丙烯酸树脂

丙烯酸树脂

一、丙烯酸树脂定义：

以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及苯乙烯等乙烯基类单体为主要原料合成的共聚物称为丙烯酸树脂。

二、丙烯酸树脂分类

1、根据组成成分：丙全树脂、苯丙树脂、硅丙树脂、醋丙树脂、氟丙树脂、叔丙（叔碳酸酯-丙烯酸酯）树脂等。

2、根据成膜特性：热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。

热塑性丙烯酸树脂其成膜主要靠溶剂或分散介质（常为水）挥发使大分子或大分子颗粒聚集融合成膜，成膜过程中没有发生化学反应，缺点是涂膜的耐溶剂性较差；

热固性丙烯酸树脂也称为反应交联型树脂，其成膜过程中伴有几个组分可反应基团的交联反应，因此涂膜具有网状结构，因此其耐溶剂性、耐化学品性好，适合于制备防腐涂料。

三、丙烯酸单体

单体名称功能

甲基丙烯酸甲酯

甲基丙烯酸乙酯苯乙烯

丙烯睛提高硬度，

称之为硬单体。

丙烯酸乙酯丙烯酸正丁酯

丙烯酸月桂酯

丙烯酸-2-乙基己酯

甲基丙烯酸月桂酯甲基丙烯酸正辛酯提高柔韧性，促进成膜，称之为软单体。

丙烯酸-2-羟基乙酯

丙烯酸-2-羟基丙酯

甲基丙烯酸-2-羟基乙酯甲基丙烯酸-2-羟基丙酯甲基丙烯酸缩水甘油酯

丙烯酰胺

N-羟甲基丙烯酰胺

N-丁氧甲基（甲基）丙烯酰胺

二丙酮丙烯酰胺（DAAM）

甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯（AAEM）

二乙烯基苯

乙烯基三甲氧基硅烷

乙烯基三乙氧基硅烷

乙烯基三异丙氧基硅烷

γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷引入官能团或交联点，提高附着力，

称之为交联单体。

丙烯酸与甲基丙烯酸的低级烷基酯

苯乙烯

抗污染性

甲基丙烯酸甲酯

苯乙烯

甲基丙烯酸月桂酯

丙烯酸-2-乙基己酯

耐水性

丙烯睛

甲基丙烯酸丁酯

甲基丙烯酸月桂酯

耐溶剂性

丙烯酸乙酯

丙烯酸正丁酯

丙烯酸-2-乙基己酯

甲基丙烯酸甲酯

甲基丙烯酸丁酯

保光、保色性

丙烯酸

甲基丙烯酸

亚甲基丁二酸（衣康酸）苯乙烯磺酸乙烯基磺酸钠AMPS

实现水溶性，增加附着力，称之为水溶性单体、表面活性单体。

四、丙烯酸的共聚改性1、共聚目的：（1）改进树脂的Tg

（2）调节树脂极性、溶解性、机械力学性能，如丙烯酸，甲基丙烯酸可改进漆膜与底材的附着力；

（3）引进官能团，用以和交联剂反应形成交联结构，主要功能单体有：丙烯酸羟乙酯（羟丙酯），N-羟甲基丙烯酰胺，引入-OH 丙烯酸，

甲基丙烯酸，亚甲基丁二酸，引入-COOH 使共聚物成为水溶性，改进树脂附着力，与有关交联剂发生反应。

所以，应根据涂膜的使用要求，选择合适的单体对共聚物进行分子设计并通过实验，研制符合要求的涂料用树脂使我们研发人员追求的目标。

2、共聚后Tg 的计算公式：

五、丙烯酸树脂的配方设计原则

丙烯酸树脂及其涂料应用范围很广，因此其配方设计是非常复杂的。基本原则主要遵循以下几点：

1、要针对不同基材和产品确定树脂剂型——溶剂型或水剂型；

2、根据性能要求确定单体组成、玻璃化温度（Tg ）、溶剂组成、引发剂类型及用量和聚合工艺；

最后通过实验进行检验、修正，以确定最佳的产品工艺和配方。其中单体的选择是配方设计的核心内容。

六、单体的选择1、单体概述

为方便应用，通常将聚合单体分为硬单体、软单体和功能单体三大类，具体可以参照上表。

甲基丙烯酸甲酯（MMA ）、苯乙烯（ST ）、丙烯睛(AN)是最常用的硬单体；丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)为最常用的软单体。

长链的丙烯酸及甲基丙烯酸酯（如月桂酯、十八烷酯）具有较好的耐醇性和耐水性。

功能性单体有含羟基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，含羧基的单体有丙烯酸和甲基丙烯酸。羟基的引入可以为溶剂型树脂提供与聚氨酯固化剂、氨基树脂交联用的官能团。

其它功能单体有：丙烯酰胺（AAM）、羟甲基丙烯酰胺（NMA）、双丙酮丙烯酰胺（DAAM）和甲基丙烯酸乙酰乙酸乙酯（AAEM）、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯（DMAEMA）等。

功能单体的用量一般控制在1％~6％质量份，不能太多，否则可能会影响树脂或成漆

的贮存稳定性。更多单体选择方面资料请参见：丙烯酸树脂合成过程中单体的选择原则总结。

乙烯基三异丙氧基硅烷单体由于异丙基的位阻效应，Si－O键水解较慢，在乳液聚合中其用量可以提高到10％，有利于提高乳液的耐水、耐候等性能，但是其价格较高。

含羧基的单体引入羧基可以改善树脂对颜、填料的润饰性及对基材的附着力，而且同环氧基团有反应性，对氨基树脂的固化有催化活性。

2、羟基型丙烯酸树脂

合成羟基型丙烯酸树脂时羟基单体的种类和用量对树脂性能有重要影响。

双组分聚氨酯体系的羟基丙烯酸组分常用伯羟基类单体：丙烯酸羟乙酯（HEA）或甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）；

氨基烘漆的羟基丙烯酸组分常用仲羟基类单体：丙烯酸-β-羟丙酯（HPA）或甲基丙烯酸-β-羟丙酯（HPMA）。伯羟基类单体活性较高，由其合成的羟丙树脂用作氨基烘漆的羟基组分时影响成漆贮存，可选择仲羟基丙酯单体。

另外，通过羟基型链转移剂（如巯基乙醇、巯基丙醇、巯基丙酸-2-羟乙酯）可以在大

分子链端引入羟基，改善羟基分布，提高硬度，并使分子量分布变窄，降低体系粘度。

3、其它注意事项

为提高耐乙醇性要引入苯乙烯、丙烯睛及甲基丙烯酸的高级烷基酯，降低酯基含量。可以考虑二者并用，以平衡耐候性和耐乙醇性。甲基丙烯酸的高级烷基酯有甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八醇酯等。

涂料用丙树脂常为共聚物，选择单体时必须考虑他们的共聚活性。实际工作时一般采用单体混合物“饥饿态”加料法（即单体投料速率<共聚速率）控制共聚物组成。为使共聚顺

利进行，共聚用混合单体的竟聚率不要相差太大，如苯乙烯同醋酸乙烯、氯乙烯、丙烯睛难以共聚。