工性能。 涂料的黏度直接影响施工性能。溶剂型涂料的黏度受 聚合物分子量的影响，但是对于水乳型涂料来说， 聚合物分子量的影响，但是对于水乳型涂料来说，体系黏 度主要由连续相水的黏度决定， 度主要由连续相水的黏度决定，聚合物颗粒的分子量对体 系黏度的影响不大。 系黏度的影响不大。
大分子链组成的影响
涂料中使用的的丙烯酸树脂， 涂料中使用的的丙烯酸树脂，主要由聚 甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸酯组成。 碳原子 甲基丙烯酸酯和聚丙烯酸酯组成。a碳原子 上是否存在甲基、 上是否存在甲基、酯侧基的长度以及是否 存在官能团等， 存在官能团等，对涂膜的性质有重大的影 响。
1、a碳原子上的取代基的影响 、 碳原子上的取代基的影响 a碳原子上存在甲基时，聚合物链的旋转受阻。 碳原子上存在甲基时， 碳原子上存在甲基时 聚合物链的旋转受阻。 与聚丙烯酸酯相比较， 与聚丙烯酸酯相比较，聚甲基丙烯酸酯的拉伸强 大玻璃化温度高，伸长率下降。 大玻璃化温度高，伸长率下降。 2、侧链上基团的影响 、 酯侧链基团增大， 酯侧链基团增大，则侧基链段的运动能力也相 应增加。由此引起比热容增加，拉伸强度降低， 应增加。由此引起比热容增加，拉伸强度降低， 延伸率增加。 延伸率增加。 3、聚合物主链的组成 、 丙烯酸酯涂料的宏观漆膜性质与聚合物组成间的 关系可用玻璃化温度和溶度参数来描述。 关系可用玻璃化温度和溶度参数来描述。
保温聚合。单体滴完后，保温反应一定时间， (4) 保温聚合。单体滴完后，保温反应一定时间， 使单体进一步聚合 (5)后消除 保温结束后， 后消除。 (5)后消除。保温结束后，可以分两次或多次间隔补 加引发剂，提高转化率。 加引发剂，提高转化率。 再保温。 (6) 再保温。 取样分析。主要测外观、 (7) 取样分析。主要测外观、固含量和黏度等指标 调整指标。 (8) 调整指标。 过滤、包装、质检、入库。 (9) 过滤、包装、质检、入库。
3）引发剂。乳液聚合中常用水性无机过氧化物如 ）引发剂。 过硫酸钾、过硫酸铵作引发剂。 过硫酸钾、过硫酸铵作引发剂。 PH调节剂 4）PH调节剂 纯丙烯酸酯或丙烯酸酯纯丙烯酸酯或丙烯酸酯-苯乙烯共聚乳液中有羧酸 存在， PH值约为3.为提高乳胶的稳定性 值约为3.为提高乳胶的稳定性， 存在，故PH值约为3.为提高乳胶的稳定性，可用 氨水将体系的PH值调到9 10.乙酸乙烯氨水将体系的PH值调到9-10.乙酸乙烯-苯乙烯共 PH值调到 乙酸乙烯 聚乳胶液用NaHCO3作PH调节剂 调节剂。 聚乳胶液用NaHCO3作PH调节剂。 NaHCO3
2、影响溶液聚合反应的主要因素 、
1）、引发剂和聚合反应的速度 ）、 溶剂型丙烯酸酯树脂常用过氧化物和偶氮类化合物作引 发剂。由于过氧化物具有氧化性， 发剂。由于过氧化物具有氧化性，故这类引发剂易使聚合物 体系发生交联反应。 体系发生交联反应。 2）、单体 ）、单体 ）、 随着乙烯基上取代基的碳原子数的增加， 随着乙烯基上取代基的碳原子数的增加，丙烯酸酯类单 体的聚合反应也逐渐变难。 体的聚合反应也逐渐变难。 3）、溶剂 ）、溶剂 ）、 溶剂的存在有利于反应热的排除，从而使聚合温度易于控 溶剂的存在有利于反应热的排除， 但是在聚合反应的链增长过程中， 制。但是在聚合反应的链增长过程中，易发生向溶剂链转移 的反应，使聚合产物的分子量降低。溶剂不同， 的反应，使聚合产物的分子量降低。溶剂不同，链转移常数 也不同。 也不同。
二、溶剂型丙烯酸树脂
• 主要类型
1、热塑型丙烯酸树脂 是以甲基丙烯酸甲酯或一定数量的苯乙烯为主体， 是以甲基丙烯酸甲酯或一定数量的苯乙烯为主体，配 以丙烯酸乙酯、丁酯等单体共聚合成的。 以丙烯酸乙酯、丁酯等单体共聚合成的。具有优良的耐候 保光性、耐化学药品性和耐水性等。 性、保光性、耐化学药品性和耐水性等。 2、热固性丙烯酸酯树脂 这是一类具有反应性的聚合物。 这是一类具有反应性的聚合物。它是通过具有反应官能 团的单体与丙烯酸酯单体共聚合的方法制备的。 团的单体与丙烯酸酯单体共聚合的方法制备的。根据官能 团单体的类型可分为酸型、羟基型、环氧型和酰胺型。 团单体的类型可分为酸型、羟基型、环氧型和酰胺型。
聚丙烯酸酯能形成光泽好而耐水的膜,粘合牢固 聚丙烯酸酯能形成光泽好而耐水的膜 粘合牢固, 粘合牢固 不易剥落，在室温下柔韧而有弹性，耐候性好， 不易剥落，在室温下柔韧而有弹性，耐候性好，但 抗拉强度不高。可做高级装饰涂料 装饰涂料。 抗拉强度不高。可做高级装饰涂料。聚丙烯酸酯有 粘合性，可用作压敏性胶粘剂和热敏性胶粘剂。由 粘合性，可用作压敏性胶粘剂和热敏性胶粘剂。 胶粘剂和热敏性胶粘剂 于它的耐老化性能好，粘结污染小，使用方便， 于它的耐老化性能好，粘结污染小，使用方便，其 产量增加较快。 纺织工业方面 方面,聚丙烯酸酯可用于 产量增加较快。在纺织工业方面 聚丙烯酸酯可用于 浆纱、印花和后整理,用它整理过的纺织品， 用它整理过的纺织品 浆纱、印花和后整理 用它整理过的纺织品，挺括美 手感好；它还可用作无纺布和植绒、 观，手感好；它还可用作无纺布和植绒、植毛产品 的粘合剂。聚丙烯酸酯可用于鞣制皮革，可增加皮 粘合剂。聚丙烯酸酯可用于鞣制皮革， 皮革 革的光泽、防水性和弹性。 革的光泽、防水性和弹性。
聚丙烯酸酯
内 容 导 览
聚丙烯酸酯简介 溶剂型丙烯酸树脂 水乳型丙烯酸树脂的合成
结
语
• 聚丙烯酸酯： 聚丙烯酸酯： 丙烯酸酯的聚合物。丙烯酸酯在光、热及引 剂作用下非常容易聚合。 按照R的不同,形成一系列聚丙烯酸酯。
性质和应用
聚丙烯酸酯易溶于丙酮、乙酸乙酯、苯及二 氯乙烷，而不溶于水。由于其高分子链的 柔顺性,它们的玻璃化温度(Tg)较低，并随 酯基的碳原子数及其支化情况而异,当碳原 子数为8时最低。在相同碳原子数的酯基中， 支化者玻璃化温度较高（见表）。
真空
初加引发剂罐
单体1 溶剂1
工艺流程图如下： 工艺流程图如下：
单体2
溶剂2
单体3
单体4
单体计量罐 单体混合罐 初加单体混合罐
溶剂计量罐
滴加引发剂罐
聚合釜
冷凝器
分水器
图5-1 溶剂型丙烯酸酯树脂合成工艺流程图
三、水乳型丙烯酸树脂的合成
由聚合物水乳液配以体质颜料、 由聚合物水乳液配以体质颜料、颜料和其他 助剂调配而成的乳胶漆，是一种安全无毒、 助剂调配而成的乳胶漆，是一种安全无毒、施工 方便、耐碱性好的涂料。 方便、耐碱性好的涂料。它广泛用做建筑物的内 外墙和金属的防锈图层。 外墙和金属的防锈图层。其中以聚丙烯酸乳胶漆 丙烯酸酯—乙酸乙烯共聚物乳胶漆和丙烯酸酯 、丙烯酸酯 乙酸乙烯共聚物乳胶漆和丙烯酸酯 —苯乙烯共聚物有光乳胶漆的使用最为广泛。 苯乙烯共聚物有光乳胶漆的使用最为广泛。 苯乙烯共聚物有光乳胶漆的使用最为广泛
结
语
丙烯酸树脂是重要的涂料工业用成膜物质， 丙烯酸树脂是重要的涂料工业用成膜物质，其 今后的发展仍将呈加速增长趋势。 今后的发展仍将呈加速增长趋势。其中水性丙烯 酸树脂（包括乳液型和水可稀释型）的研究、 酸树脂（包括乳液型和水可稀释型）的研究、开 生产及应用将更加受到重视, 发、生产及应用将更加受到重视,要加强核壳结构 互穿网络结构乳液的研究； 、互穿网络结构乳液的研究；高固体份丙烯酸树 脂和粉末涂料用丙烯酸树脂也将占有一定的市场 份额；同时， 硅单体改性、聚氨酯改性、 份额；同时，氟、硅单体改性、聚氨酯改性、环 氧树脂改性以及醇酸树脂改性的丙烯酸树脂在一 些高端及特殊领域的应用会得到进一步的推广。 些高端及特殊领域的应用会得到进一步的推广。
3、溶液的聚合过程 、
(1)共聚单体的混合。关键是计量，无论大料（ (1)共聚单体的混合。关键是计量，无论大料（如硬 共聚单体的混合 软单体）或是小料（如功能单体、引发剂、 、软单体）或是小料（如功能单体、引发剂、分 子量调节剂等）最好精确到0.2 以内， 0.2％ 子量调节剂等）最好精确到0.2％以内，保证配 方的准确实施。同时，应该现配现用。 方的准确实施。同时，应该现配现用。 (2) 加入釜底料。将配方量的（混合）溶剂加入反 加入釜底料。将配方量的（混合） 应釜，逐步升温至回流温度，保温约0.5h 0.5h， 应釜，逐步升温至回流温度，保温约0.5h，驱氧 在回流温度下， (3) 在回流温度下，按工艺要求滴加单体和引发剂 的混合溶液。滴加速度要均匀， 的混合溶液。滴加速度要均匀，如果体系温升过 快应降低滴料速度。 快应降低滴料速度。
1、乳液聚合物的组成
在乳液聚合的过程中， 在乳液聚合的过程中，除使用大量的去离子水 还使用以下主要原料： 外，还使用以下主要原料： 1）单体。制备聚合物乳液用的主要单体有乙酸乙 ）单体。 苯乙烯和丙烯酸酯等乙烯基单体。 烯、苯乙烯和丙烯酸酯等乙烯基单体。 2）乳化剂。丙烯酸酯乳液中常用的乳化剂是阴离 ）乳化剂。 子型和非离子型的。常用的乳化剂有： 子型和非离子型的。常用的乳化剂有：OP-10、 、 OP-18等非离子型乳化剂和 等非离子型乳化剂和MS-1阴离子型乳化剂 等非离子型乳化剂和 阴离子型乳化剂
4）、链转移剂 ）、链转移剂
在溶液聚合反应中， 在溶液聚合反应中，溶剂本身就起着链转移剂的作 但链转移常数较低。为了调节产物的分子量， 用，但链转移常数较低。为了调节产物的分子量，还必须 添加一定数量的链转移剂。常用的有十二烷基硫醇、 添加一定数量的链转移剂。常用的有十二烷基硫醇、硫甘 醇酯等。 醇酯等。
2、乳液聚合法
单体后添加法。 一、单体后添加法。即将单体以外的的添加物在反 应前全部投入釜中，然后根据聚合反应程度， 应前全部投入釜中，然后根据聚合反应程度，再 将单体逐步添加到反应釜中，对所添加单体， 将单体逐步添加到反应釜中，对所添加单体，可 以先乳化后添加， 以先乳化后添加，也可进行直接将单体添加到反 应釜中。 应釜中。 间歇法。即反应开始时将单体一次加完， 二、间歇法。即反应开始时将单体一次加完，然后 再进行乳液聚合， 再进行乳液聚合，该法可用来制备高分子量丙烯 酸酯共聚物水乳液。 酸酯共聚物水乳液。