水性丙烯酸树脂及涂料应用技术的研究进展

('水性丙烯酸树脂及涂料应用技术的研究进展张军;王刚;曾国屏;胡震宇;刘书保【摘要】水性丙烯酸涂料具有优异的耐光、耐候性能,综合性能优良,在诸多行业得以广泛应用.介绍了丙烯酸树脂改性技术、新型聚合技术工艺以及丙烯酸涂料应用现状,并阐述了今后水性丙烯酸涂料发展方向.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2018(036)004【总页数】8页(P551-557,562)【关键词】水性涂料;丙烯酸树脂;改性;聚合技术工艺;研究进展【作者】张军;王刚;曾国屏;胡震宇;刘书保【作者单位】江西省科学院应用化学研究所,330096,南昌;江西省科学院应用化学研究所,330096,南昌;中山市红点化工有限公司,528462,广东,中山;江西省科学院应用化学研究所,330096,南昌;中山市红点化工有限公司,528462,广东,中山;江西骏峰科技有限公司,330008,南昌【正文语种】中文【中图分类】TQ6370引言丙烯酸树脂是由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯及其他乙烯基类单体共聚而成，通过改变树脂的合成工艺、单体组分、玻璃化转变温度(Tg)点、合成树脂的数均分子量(Mn)、树脂的羟值等参数，可以得到不同性能特点的树脂，再配合不同的溶剂、助剂、颜填料及交联剂等可得到各种满足不同具体使用要求的丙烯酸涂料。水性涂料以水溶性树脂或不同类型的水性分散型树脂为主要成膜物配制而成，其基本组成为不同形式的水性树脂(聚合物)、颜料及填料和有关助剂，在施工应用过程中以水做稀释剂，较同用途溶剂型涂料VOC含量大幅降低，避免了生产者、施工者和使用者因溶剂对健康造成的伤害，减少了溶剂使用对大气和水的污染，健康环保。石油有机溶剂主要来源之一减少有机溶剂的使用对节约资源和能耗有重要作用。相比传统溶剂型涂料，水性涂料没有三苯类等有机溶剂及其有毒气体、生产施工过程没有火灾危险、以水替代有机溶剂减少了资源消耗及二氧化碳排放、生产使用的工具可以用水清洗、涂装工件处理要求低。而且相比于其他低污染涂料的粉末涂料、高固体分涂料以及光固化涂料，水性涂料具有可实现技术途径多、应用面广、安全、施工相对简单等特点。水性涂料中水性丙烯酸树脂涂料是主要品种，水性丙烯酸树脂包括丙烯酸树脂乳液、丙烯酸树脂水分散体(亦称水可稀释丙烯酸)及丙烯酸树脂水溶液。丙烯酸树脂由于具有碳碳键主链和多种酯基结构，其涂料具有良好的耐光性、耐候性、颜色浅、耐热好、耐化学试剂和良好的施工性能，在汽车、家具、建筑、塑胶件等行业得到广泛应用。但是水性丙烯酸涂料的缺点有时还是很明显，一是干燥工艺，由于水的蒸发热大，例如水性氨基烤漆需要较高温度烘烤，能量消耗大；部分水性双组分聚氨酯木器涂料需要较长时间低温烘烤，耗能大还占用空间。二是性能方面，由于以水为分散介质，固化后残余的水性助剂等使涂膜耐水不理想，水张力大容易出现缩孔、流平差等表面缺陷，这些缺陷都是致命的，有悖于涂料保护和装饰的基本要求。随着我国国民经济和化工行业规范化的发展，涂料的产销量有明显的增加，自2011-2017年从1079.5万t增加至1898.3万t。水性涂料的比重也在持续增长，我国在2013-2016年水性涂料比重从30%增长到46%，但是相比发达国家我国涂料产品的结构存在明显缺陷，主要在建筑涂料方面水性化比重较高，工业涂装还是以污染较重的传统型溶剂涂料为主。丙烯酸树脂是水性涂料中用量最大的成膜物质，建筑乳胶漆是水性涂料用量最大的品种。基于经济效益和环保，水性工业涂料是当前人们关注的热点，本文主要介绍丙烯酸树脂在工业涂装中环保型和高性能型水性丙烯酸涂料的研究进展。但是，水性丙烯酸涂料的缺陷也很明显，诸如，单组分丙烯酸涂料的硬度、耐水、耐醇性能差；水性丙烯酸氨基烤漆烘烤温度高；水性UV丙烯酸涂料漆膜发白、固化不彻底；双组份丙烯酸聚氨酯涂料干燥速度慢；水性高固体份丙烯酸涂料漆膜表面缺陷等。为此，水性丙烯酸树脂的主要研究方向是满足高性能环保涂料的使用要求，从方法特点上主要有丙烯酸改性和新型的聚合工艺。丙烯酸改性大致可以分为两类：一是在丙烯酸树脂结构中引入功能性的单体赋予丙烯酸树脂更好的性能，如与有机硅烷偶联剂、有机氟共聚，与甲基丙烯酸异冰片酯共聚、叔碳酸缩水甘油醚接枝引入大支链结构，与磷酸酯功能单体共聚引入磷酸酯基等；二是用其他树脂或材料对丙烯酸树脂改性，如醇酸树脂、聚氨酯、环氧树脂、纳米材料等，通过一定的方法使丙烯酸树脂具备二者的性能优势。丙烯酸树脂的合成工艺随着认识的不断加深越来越成熟、多样，对于提高丙烯酸树脂的性能、降低成本与污染等极其重要。采用超支化聚合物、核壳共聚、互穿聚合物网络、微乳聚合等方法制备具有明显结构特点的丙烯酸树脂以提高使用性能也取得了相当的进展。丙烯酸树脂的研究在多元的理论基础和多样的工艺条件下，更加接近提高产品性能、减少环境污染的目标。1丙烯酸树脂新型聚合工艺技术进展经过几十年的研究，丙烯酸树脂品种已经开发到了相当的数量，树脂的合成工艺也更加成熟、多样。例如：超支化聚合物、核壳聚合物、互传网络聚合物、微乳液、杂化乳液等，以下对部分方法进行介绍。1.1超支化丙烯酸树脂超支化聚合物和以前的线型、支化、交联高分子相比，它具有高度支化的三维球形结构，分子之间不易缠结，溶液的黏度比相同相对分子质量的线性聚合物低得多，可形成高固体低黏度的溶液。其次超支化聚合物可用一步法或准一步法合成。张瑜[1]等通过准一步法制备了超支化的新型三维聚合物，得到了固体含量为75%的丙烯酸树脂。并与常规的丙烯酸树脂对比，不仅增加了固含量，有效地降低VOC排放，而且其它重要性能，如耐冲击性，粘结强度，耐汽油性等，并没有降低。徐朝华[2]等采用两步法制备了三端羟基的加核型超支化聚氨酯丙烯酸酯，相比普通的商业化UV光固化聚氨酯树脂有较好的综合性能，该树脂制备的UV固化涂料涂膜铅笔硬度和抗冲击强度都有明显提高，并且由于对超支化聚氨酯的末端羟基进行改性，在其结构中引入丙烯酸双键，双键数目可调，可以根据需求提高固化交联密度和固化速度，扩展了UV涂料的应用领域。1.2核壳结构丙烯酸树脂核壳聚合物采用分段聚合方法制备聚合物，将核作为种子，然后将壳层单体加到种子聚合物上聚合而成。这种结构的聚合物比共混聚合物或单体均聚物乳液具有更优异的性能，例如，内硬外软的核壳聚合物在不改变乳液聚合物单体组成的前提下，可有效降低成膜温度，改善聚合物的柔韧性和弹性。隆美林[3]等通过两步法聚合得到了具有核壳结构的羟基丙烯酸树脂水分散体，该羟基丙烯酸水分散体避免了一般同类产品需要较高酸值保证稳定性带来的黏度过大的问题，贮存稳定、黏度合适、固含量较高，与异氰酸酯固化剂配合得到的双组份自干漆具有优良的机械性能、耐化学性能以及耐候性，适用于工程机械、钢结构等金属底材等方面。陈佳[4]等采用核壳结构种子乳液聚合法，合成了室温自交联的核壳丙烯酸树脂乳液，研究发现核壳同时交联的丙烯酸树脂制备的涂料可以明显提高漆膜的物理机械性能和硬度，并能够相应降低膜吸水率，漆膜的综合性能好，表现出强而韧的特性，可以用来制备一系列水性自干型丙烯酸涂料，适合用于皮革等柔性材料表面底层涂饰。1.3互穿聚合物网络刘艳辉[5]等采用原位乳液聚合工艺用聚氨酯对丙烯酸树脂进行改性合成性能稳定的聚氨酯-聚丙烯酸酯互传网络聚合物乳液，通过改性增加了涂膜的硬度和耐水性，而合成的互传网络聚合物有很好的稳定性，在皮革及织物的涂层、水性漆及纤维处理剂等领域呈现广阔的应用前景。鲍刚[6]等采用无皂种子乳液聚合法制备了具有核壳结构的水性聚氨酯/聚(丙烯酸丁酯-丙烯腈)乳液互穿聚合物网络(LIPN)，胶膜的硬度和耐水性以及热稳定性显著提高，拉伸强度先增大后减小，断裂伸长率下降。HDDA的引入，形成了具有化学交联的核-壳互穿网络结构的聚合物，表现出明显的互穿协同效应，使WPU与乙烯基聚合物分子链具有较高的相容性。2丙烯酸树脂改性技术进展水性丙烯酸树脂涂料具有颜色浅、耐候性、保色保光性等诸多良好性能，但在具体使用时存在一定的缺陷，如硬度、抗污染性、耐溶剂性、机械性能不够好等，并且相比其他溶剂型涂料价格偏高、干燥速度较慢等，使水性丙烯酸涂料的使用受到明显限制。为此利用有机硅、有机氟、环氧树脂、纳米材料等对丙烯酸树脂进行改性，能达到比较好的效果。2.1有机硅改性丙烯酸树脂有机硅主链为Si-O键，侧链为烷基，这使之兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。有机硅改性丙烯酸涂料能提高涂膜的耐候性、耐水性、耐碱性及解决涂膜热粘冷脆的问题。用有机硅对丙烯酸涂料改性主要有物理共混和化学键合两类。物理共混：在丙烯酸涂料中加入有机硅预聚物、硅烷偶联剂、有机硅和偶联剂配合等。化学键合：介于有机硅与丙烯酸树脂的相容性，将含双键的有机硅单体与丙烯酸酯单体共聚、有机硅单体接枝到丙烯酸酯树脂上、有机硅预聚物接枝到丙烯酸树脂上能得到稳定性良好的有机硅改性丙烯酸树脂。2.1.1有机硅与丙烯酸树脂共混杨飞[7]等将N323胺基硅油共混到丙烯酸树脂中制备用于钢结构防腐体系的面漆，丙烯酸聚氨酯清漆涂层较改性前，其疏水性得到了有效提高、具有更好的耐高温老化特性。许康[8]等用氨基硅油对丙烯酸树脂进行改性并应用于防污涂料。甲基丙烯酸缩水甘油酯单体环氧基开环接枝氨基硅油，再与甲基丙烯酸甲酯等单体通过自由基溶液聚合制备了兼具水解特性和低表面能特性的氨基硅油改性丙烯酸树脂。以此树脂制备的水性丙烯酸防污涂料，漆膜的疏水性能得到增强，漆膜的表面能降低；树脂的黏度随氨基硅油含量的增加而逐渐降低，漆膜的柔韧性、耐冲击强度随之增大；但漆膜的表面状态没有明显改变，非结晶度变化规律表现一致。此外，改性后树脂的玻璃化转变温度有一定程度降低，热稳定性得到增强。水性涂料中常用加入少量硅烷偶联剂KH-560改善涂膜的性能，如用于铝材的丙烯酸氨基烤漆常常附着力不好，加KH-560能解决这个问题；用于木器家具的水性双组份丙烯酸聚氨酯涂料耐水、耐醇性、表面耐划伤不理想，直接加入KH-560或者用KH-560与异氰酸酯在酸催化下得到异氰酸酯预聚体作为固化剂效果很好。2.1.2有机硅与丙烯酸酯共聚制备硅丙树脂赵维[9]等采用种子乳液聚合法将KH-560和丙烯酸酯单体共聚得到硅丙乳液。微乳液具有良好的稳定性(包括pH值稳定性、耐电解质稳定性、稀释稳定性和沉降稳定性等)和耐介质性能(包括耐水性、耐盐水性、耐酸性、耐碱性和耐甲苯溶剂性等)，可室温成膜，涂膜表面不易被污染物吸附，具有良好的耐热性、耐溶剂性和耐水蒸气等性能。贺琳[10]等采用单体预乳化方法结合半连续种子乳液聚合工艺制备乳液，通过在丙酸酯乳液聚合体系中引入羟基单体HEA和有机硅单体A-151提高其附着力与耐水性，得到了用于玻璃涂料的水性丙烯酸涂料，解决了涂料在玻璃材质上附着力差的问题，同时提高了涂膜耐水性、耐醇性。2.2环氧改性丙烯酸树脂环氧基即-CH(O)CH-结构的官能基，又称缩水甘油酯，反应活性高，能与多种类型固化剂交联反应得到三维立体结构的聚合物。凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。环氧丙烯酸树脂涂料兼具了丙烯酸涂料的耐候性、良好装饰性和环氧树脂高硬度、耐化学性。最常用的引入方法一是将带有环氧基的乙烯类单体与丙烯酸酯单体共聚，二是在环氧树脂链端引入乙烯基制备预聚体或者直接与加入到丙烯酸酯单体共聚的反应釜中。2.2.1乙烯基缩水甘油酯与丙烯酸酯单体共聚如甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA、甲基丙烯酸异冰片酯单体IBOMA。童心洁[11]等用采用“两步法”溶液聚合得到了环氧丙烯酸树脂，以此制备了高性能的丙烯酸氨基玻璃涂料。先用IBOMA和丙烯酸酯单体共聚，大的非极性侧基弱化了分子链间的作用力，形成的大分子有较好的规整度，降低了树脂的黏度、提高了树脂与环氧树脂和溶剂的相容性；然后引入E-20与丙烯酸树脂接枝。这种方法E-20的接入率高，树脂外观好，涂膜具有良好的硬度、耐溶剂性、耐候性，在玻璃上附着力好。2.2.2叔碳酸缩水甘油酯改性丙烯酸树脂俞剑锋[12]等用叔碳酸缩水甘油酯(E10P)对丙烯酸树脂进行改性合成了一系列丙烯酸树脂并成功应用于卷材的水性丙烯酸氨基烤漆。用E10P改性丙烯酸树脂，能降低粘度、提高涂料固含量、改善应用性和瓷漆的丰满度；E10P的环氧基开环接枝到丙烯酸酯上，同时产生一个羟基，增加交联点，提高涂膜交联固化的硬度；提高颜料的润湿性使颜料更容易研磨，提供更好的抗结晶性和抗化学品性，具有优异的漆膜光泽和涂层保光性；漆膜耐弯折性能好，提高漆膜耐水性同时提高漆膜耐盐雾性能、耐酸碱性能。2.2.3环氧丙烯酸杂化乳液黄洪[13]等用环氧树脂E-44和甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合改性水性聚氨酯(WPU)，丙烯酸羟乙酯(HEA)与MMA发生共聚反应。制得以丙烯酸酯为核，聚氨酯为壳，HEA为核壳之间桥连的核壳交联型PUA复合乳液。这种复合乳液集中了聚氨酯的耐低温、柔软性好、附着力强，丙烯酸酯的耐水和耐候性好，环氧树脂的高模量、高强度、耐化学性好等许多优点。刘运学[14]等用自制的环氧树脂(EP)乳液为改性剂，加入到丙烯酸酯乳液聚合中得到环氧丙烯酸酯复合乳液。沈文军[15]等用乳胶胶束的包裹作用，在水相中将双酚A环氧二丙烯酸酯与丙烯酸酯单体混合物束缚其内。通过乳液聚合实现两相在水相体系中的有效共聚，得到环氧改性丙烯酸树脂的复合乳胶。当双酚A环氧二丙烯酸酯用量为整体复合树脂质量的5%时，涂膜的力学性能、热稳定性和耐腐蚀性均较优异，可较广泛应用于金属防护等领域，涂膜具有优异的力学性能、防腐蚀性、耐化学品性和热稳定性等性能。环氧丙烯酸酯具有的苯醚、羟基等官能团的氢键作用，提高了固化漆膜湿附着力的同时，适当的交联网状结构阻碍了腐蚀介质扩散到金属表面，使腐蚀电位提高，腐蚀电流变小，涂膜提高了金属的耐电化学腐蚀性能。2.3有机氟改性丙烯酸树脂氟原子具有最小的原子半径和最大的电负性，因而使得C-F键的键能非常大，含氟聚合物分子呈棒状碳碳键，在分子水平上容易收敛，且氟原子在聚合物成膜时，会产生分子重排现象,氟原子排布在树脂表面，显著降低涂料的表面能。氟改性丙烯酸树脂具有较强的化学惰性，优异的防水、防污、防油性和良好的成膜性、柔韧性及黏结性等。氟化丙烯酸酯涂料漆膜具有低表面能、低摩擦性、自清洁性以及良好的耐候性,是良好的低表面能防污涂料，广泛应用于建筑、船舶、航空航天领域。陈美玲[16]等用不同的有机氟单体加入到丙烯酸酯溶液共聚中，合成了具有低表面能性质的有机氟改性丙烯酸树脂，显著提高了涂膜的接触角，从而提高了涂膜的耐水性、耐盐碱性、自清洁能力。卢蜜[17]等以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸为主要原料，1,3,5-三(基三氟丙基)环三硅氧烷(D3F)和硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)分别为含氟及含硅改性单体，采用酮肼交联体系，通过溶液聚合合成了改性水性聚丙烯酸酯乳液。用该乳液制备的水性自干涂料涂膜性能良好，相比未改性自交联丙烯酸乳液，涂膜吸水率降低，表面性能提升，热稳定性提高，很好的解决了自交联水性涂料的耐湿热性差的问题，扩大了自交联丙烯酸树脂的使用范围。2.4纳米材料改性纳米材料是指粒子在三维空间中至少有一维尺寸在0.1～100nm或由它们作为基本单元组成的材料。材料尺寸降至纳米级，接近电子的相干长度，材料性质因强相干使得性能发生了很大变化。其尺寸接近光的波长，具有极大的比表面积，表现出来的光、热、电、磁等性能及物质的熔点、导电性等性质已经和该物质在整体状态表现出来的不同。涂料中添加纳米颜填料后，由于纳米颜填料粒子能够吸收紫外光，起到紫外光吸收剂的作用，增强涂料的耐老化性能，同时还具有光催化性能、疏水疏油性能、高韧性、高耐擦洗性、高附着力等。涂料中添加的纳米粒子主要有纳米SiO2、纳米TiO2、纳米CaCO3、纳米ZnO等。2.4.1纳米二氧化硅对丙烯酸树脂改性于书平[18]等采用种子乳液聚合法制备了低乳化剂含量的核壳结构纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合乳液，核壳结构复合乳液粒子以纳米二氧化硅为核，聚丙烯酸酯为壳，乳液储存稳定性良好，用该乳液制备的涂料，涂膜耐热性能明显提高。2.4.2纳米二氧化钛对丙烯酸树脂改性纳米二氧化钛是一种新型的无机材料，具有比表面大、表面活性高、光吸收性能好，且吸收紫外线的能力强等独特的性能。叶超贤[19]采用无机纳米二氧化钛改性聚丙烯酸酯乳液，制备有机无机纳米复合乳液，可以显著提高乳胶膜的硬度、耐热性、冲击强度等性能。并且用KH-570对复合乳液改性提高漆膜的机械强度；用反向微乳液法制备KH-570改性纳米二氧化钛溶胶，解决丙烯酸树脂和纳米二氧化钛的有机无机相容性问题和提高了复合微乳液的稳定性。2.5其他改性MongiElrebii[20]等以含羧基的丙烯酸预聚物和中石油醇酸树脂为原料，通过熔融缩合反应合成了无VOC的水性杂化醇酸-丙烯酸(50/50重量/体积)分散体，然后通过有机胺对羧基的中和作用进行自乳化，合成了固体含量为40%，水性的无VOC自乳化混合醇酸-丙烯酸分散体。经过体系研究得到了最佳的工艺及配方。该水分散体受醇酸树脂影响黏度明显降低，用该树脂分散体制备的烤漆，在充分体现丙烯酸树脂的高光泽、良好的耐候性等优点的同时，醇酸树脂提高漆膜硬度。3水性丙烯酸涂料应用技术丙烯酸树脂涂料从固化机理上可分为热塑性和热固性两大类。热塑性丙烯酸树脂涂料的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。热固性丙烯酸树脂涂料是指在丙烯酸树脂结构中带有一定的官能团，在制漆时和交联剂如氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等中的官能团反应形成三维立体网状结构，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、耐候性、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。水性丙烯酸涂料综合性能优良且绿色环保，在人们生产生活的各个方面都有广泛的应用，特别是在建筑、汽车、金属防腐、家具、塑胶件等方面有深入的应用研究。3.1水性丙烯酸涂料在建筑行业的应用水性丙烯酸涂料在建筑涂料中用量最大、类别多，涂膜观感细腻、手感平滑、质感丰满、装饰性好，耐水洗、耐脏污、耐擦洗性好。在使用时的功能性表现越来越突出：石材的防酸雨；厨卫防水渗漏；玻璃墙自清洁、隔热保温、内墙耐擦洗乳胶漆、外墙耐候防水防污等。3.1.1屋顶隔热涂料现在钢筋水泥混凝土结构建筑相比过去木架结构瓦房，热岛现象明显，屋顶隔热问题由此也有许多解决方法：铺设隔热层、架遮阳棚、吊顶，甚至是在屋顶种植草木或者蔬菜，个别在屋顶建游泳池。这些方法自有其特点，刷涂丙烯酸涂料无疑是十分简便易行的方法。AlessandroAntonaia[21]等制备了高红外反射率的丙烯酸隔热涂层，其中白色丙烯酸涂料表现出良好的光谱反射率(77%～80%)和热发射率(92%)，干燥速度快，对不同类型的材料有很好的附着力，具有良好的光泽和外观，比传统的耐久性更高，成本更低，使用时间也更长。经过实践评估后，夏季能源节约在0.3%～3%之间变化。3.1.2防火涂料熊家锦[22]等将氯化石蜡加入丙烯酸涂料中制备了建筑钢构防火涂料，研究了氯化石蜡的分解温度和丙烯酸涂料的膨胀防火性能之间的关系。并研究各种防火涂料原材料，分解温度在120～160℃的70氯化石蜡有最好的防火效果。3.2水性丙烯酸涂料在汽车产业的应用由汽车各部件所处具体环境，汽车涂料也有所区别。保险杠涂料耐候性、耐光照老化性要求高，罩光面漆光泽度高才能体现装饰性，保险杠一般是塑料，漆膜抗冲击性能要好。汽车内外经常存在温差，造成挡风玻璃、窗户玻璃上水雾遮蔽，对视野造成干扰，常用有机硅、有机氟等对丙烯酸涂料改性降低表面张力，使水汽不会附着积累。汽车外壳涂料必须要有很好的耐候性、抗刮擦性，高固含丙烯酸涂料在汽车外壳上适用，具有丰满度高、光泽度高、耐水性好等优良性能。汽车内饰等涂料满足耐热、耐水性需求。张玉兴[23]等使用丙烯酸酯类单体通过自由基共聚制备丙烯酸改性氯化聚丙烯树脂，采用该树脂作为功能树脂制备聚丙烯塑料底漆，配合现有色漆、罩光清漆，得到聚丙烯塑料复合涂层体系。适合在汽车保险杠上使用，所制备的聚丙烯塑料涂料复合涂层表现良好的外观和综合性能，不仅对聚丙烯塑料底材具有良好的附着力，同时对色漆具有良好的层间附着力。3.3水性丙烯酸涂料在金属防腐方面的应用金属涂装对延长使用寿命和装饰性具有极大作用，能有效避免钢铁锈蚀、铜氧化等问题，丙烯酸防腐涂料在钢构、船舶、金属板材等方面有广泛应用。宋冬冬[24]等用多壁纳米碳管与丙烯酸树脂共混，并得出了最佳的添加比例。制备涂膜，相较不加纳米碳管的涂膜，粘合强度提高了50%,极大地提高漆膜的附着力，浸渍36h后，在3.5W%NaCl中，不加纳米碳管丙烯酸涂层的涂层电阻为235.8Ω/cm2，而0.5W%和1W%MWCNT的纳米复合涂层的涂层电阻分别为1.36×105Ω/cm2和9.27×107Ω/cm2。提高漆膜附着力和电阻，对金属防腐有十分积极的作用。刘歌[25]用水性丙烯酸树脂和含氟丙烯酸树脂复配使用，选择合适的固化剂，制备了一种兼具热反射、热阻隔、防腐蚀效果的水性工业涂料。涂层具有优异的耐候性、耐盐雾性、耐沾污性、耐洗刷性等性能，具有环保、安全无毒、无污染、低VOC排放的优势，可以用于储罐、管路、机械设备、集装箱等领域。3.4水性丙烯酸涂料在木器家具上的应用水性丙烯酸涂料在木器家具上应用有很快的发展，木器家具封闭底漆、透明腻子、底漆、面漆均可用丙烯酸涂料；涂料组成单组份或者双组份均可；以自干、低温烘烤或者辐射固化等方式固化均可；装饰光泽高光、半光、全哑可调等。单组分丙烯酸涂料以高玻璃化转变温度丙烯酸树脂或者自交联丙烯酸树脂制备，低温烘烤甚至自干固化成膜。双组份丙烯酸涂料以含羟基的丙烯酸树脂制备涂料，选择合适的固化剂，即双组份聚氨酯涂料，丙烯酸树脂具有快干、良好的透明性、保光保色性好等优点，而且附着力、光泽、硬度和耐候性能也较好，其缺点是最低成膜温度高、成膜性及柔韧性较差、耐水耐溶剂性差、热粘冷脆。聚氨酯分子结构中具有硬链段和软链段组成的链段结构，决定了其既坚硬又柔韧的独特性能，其两相结构使水性聚氨酯具有优异的低温成膜性、流平性及柔韧性,抗热回粘性好，由于氢键的存在,使其具有耐磨、高硬度,但在稳定性、自增稠性、固含量、保光性等方面存在不足。因此水性丙烯酸树脂和水性聚氨酯树脂在性质上有一定的互补性，利用二者有机结合来提高材料的综合性能。水性UV丙烯酸涂料是含有双键或环氧基等活性基团的树脂，在光照条件下，引发剂引发交联，涂膜性能好，特别是涂膜固化迅速、固体份高、无VOC，易于流水线生产，喷涂效率高，具有十分良好的前景。3.5水性丙烯酸涂料在塑胶件的应用塑胶件的使用充斥在我们生活的方方面面，其中相当一部分需要涂装以体现保护、装饰、标识等。现在3C涂料用量有一定的规模，由于3C产品价值较高，3C涂料具有很高的附加值，丙烯酸树脂在3C涂料的应用特征有明显区别，手机外壳、鼠标、键盘、遥控器等附着力、耐手汗、热水等性能要求较高，主机、电视外壳等耐热性能要好。玩具材质多样，对涂料的附着力要较高的需求，而且必须无毒无害，丙烯酸涂料适用。3.6水性丙烯酸涂料在其他方面的应用何庆民[26]等用水溶性丙烯酸树脂分散体作为基料，与水溶性甲醚化氨基树脂、各种助剂和透明染料等配置成水性玻璃烤漆。其成膜物在玻璃底材上附着力强，硬度高，耐水、耐醇性优异，漆膜光亮丰满，硬而坚韧，装饰性好，附着力优良。李超宇[27]制备了一种用于自行车涂装的水性羟基丙烯酸氨基烤漆。以水性涂装为代表的环保涂装是自行车绿色涂装发展的方向，其节能减排、保护环境，漆膜性能和施工性能都达到了预期的效果，减少了VOC，并且施工简单，在自行车涂装上的应用效果良好。4结束语随着日益严格的环保法规及消费者对环保意识的增强，水性丙烯酸近年来以其优异的性能成为所有水性涂料中发展速度快、应用比较成熟的产品。为了进一步提高丙烯酸树脂的综合性能、拓宽其应用范围，通过对丙烯酸酯综合改性，采用各种聚合方法以及先进的聚合工艺，解决实际存在的问题，加大丙烯酸树脂产品的开发并赋予丙烯酸酯更多的优良性能，今后水性丙烯酸涂料将会向着高性能、多功能和绿色环保化方向发展。参考文献：【相关文献】[1]张瑜,刘军,丁克毅,等.含超支化大分子单体的高固含量丙烯酸树脂的制备和表征[J].西南民族大学学报,2016,42(6):638-645.[2]徐朝华,陈婵,孙宁,等.加核型超支化聚氨酯丙烯酸树脂的合成及涂膜性能研究[J].化工新型材料,2017,45(2):101-103.[3]隆美林,蒋红娟,王泽群.核壳结构的羟基丙烯酸树脂水分散体的合成及应用[J].涂料技术与文摘,2017,38(12):42-46.[4]陈佳,强西怀.酮肼交联体系核壳丙烯酸树脂乳液的制备及涂膜性能[J].精细化工,2012,29(12):1211-1216.[5]刘艳辉,邓爱民.聚氨酯-聚丙烯酸互穿网络聚合物乳液的合成[J].电镀与精饰,2009,31(1):34-37.[6]GeZ,LuoY.Synthesisandcharacterizationofslioxanemodifiedtwo-componentwaterbornepolyurethane[J].ProgressinOrganicCoatings,2013,76(11):1522-1526.[7]杨飞,朱立群,李春雨,等.氟改性和硅改性丙烯酸聚氨酯涂层的制备及环境行为[J].表面技术,2015,44(2):19-23.[8]许康,徐焕志,胡建坤,等.氨基硅油改性丙烯酸树脂的制备及其性能研究[J].青岛科技大学学报,2017,38(2):84-90.[9]赵维,齐暑华.硅丙微乳液的合成与性能研究[J].中国胶黏剂,2011,20(5):259-262.[10]贺琳,张桂霞,刘国军,等.含硅羟基丙烯酸酯乳液的合成[J].中国涂料,2011,26(1):22-25.[11]童心洁,闫福安,唐美超.环氧树脂改性水性丙烯酸酯树脂及其玻璃烤漆研究(二)[J].中国涂料,2013,28(2):61-64.[12]俞剑峰,潘红霞,周晓东.E10P改性丙烯酸树脂的制备及其在水性卷材涂料中的应用[J].涂料世界,2013(6):372-375.[13]黄洪,傅和青,邓艳文,等.环氧树脂与丙烯酸酯复合改性水性聚氨酯的合成研究[J].高校化学工程学报,2006,20(4):583-587.[14]刘运学,唐元亮,范兆荣,等.环氧树脂改性丙烯酸酯乳液的制备与性能研究[J].中国胶黏剂,2016,25(11):626-646.[15]沈文军,王绍明,徐杰,等.环氧改性丙烯酸树脂复合乳胶的合成及其性能研究[J].涂料工业,2017,47(2):33-39.[16]陈美玲,许丽敏,丁凡,等.有机氟改性丙烯酸树脂的合成及研究[J].化工新型材料,2010,38(10):113-115.[17]卢蜜,杜宗良,王海波,等.氟硅改性水性丙烯酸酯乳液的合成及其对胶膜的影响[J].塑料工业,2016,4(6):123-127.[18]于书平,冯俊红,金鑫,等.核壳结构纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯复合乳液粒子的制备及性能[J].北京化工大学学报(自然科学版),2011,38(6):65-70.[19]叶超贤.聚丙烯酸酯/纳米二氧化钛复合乳液的原位制备及结构与性能的研究[D].广州:华南理工大学,2014.[20]ElrebiiM,KamounA,BoufiS.Waterbornehybridalkyd-acrylicdispersion:Optimizationofthecompositionusingmixtureexperimentaldesigns[J].ProgressinOrganicCoatings,2015,87:222-231.[21]AntonaiaA,AscioneF,CastaldoA,etal.CoolmaterialsforreducingsummerenergyconsumptionsinMediterraneanclimate:In-labexperimentsandnumericalanalysisofanewcoatingbasedonacrylicpaint[J].AppliedThermalEngineering,2016,102(5):91-107.[22]熊家锦,师华,郭继涛,等.氯化石蜡的分解温度对丙烯酸涂料膨胀防火性能的影响[J].涂料技术与文摘,2017,38(9):35-41.[23]张玉兴,许飞,何庆迪,等.汽车保险杠用聚丙烯塑料涂料底漆的研制及应用[J].涂料技术与文摘,2017,38(9):1-11.[24]SongDD,YinZW,LiuFJ,etal.Effectofcarbonnanotubesonthecorrosionresistanceofwater-borneacryliccoatings[J].ProgressinOrganicCoatings,2017,110:182-186.[25]刘歌.具有隔热效果的水性防腐涂料的研究[J].涂料技术与文摘,2017,38(9):6-11.[26]ZhangFA,YuCL.Applicationofasilicone-modifiedacrylicemulsionintwo-componentwaterbornepolyurethanecoating[J].JournalofCoatingsTechnologyandResearch,2007,4(3):289-294.[27]李超宇,宋欢欢,侯继宗,等.水性丙烯酸氨基烤漆的制备与研究[J].现代涂料与涂装,2017,20(9):4-6.',)