丙烯酸涂料配方设计
水性丙烯酸涂料配方设计
水性丙烯酸涂料配方设计
1.主要成分：
-丙烯酸共聚乳液：作为主要胶体颗粒，提供涂料的胶性和稳定性。
-填料：如碳酸钙、氧化铝等，提高涂膜硬度和附着力。
-分散剂：如十二烷基苯磺酸钠等，用于分散填料和稳定乳液。
-乳化剂：如辛酸月桥醇酯等，用于稳定乳液。
2.辅助成分：
-pH调整剂：如三乙醇胺，用于调整涂料的酸碱度。
-防腐剂：如异恶唑硫酮等，防止涂料发霉和腐败。
-抗氧化剂：如丁基羟基甲苯，防止涂料老化。
-防沉剂：如聚乙烯醇等，避免填料沉淀。
-润湿剂：如脂肪醇聚氧乙烯醚等，提高涂料的涂布性。
3.配方设计：
根据涂料的要求和实际情况，可进行以下配方设计：
-丙烯酸共聚乳液：占总配方的50-60%。
-填料：占总配方的30-40%，可根据需要调整。
-分散剂：占总配方的1-3%。
-乳化剂：占总配方的1-3%。
-pH调整剂：根据需要添加，一般占总配方的0.1-0.5%。
-防腐剂、抗氧化剂、防沉剂、润湿剂等：根据需要添加，总共占总配方的1-3%。
4.配方示例：
根据上述配方设计，以下是一个水性丙烯酸涂料的配方示例：
-丙烯酸共聚乳液：60%
-填料：35%
-分散剂：2%
-乳化剂：2%
-pH调整剂：0.3%
-防腐剂、抗氧化剂、防沉剂、润湿剂等：0.7%。
羟基丙烯酸乳液及其制备方法和涂料与流程
羟基丙烯酸乳液及其制备方法和涂料与流程1. 引言1.1 概述羟基丙烯酸乳液是一种常用的聚合物乳液，广泛应用于涂料、胶粘剂和纺织品等领域。
它具有优异的附着力、耐候性、抗水性和机械强度，是一种理想的材料用于各种功能性涂层的制备。
本文将深入探讨羟基丙烯酸乳液的制备方法以及其在涂料中的应用，旨在提供给读者一个全面了解该乳液及其相关标准与流程的机会。
1.2 羟基丙烯酸乳液的意义羟基丙烯酸乳液作为一种具有良好稳定性和成膜性能的聚合物分散体，在各个领域都有着重要的应用价值。
由于其卓越的耐候性和抗化学腐蚀性能，羟基丙烯酸乳液得到了广泛运用于建筑、汽车、纺织品等行业中各种防护型表面涂层或粘接剂中。
此外，羟基丙烯酸乳液还可通过配方调整，具备不同的功能性用途，如耐火、导电、抗菌等特殊性能，在新兴领域中也有着巨大的发展潜力。
1.3 研究背景近年来，随着环保意识的提高和对良好品质产品需求的增加，羟基丙烯酸乳液的研究逐渐受到人们关注。
尽管已有很多关于羟基丙烯酸乳液制备方法和应用领域的研究报道，然而仍存在一些问题亟待解决。
例如，在制备过程中如何控制粒径分布和稳定性、如何在涂料配方中实现最佳性能等方面都需要进一步探索。
另外，由于市场需求不断变化和技术进步，流程优化与控制也成为当前研究热点。
因此，本文旨在综述相关文献并对羟基丙烯酸乳液制备方法、涂料应用及其流程控制进行系统总结与分析，并展望未来可能的发展趋势。
2. 羟基丙烯酸乳液的制备方法2.1 原料准备与配方设计在羟基丙烯酸乳液的制备过程中，需要准备以下原料：羟基丙烯酸、乳化剂、稳定剂和其他辅助材料。
首先，选择高质量的羟基丙烯酸作为主要原料。
确保其纯度和活性，以提高最终产品的质量。
其次，选取合适的乳化剂和稳定剂。
这些添加剂可以帮助将羟基丙烯酸溶解在水中，并形成稳定的乳液结构。
常用的乳化剂包括阴离子型、非离子型和阳离子型等。
同时，稳定剂有助于维持乳液的均匀性，并防止其中固体颗粒发生沉淀或聚集。
丙烯酸树脂设计开发及生产技术概要
2.2、单体的选择2
常见功能性单体：丙烯酸-2-羟基乙酯（HEA）、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）、丙烯酰胺、 乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸等； 特点：一般含羟基、羧基、氨基、环氧基、含硅、含氟； 作用：引入官能团或交联点，提高附着力、耐水、耐溶剂等。
2.3、功能单体的具体特点
1、含羟基的单体：HEA、HEMA、HPA、HPMA 以及一些改性的单体，可以为溶剂型树脂提 供聚氨酯固化剂、氨基树脂交联用的官能团； 2、羧基的单体：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸等，羧基的引入可以改善树脂对颜、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； 3、有机硅单体：乙烯基三甲氧基硅烷（YDH-171）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 （KH-570）等，乙烯基硅氧烷类单体活性较大，很容易水解和交链，因此用量要少，而且最 好在聚合过程的保温阶段加入。
偶氮化合物是分子结构中含有偶氮基—N＝N—，它可在光和热作用下分解而放出氮气、 同时生成自由基。
偶氮类引发剂一般无诱导分解反应，所得大分子得分子量分布较窄。
2.12、常用引发剂引发活性
品名
过氧化二苯甲酰（BPO） 过氧化二月桂酰
过氧化-2-乙基已酸叔丁酯 过氧化-2-乙基己酸叔戊酯
过氧乙酸叔丁酯 过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB） 过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯
2.17、基本工艺
(1) 共聚单体的混合。关键是计量，无论大料（如硬、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，保证配方的准确实施。同时，应该现配现用; (2) 加入釜底料。将配方量的（混合）溶剂加入反应釜，逐步升温至回流温度，保温约0.5h，驱氧; (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，如果体系温升过快 应降低滴料速度; (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，可以分两次或多次间隔补加引发剂，提高转化率; (6) 再保温。保温后期可以适当升点温; (7) 取样分析。主要测外观、固含量和黏度等指标; (8) 调整指标; (9) 过滤、包装、质检、入库。
丙烯酸涂料成膜原理
丙烯酸涂料成膜原理丙烯酸涂料成膜原理丙烯酸涂料是一种常用的装饰涂料，广泛应用于建筑、家居以及工业领域。
了解丙烯酸涂料成膜的原理对于设计师、装饰工程师和消费者来说都非常重要。
本文将深入探讨丙烯酸涂料成膜的原理，包括其基本成分、反应机理以及成膜过程的影响因素。
一、丙烯酸涂料的基本成分丙烯酸涂料主要由以下几部分组成：丙烯酸树脂、颜料、助剂和溶剂。
丙烯酸树脂是涂料的主要成膜物质，它能够通过反应形成坚硬的膜层。
颜料用于给涂料着色，使其具有丰富的色彩。
助剂则用于改善涂料的流变性能和耐候性能。
溶剂则用于稀释丙烯酸树脂以便于涂刷施工。
二、丙烯酸涂料的反应机理丙烯酸涂料的成膜过程主要是通过丙烯酸树脂的聚合反应完成的。
丙烯酸树脂中的丙烯酸单体在存在活性物质的作用下发生聚合反应，形成高分子链状结构。
这些高分子链之间通过交联作用力形成一个三维网状结构，使得涂膜具有较高的强度和硬度。
聚合反应一般需要活性物质的存在来引发。
丙烯酸涂料中常用的引发剂有过氧化钒、过氧化氢以及有机过氧化物等。
这些引发剂能够通过提供自由基来引发聚合反应。
一旦聚合反应开始，丙烯酸单体之间就会形成共价键，最终形成一个坚固的聚合体。
三、丙烯酸涂料的成膜过程丙烯酸涂料的成膜过程可以分为以下几个步骤：涂刷施工、溶剂挥发、聚合反应和固化。
1. 涂刷施工：丙烯酸涂料在施工时会被均匀地涂刷在基材表面。
涂刷的过程中，涂料会形成一个较薄的涂膜，其中溶剂和丙烯酸树脂均匀分布。
2. 溶剂挥发：施工完成后，涂膜中的溶剂会逐渐挥发。
溶剂的挥发会导致涂膜厚度的减少，涂膜变得更加致密。
3. 聚合反应：溶剂挥发后，丙烯酸涂料开始发生聚合反应。
引发剂提供的自由基与丙烯酸单体发生反应，使其逐渐形成聚合体。
4. 固化：聚合反应完成后，丙烯酸涂料中的聚合体开始逐渐固化。
固化过程是一个化学交联的过程，使得涂膜形成牢固的纳米结构。
四、影响丙烯酸涂料成膜的因素丙烯酸涂料的成膜过程受到多种因素的影响，包括温度、湿度和基材特性等。
溶剂型丙烯酸树脂
例子：典型共聚配方如下，试分析各单体攻共聚后所起的作用 MMA/BA/HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯)/AA（丙烯酸） 50 ：39 ：10 ：1 分析： MMA： 硬单体，是聚合物中的主体 BA： 软单体，用来调节Tg，提供链的柔性。 HEMA： 提供自由-OH，用于交联反应。 AA： 使树脂有较好的附着力，并有助于防止颜料絮凝，引入的COOH等也可参加交联反应。上述配方中各组分可调节，如可用部分st 代替MMA，但光老化性能不如前者，因为含有苯环。 丙烯酸异丁酯（-22 ℃ ）与丙烯酸正丁酯（-56 ℃ ）的Tg不同，需要予 以注意，异丁基叔碳原子上的H原子易被提取，聚合时易产生分枝，易光 老化。 聚丙烯酸酯与聚甲基丙烯酸酯相比，前者有一个α位的H，较活泼，易参 予反应， HEMA含量与漆膜硬度关系大：含量高，交联密度高，膜硬；反之，膜 软。
丙烯酸树脂官 能团种类
功能单体
交联反应物
质
羟基 羧基
环氧基 N-羟甲基或甲 氧基酰胺基
与烷氧基氨基树脂 热交联 （甲基）丙烯酸羟 与多异氰酸酯室温 基烷基酯 交联 （甲基）丙烯酸、 与环氧树脂环氧基 衣康酸或马来酸酐 热交联 （甲基）丙烯酸缩 与羧基聚酯或羧基 水甘油酯 丙烯酸树 N-羟甲基（甲基） 脂热交联 N丙烯酰胺、 甲氧 加热自交联，与环 基甲基（甲基）丙 氧树脂或 烯酰胺 烷氧基氨基树脂热 交联
一、热塑性丙烯酸树脂 是溶剂型丙烯酸涂料中最早使用的，在50年代中后期几乎取代汽车用硝基 漆。 以MMA或一定数量的st为主体， BPO或 AIBN 溶液聚合 配以丙烯酸乙（丁）酯， 甲酮/丙酮，90～100 ℃ Mw≈90000 要求分子量分布窄些，一般Mw/Mn≥4～5便不能使用。 引发剂：AIBN比BPO好。因为用BPO，聚合物链有分支，可在聚合物中引 入可吸收紫外光的苯环，抗紫外光性能受影响。 优点：优异的保光、保色性 耐候性好（接近交联型丙烯酸涂料的水平），耐化学药品 耐水性、抛光性良好 附着力强。 缺点：固体分低（固体分高时黏度大，喷涂时易出现拉丝现象），分子量 较高，粘度大，故施工性能差，涂膜丰满度差，低温易脆裂、高温易发黏， 溶剂释放性差，实干较慢，耐溶剂性不好等，与其他树脂相容性差。
丙烯酸树脂合成原理
丙烯酸树脂合成原理丙烯酸树脂合成原理回答纯钢结构2009-04-28 16:26:09共聚物树脂碳酸酯甲基丙烯酸丙酯200甲基丙烯酸甲酯300苯乙烯200丙烯酸正丁酯270甲基丙烯酸30甲苯500乙酸异丁酯200叔丁墓过氧化物10偶氮二异丁腈5乙酸异丁酯300叔丁基过氧化物10偶氮二异丁腈5zqiaoping2009-07-05 14:56:07以环氧树脂和聚酯树脂为主要成膜物质的热固性粉末涂料。
是当前粉末涂料中应用量最大的品种。
常由环氧树脂、含羧基聚酯树脂、流平剂、少量安息香消泡剂、颜料以及咪唑或氧化锌催化剂等配合而成。
装饰性（耐过度烘烤、流平性、外观丰满度）好,附着力等物性优良,成本较低,明显优于纯环氧粉末涂料,但防腐蚀性、硬度稍差。
大量用于冰箱、洗衣机、电风扇、工业缝纫机等室内轻工业家电制品的涂装。
克林斯曼-01-27 09:02:32丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯属单体共聚制成的树脂，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场合的丙烯酸树脂，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。
用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚合成的丙烯酸树脂对光的主吸收峰处于太阳光谱范围之外，所以制得的丙烯酸树脂漆具有优异的耐光性及户外老化性能。
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结构中带有一定的官能团，在制漆时通过和加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等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。
丙烯酸涂料配方设计
丙烯酸涂料配方设计配方组成：1.丙烯酸乳液：丙烯酸乳液是丙烯酸涂料的主要基料，具有优良的粘合性、耐候性和耐化学腐蚀性。
一般建议使用质量分数为50%的丙烯酸乳液。
2.填料：填料可增加涂料的厚度和力学强度，改善涂料的涂覆性能。
常用的填料包括钛白粉、氧化铝、云母粉等。
3.分散剂：分散剂能将填料均匀地分散在丙烯酸乳液中，提高涂料的稳定性和流变性能。
常用的分散剂包括聚丙烯酰胺、磷酸盐等。
4.助剂：助剂可提高涂料的性能，如增加光泽度、耐磨性和抗黄变性等。
常用的助剂包括增稠剂、抗冻剂、抗UV剂等。
配方设计：1.按照涂料的用途和要求确定丙烯酸乳液的配比，一般建议使用50%的丙烯酸乳液。
2.根据需要的涂料厚度确定填料的配比，通常填料的质量分数为25-30%。
3.考虑到涂料的稳定性和流变性，添加适量的分散剂，一般建议分散剂的质量分数为2-3%。
4.根据需要的性能添加适量的助剂，如增稠剂、抗冻剂、抗UV剂等。
5.配料过程中要注意分散剂和助剂的加入顺序，一般先将丙烯酸乳液和填料充分混合，然后逐渐加入分散剂和助剂，并进行搅拌至均匀。
配方优化：根据涂料的具体要求和使用领域的不同，还可以对配方进行进一步优化。
例如，在建筑领域，可以添加防霉剂和防火剂，提高涂料的抗霉性和耐火性。
在汽车领域，可以添加防锈剂和耐刮剂，提高涂料的防锈性和耐磨性。
在家具领域，可以添加香料和柔软剂，提高涂料的香气和触感。
总结：丙烯酸涂料是一种常见的水性涂料，可根据具体要求和使用领域进行配方设计和优化。
在设计配方时，需要考虑丙烯酸乳液、填料、分散剂和助剂的加入比例和顺序，以确保涂料具有优异的性能和稳定性。
配方设计的优化可以根据实际需要添加特定的助剂，以提高涂料的性能和应用范围。
水性丙烯酸树脂工艺与配方设计
水性丙烯酸树脂还可用于制造具有 特殊光学和化学性质的高档防伪油 墨。
粘合剂领域
1 2
家居装修粘合剂
水性丙烯酸树脂在家居装修粘合剂中应用广泛， 因其具有良好的粘附力、耐久性和环保性。
工业粘合剂
水性丙烯酸树脂也可用于制造各种工业粘合剂， 如汽车、电子和航空等领域的粘合和密封。
3
医用粘合剂
水性丙烯酸树脂还可用于制造医用粘合剂，如伤 口敷料和手术用胶等，因其具有良好的生物相容 性和安全性。
引发剂选择
引发剂是水性丙烯酸树脂配方中的重 要组成部分，它能够控制聚合反应的 速度和温度。选择合适的引发剂可以 提高聚合效率和产物的性能。
常用的引发剂包括过氧化物、偶氮化 合物等。选择引发剂时需要考虑其分 解温度、活性氧含量、对聚合反应的 影响以及对最终性能的影响。
溶剂选择
溶剂在水性丙烯酸树脂的制备过程中起着溶解和稀释的作 用。选择合适的溶剂可以提高树脂的溶解度和稳定性。
该方法的优点是所得水性丙烯酸树脂具 微乳液聚合法需要选择合适的油相、水
有高分子量、低黏度、高稳定性等特点， 相和反应条件，以获得性能优良的水性
且生产过程中不使用有机溶剂。
丙烯酸
功能性单体是水性丙烯酸树脂配方中的重要组成部分，它们 决定了树脂的性能和应用领域。在选择功能性单体时，需要 考虑其反应活性、官能度、稳定性以及对最终性能的影响。
常用的溶剂包括醇类、酯类、酮类等。选择溶剂时需要考 虑其溶解度参数、挥发性、毒性以及对最终性能的影响。
04
水性丙烯酸树脂的应用领 域
涂料领域
建筑涂料
水性丙烯酸树脂在建筑涂料中应 用广泛，因其具有良好的耐候性、 保色性和装饰性，能够提供优异 的抗划伤、抗沾污和抗紫外性能。
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粘结性 硬度
略有变化 增加
增大
减少
增加
减少
略有变化 增加
略有变化
拉伸强度 延伸率
提高
下降
略有下降 增大
增高
下降
下降
增大
略有变化
增高
下降
略有变化
脆折温度 光泽
略有变化 好
下降
较好
上升
下降
略有变化 好 上升
差
聚合物的玻璃化温度Tg
采用半经验的Fox公式计算：
1 W1 W2 ... Wi
Tg Tg1 Tg2
溶液聚合
溶液聚合是指丙烯酸单体在溶液状态下通过自由基聚合反应合成而成。 根据聚合物是否溶于溶剂分为均相聚合和非均相聚合。
优点：体系粘度低，避免凝胶效应，受热均匀，聚合温度容易控制；易 于调节产品的分子量及其分布；
缺点：聚合速率低，分子量小，设备利用率低，溶剂回收麻烦，易燃、 有毒。
应用：聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯类、涂料、胶粘剂、浸渍 液、合成纤维纺丝液等。
有机氟 改性
丙烯酸树脂 改性
环氧 改性
其他改性
纳米材料 改性
有机硅改性丙烯酸树脂
有机硅主链为（-Si-O-Si-），侧链为-CH3等有机基团， -Si-O 键能高，内旋转能垒低，表面能小，具有优异的耐高低温性， 疏水性、电绝缘性，生理与化学惰性；
有机硅改性丙烯酸树脂可以改善其“热粘冷脆”、耐水、耐候等 性能。
应用：合成橡胶、涂料、胶黏剂、纸张及织物处理剂等。
乳液聚合
乳液聚合最广泛使பைடு நூலகம்的是——阴离子乳化剂。
乳化剂的作用： 1、分散作用：降低界面张力，有利于单体分散成细小液滴； 2、稳定作用：吸附在液滴表面形成保护膜，使乳液得以稳定； 3、增溶作用：使部分单体溶于胶束内。
乳液聚合过程分为四个阶段
1、分散阶段 2、乳胶粒生成阶段 3、乳胶粒长大阶段 4、聚合完成阶段
丙烯酸酯类的物理常数
项目
丙烯酸甲酯
丙烯酸乙酯
丙烯酸正丁 酯
丙烯酸异丁 酯
丙烯酸-2乙基己酯
丙烯酸正辛 酯
相对分子质量 沸点，℃
86.09 80
100.12
128.17
128.17
184.27
184.27
100
147
155
213
222
相对密度d25
0.950
0.917
0.894
0.884
0.881
水中溶解度100g /g
滴加时间： 因为单体滴加时间太短，滴加到反应器中的单体和引发剂 来不及完全反应，而逐渐积累，一定程度后会发生凝胶效应，从而会发 生暴聚，导致体系粘度迅速增大；单体滴加速率减慢时，聚合反应接近 于恒速聚合，得到的共聚物相对分子质量较低，所得聚合物粘度较低。
链转移剂：使正在增长的链终止的同时，引发产生新的另一链自由基。 链转移剂的浓度越高，形成的分子量就越低，因而溶液粘度也越低。
物理改性：物理改性容易发生相分离，用增溶剂来改善。 化学改性：自由基共聚法、缩（聚）合法、硅氢加成法。
丙烯酸树脂概述
丙烯酸树脂：（甲基）丙烯酸及其酯类的共聚物。 改性丙烯酸树脂： （甲基）丙烯酸及其酯类与其他烯类单体（苯乙烯
、醋酸乙烯酯、丙烯腈等）的共聚物；上述共聚物用其他单体或低聚物 改性的树脂（丙烯酸-聚氨酯树脂、丙烯酸-环氧树脂、丙烯酸-醇酸树 脂等）。 丙烯酸树脂的特点：色浅、优异的耐光、耐候性，较好耐腐蚀性等。 用途：建筑涂料、汽车涂料、木器涂料、塑料涂料、油墨等领域。 聚合方法：溶液聚合法、乳液聚合法、本体聚合法和悬浮聚合法等。
三种聚合方法的比较
比较 聚合 项目 场所
聚合机理
生产特点
产物特征
本体 聚合
本体
提高速率的同时能降低 产物相对分子质量
反应热不易移出，多间歇、 少为连续生产，设备简单， 宜生产板和型材。
纯、色浅、相对分 子质量分布宽
溶液 聚合
溶液
伴有向溶剂的链转移反 应，一般相对分子质量 和聚合速率较低
散热容易，连续、间歇均可 聚合物可直接用于 ，不宜生产干粉或粒状树脂 油漆、黏合剂等
在一定温度下，聚合速率主要取决于引发速率，引发剂用量越大，分 离游离基数越多，聚合反应速率增大；由于相对分子质量与引发剂用 量的平方根成反比，因此引发剂用量越大，树脂的相对分子质量就越 低，树脂的粘度也越低。
溶液聚合
聚合温度：通常，树脂的分子量随反应温度的提高而降低。这是由于在 较高的温度下，引发产生更多的活性链，因此链较短，分子量和粘度也 较低。
聚合完成阶段
聚合反应速率下降，乳胶粒数目、粒径基本不变。
乳液聚合各阶段的特点
乳液聚合物配方和工艺
单体
乳化剂 引发剂 缓冲剂 还原剂
原料 丙烯酸丁酯 丙烯腈 丙烯酸 丙烯酸羟丙酯 甲基丙烯酸甲酯 N-羟甲基丙烯酰胺 邻苯二甲酸二烯丙酯 正十二硫醇 乙氧基酚醚硫酸铵 壬基酚聚氧乙烯醚 烯丙基醚羟丙基磺酸钠 过硫酸铵 叔丁基过氧化氢 亚硫酸氢钠 雕白粉 水 合计:
1.438
1.442
1.444
1.45
（甲基）丙烯酸酯系均聚物的Tg
烷基
聚甲基 丙烯酸
酯
聚丙烯 酸酯
烷基
聚甲基 丙烯酸
酯
聚丙烯 酸酯
烷基
聚甲基 丙烯酸
酯
聚丙烯 酸酯
烷基
聚甲基 丙烯酸
酯
聚丙烯 酸酯
甲酯 105
乙酯
65
异丙 酯
81
正丙 酯
33
8 正丁酯 20
-54 正辛酯 -20
-22 叔丁酯 107
2）将剩余溶剂、单体、链转移剂和引发 剂在搅拌器中混合均匀；
3）滴加上述混合液。保持反应温度和搅 拌速度恒定。在2~4小时内滴加完毕，然 后保温至单体转化率达到要求；
4）降温至50℃以下，抽除部分溶剂，控 制树脂溶液的固含量为85%；
5）加适量胺进行中和；
6）加去离子水得到水性丙烯酸酯树脂。
乳液聚合
丙烯酸涂料配方设计
华南理工大学化学与化工学院 涂伟萍 教授
主要内容
一、丙烯酸树脂概述 1. 丙烯酸树脂的合成 2. 丙烯酸树脂的改性
二、丙烯酸涂料 1. 单组分丙烯酸涂料 2. 双组分丙烯酸涂料 3. UV固化丙烯酸涂料
三、丙烯酸涂料配方举例 1. 乳液建筑涂料 2. 汽车涂料 3. UV手机涂料
沸点，℃
101
117
163
199
198
226.35 254.42 338.58
218
155 (22mmHg)
272~34 3
310~370
相对密度d25 0.940 0.911 0.895 0.885
0.885
0.876
0.868 0.864
折射率nD25 1.412 1.412 1.422 1.451
影响因素：溶剂、引发剂、聚合温度、滴加速度、搅拌速度、链转移剂 等。
溶液聚合
溶剂：不同类型的溶剂具有不同的链转移活性，影响聚合物的分子量， 同时溶剂的沸点也关系到聚合反应温度。
1）溶剂用量增多，笼蔽效应增强，引发剂溶度降低，聚合反应速率降 低，引发效率变小；
2）同时，体系内单体浓度降低，动力学链长变短，分子量变小，体系 内单体浓度和引发剂浓度变化减弱，分子量分布变窄，
乳液聚合 悬浮聚合
单体+引发剂+水+乳化剂 单体+引发剂+水+悬浮剂
反应前后均为非均相 反应前后均为非均相
本体聚合
定义：单体在引发剂或光、热、辐射等引发而进行的聚合。根据单体 和聚合物的互溶情况可分为：均相本体聚合、非均相本体聚合； 根 据反应单体的相态可分为：气相本体聚合、液相本体聚合。
组成：单体、引发剂 优点：工艺过程简单，可连续或间歇生产；产品纯度高、透明性好，
41 正癸酯 -70
-5 正戊酯 10
月桂酯 -65
-52 正己酯 -5
正十四 酯
-9
环己酯 66
15
苯酯 110
15
2-羟乙 酯
55
-15
20
2-羟丙 酯
26
-7
异丁 酯
48
-24
2-乙基 己酯
-85
正十六 酯
35
性能与单体间的关系
性能及效用
选用单体
户外耐久性 甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯
硬度
甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，（甲基）丙烯酰胺，（甲基）丙烯酸，丙烯腈
本体聚合
典型的本体聚合生产工艺 1）非均相本体聚合——聚氯乙烯本体聚合生产； 2）本体浇铸聚合——有机玻璃生产； 3）气相本体聚合——高压聚乙烯生产。 例如，有机玻璃生产：使用AIBN为引发剂。第一阶段在90～ 95℃预聚合至转化率10％左右，得粘稠浆液，然后浇模分段升温 聚合，一般从40～45℃起，慢慢升温，后期温度达90℃左右(需 历时数天)，最后脱模成有机玻璃板材。
分散阶段
：乳化剂； ：单体； ：引发剂
在分散阶段，乳化剂和单体分别以三种形式存在。
乳胶粒生成阶段
聚合反应速率不断增加，单体液滴数目不变，体积逐渐减小； 乳胶粒数目、粒径不断增加；胶束逐渐减少，直至消失。
乳胶粒长大阶段
聚合反应速率基本不变；乳胶粒数目不变，粒径逐渐增大； 单体液滴逐渐减小，直至消失。
3）聚合物浓度降低，分子链缠绕程度减弱，凝胶效应减弱，热传递更 为容易；
反之亦然。
溶液聚合
引发剂： 溶液聚合一般选用油溶性的引发剂，常用的有过氧化苯甲酰 （BPO）和偶氮二异丁腈（AIBN）。AIBN在单体中的溶解度较低， 常在溶剂中析出，引发效果不是很好；BPO能较好的溶于单体，不过 诱导分解会降低引发效果，但是对于MMA、BA等活泼性单体影响较 小，可以起到很好的引发效果。