丙烯酸乳液

丙烯酸酯乳液聚合物广泛应用于涂料印刷、静电植绒、织物贴合、纱上浆和涂层加工等。由于使用的原材料和比例的不同，各种性能的丙烯酸酯也有不同的用途。有机硅改性丙烯酸乳液是有机硅化合物和丙烯酸酯的乳液聚合物匀，乳液稳定性高，涂膜综合性能好，防水性能好，防水性能高。

1.优异的附着力。

水性丙烯酸乳液的聚合物结构有助于分子链在基材表面的流动和润湿，使涂层与基材分子紧密接触，达到高附着力。

二、颜填料承载力高，可显著降低成本。

水性丙烯酸乳液具有优异的填充性，涂料配方的总固含量可达60%。其中，树脂与填料的比例可达1:2，显著降低了水性木器漆的配方和使用成本。

3.零VOC安全#。

水性丙烯酸乳液本身不含VOC，可在室温下成膜，无需成膜添加剂。这种配方涂料的VOC含量可以为零。

4.优异的耐水性。

水性丙烯酸乳液不含普通丙烯酸乳液使用的表面活性剂，具有特殊设计的疏水基团。因此，水性丙烯酸乳液具有优异的耐湿性，可防止漆膜干燥后水分子渗透基材，达到防水防潮的效果。

5.优异的耐候性。

水性丙烯酸乳液的分子结构采用紫外线稳定的单体结构，经过特殊设计，TIO2可以在乳液中充分均匀分散，减少紫外线对乳液的影响，有效保护基材。

6.颜料分散性优异。

水性丙烯酸乳液与各种水性色浆相溶性好，更大限度地发挥填料和颜料的功能，使涂料颜色鲜艳。

配方组成

1.单体

合成丙烯酸酯乳液共聚物粘合剂的单体一般为丙烯酸及其C1~C8丙烯酸烷基酯。随着烷基链长度的增加，聚合物逐渐变软，玻璃化温度降低，质地柔软。直到丙烯酸正辛酯，由于烷基碳原子的增加，侧链结晶倾向，聚合物变脆。

在丙烯酸酯乳液粘合剂中，共聚单体分为三部分。部分为软单体，玻璃化温度低，具有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯等粘合剂粘接特性；第二部分为硬单体，玻璃化温度高。给予粘合剂内聚力，如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯、偏氯乙烯等。；第三部分是官能团单体，通过引入带官能团的单体，赋予粘合剂亲水性、耐热性、耐水性、交联性等反应特性。此外，在分子设计中，单体的类型应根据单体均聚物的性能和粘接基材的结构特性来选择。

2.引发剂

该系统的引发剂多为水溶性过硫酸盐，常用于过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠。引发剂量太少，不易引起聚合；引发剂量过多，聚合不平衡。更合适的引发剂量为单体总量的0.2%~0.8%，其中0.2%~0.4%的引发剂量可使制备的聚丙烯酸酯乳液呈蓝色，乳液粒度小，稳定性好。

3.乳化剂

乳化剂有非离子型、阳离子型和阴离子型系统。目前，阴离子乳化剂和非离子乳化剂的复合系统在我国得到了广泛的应用。常用的阴离子乳化剂有烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、二烷基-2-磺基琥珀酸钠、烷基烯丙氧基聚氧乙烯磷酸钠、聚氧乙烯酚醚顺酐加成物钠盐、非离子乳化剂聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯酚醚等。

乳化剂的类型和浓度将直接影响导致率和链增长率。选择合适的乳化剂，首先要考虑其亲油亲水平衡值(HLB值)，其次要考虑单体与乳化剂的亲和力。一般分子结构越相似，亲和力越好。

当混合乳液的HLB值较低时，乳液聚合链增长速度快，粒径大，乳液聚合转化率低，容易凝结甚至破乳；当混合乳化剂的HLB值较高时，乳液聚合链增长速度慢，粒径小，乳液聚合转化率低。

4.交联剂

乳液液丙烯酸酯聚合时，添加交联剂可以提升其粘附性能。聚合中有外交联、自交联（离子交联）和多交联工艺。其中，自交联是指大分子链之间的直接交联反应；外交联通常在羧基胶乳中添加脲醛树脂或三聚氰胺树脂。根据交联温度，可分为高温交联和常温交联。

常温交联剂主要有：

(1)巴斯夫(BASF)公司提出的酸二酰系统；

(2)罗姆一哈斯(Rohm-Hass)公司提出的邻甲氧基苯甲酸锌系统逆过程；

(3)金属离子变联，如Zn(Ac)2.Al(Ac)3等。

此外，还可以选择具有一定极性基础的单体作为反应性改性剂，使共聚物产生轻微的交联，使形成分子网络的化学键取代简单的分子间力，在一定程度上提升了共聚物的刚性。

在丙烯酸酯乳液的共聚反应中，引入两种以上的活性基团，以达到中低温自交联的目的：合成自交联乳液胶可用于聚酰亚胺与铜箔的粘接。含环氧基和酰氨基的交联剂固化温度为180~190℃，剥离强度高，耐候性好，可与外交联丙烯酸酯乳液胶媲美。

5.其他添加剂。

常用的增粘树脂有松香、松香改性酚醛树脂、萜烯、石油树脂等。

丙烯酸酯乳液的增稠可以通过添加人氨水或氢氧化钠溶液来实现。自制聚丙烯酸乳液增稠剂为30%(质量分数)，是一种低粘度、高浓度羧基的量聚丙烯酸乳液，易与丙烯酸酯共聚乳液}昆合均匀。增稠剂用量为1%~5%(质量分数)。添加增稠剂后，用氨调节pH值为9。放置一段时间后，水相的粘度会突然增加，乳液会变得粘稠。

有时，为了降低成本，提升粘接强度和耐水性，降低乳胶的收缩率，添加填料。补强剂或与其他聚合物乳液体系混合。

五、丙烯酸乳液胶粘剂聚合工艺。

聚合物乳液和乳液聚合物的生产有多种工艺可供选择，如间歇工艺、半连续工艺、补充乳化剂工艺、连续乳化工艺、种子聚合工艺聚合工艺可采用普通聚合法和种子聚合法。不同的聚合工艺使单体在乳液颗粒中产生不同的分布。硬单体排列在乳液颗粒的壳层中，可使聚丙烯酸酯乳液粘合剂强度高；相反，软单体排列在壳层中，可使其粘附力强。

以醋酸乙烯乳液为改性物质，丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为单体，合成改性聚丙烯酸水溶胶。与普通聚合法相比，种子聚合法提升了乳液的稳定性、透光率和粘接强度。

聚合过程对乳胶颗粒的形式有很大的影响，其中最重要的是进料方法。通过丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯作过程对产品粘度和稳定性的影响，认为在半连续操作过程中：

1.种子和滴加物中乳化剂比例的增加可以迅速增加乳液粘度和稳定性，但当比例增加到一定程度时，乳液粘度的增加并不明显；

2.随着种子量的增加，乳液粘度逐渐增加。当种子量占单体的25%~30%时，粘度更大。随着种子量的增加，粘度降低，反应接近间歇聚合；

3.水溶性官能组单体丙烯酸(AA)的添加可以使系统稳定，但添加方法对性能有很大影响。反应后期集中滴加丙烯酸，调节pH值至碱性，聚合物中羧基离解产生。