摘要：綜述了水性木器涂料用改性聚丙烯酸酯的研究進(jìn)展，從物理和化學(xué)改性兩方面分別介紹了國(guó)內(nèi)外環(huán)氧樹脂和聚氨酯改性水性聚丙烯酸酯的方法；根據(jù)無(wú)機(jī)納米粒子引入水性聚丙烯酸酯中方式的不同，介紹了聚丙烯酸酯與無(wú)機(jī)納米粒子的復(fù)合改性狀況；對(duì)有機(jī)硅、有機(jī)氟改性聚丙烯酸酯進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)丙烯酸酯類水性木器涂料的未來(lái)發(fā)展作了展望。
關(guān)鍵詞：聚丙烯酸酯；水性涂料；木器涂料；進(jìn)展
0.前言
早在20世紀(jì)20年代，OttoRohm完成了丙烯酸酯類單體工業(yè)化生產(chǎn)工藝的研究，開(kāi)創(chuàng)了丙烯酸工業(yè)。1937年由英國(guó)卜內(nèi)門化學(xué)工業(yè)有限公司(簡(jiǎn)稱ICI)相繼進(jìn)行了涂料用丙烯酸酯的生產(chǎn)，熱塑性丙烯酸酯涂料也逐漸取代硝基漆開(kāi)始應(yīng)用于涂料行業(yè)。我國(guó)于20世紀(jì)60年代開(kāi)始研發(fā)丙烯酸酯涂料，80年代北京東方化工廠丙烯酸裝置的上線投產(chǎn)，為我國(guó)丙烯酸酯涂料的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。自90年代以來(lái)，我國(guó)丙烯酸酯涂料工業(yè)出現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。丙烯酸酯類涂料價(jià)格低廉，具有較高的光澤度、豐滿度、穩(wěn)定性，優(yōu)良的耐候性、耐化學(xué)品性、耐污染性及耐酸堿性等優(yōu)點(diǎn)；另外，丙烯酸樹脂經(jīng)過(guò)組分調(diào)整也可滿足不同硬度、柔軟度以及其它的性能要求。丙烯酸酯類涂料已成為木器涂料中的主要類別之一。然而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們環(huán)保意識(shí)的提高，在木器涂料方面，世界各國(guó)都相繼努力實(shí)現(xiàn)水性化以減少體系中VOC的排放。水性木器涂料具有安全、環(huán)保、節(jié)能、性能穩(wěn)定及柔韌性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，替代溶劑型木器涂料已成為未來(lái)涂料發(fā)展的一種趨勢(shì)。丙烯酸酯應(yīng)用于木器涂料還存在著最低成膜溫度高、涂膜硬度低、抗回粘性差、機(jī)械性能差、不耐溶劑和熱粘冷脆等缺點(diǎn)，目前主要采用環(huán)氧樹脂、聚氨酯和無(wú)機(jī)納米材料等對(duì)丙烯酸酯類涂料進(jìn)行改性。
1.丙烯酸酯類涂料的改性進(jìn)展
1.1環(huán)氧樹脂改性
采用環(huán)氧樹脂對(duì)丙烯酸樹脂進(jìn)行改性，可以得到附著力、機(jī)械性能優(yōu)良及光澤性和豐滿度高的涂料。目前國(guó)內(nèi)外研究者主要通過(guò)物理共混法和化學(xué)接枝法將環(huán)氧樹脂用于改性聚丙烯酸酯，以下作具體介紹。
1.1.1共混法改性
采用共混法將環(huán)氧樹脂用于改性聚丙烯酸酯，可以獲得綜合性能良好的樹脂。高文藝等人采用半連續(xù)乳液聚合法合成出苯丙乳液，然后按照一定比例在一定的溫度下與環(huán)氧樹脂共混進(jìn)行改性。結(jié)果表明：環(huán)氧樹脂加入量為丙烯酸酯類單體量的8%~18%時(shí)可得到穩(wěn)定的乳液，此外乳液的粘度、附著力等性能也有明顯的改善。雷克林等人也采用共混法制備了環(huán)氧樹脂-丙烯酸樹脂復(fù)合乳液，與純環(huán)氧樹脂相比，復(fù)合涂膜的抗沖擊性提高了20kg·cm，抗彎曲性能降低了4mm。采用共混法對(duì)聚丙烯酸酯進(jìn)行改性，雖然樹脂的綜合性能有所提高，但環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂之間主要是以范德華力及氫鍵結(jié)合，而兩種樹脂間化學(xué)結(jié)合很少，相容性較差，導(dǎo)致最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性差。因此，目前研究較多的是采用化學(xué)法將環(huán)氧樹脂用于聚丙烯酸酯的改性。
1.1.2環(huán)氧樹脂接枝法改性
根據(jù)接枝部位和反應(yīng)機(jī)理的不同，環(huán)氧樹脂-丙烯酸樹脂復(fù)合乳液的制備方法可分為兩類：一是通過(guò)自由基反應(yīng)，使部分丙烯酸類單體接枝到環(huán)氧鏈上，得到復(fù)合乳液；二是利用環(huán)氧基團(tuán)和羧基、氨基的反應(yīng)活性，通過(guò)酯化反應(yīng)等，把兩種不同性質(zhì)的高分子結(jié)合在一起，形成新的大分子。
(1)酯化法接枝改性
目前大多數(shù)人采用的酯化反應(yīng)方式主要有2種：一是環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂加催化劑酯化；二是環(huán)氧樹脂先和丙烯酸酯類單體酯化，再參與共聚。夏范武等人在環(huán)氧樹脂的兩端引入不飽和雙鍵，與丙烯酸酯類單體共聚得到環(huán)氧-聚丙烯酸酯復(fù)合乳液，以此為基料制成性能優(yōu)良、貯存穩(wěn)定的色漆，提高了水性丙烯酸酯類涂料的耐蝕性和豐滿度。Mattjews等人先將丙烯酸酯類混合單體在引發(fā)劑的作用下，在溶劑中聚合，再將聚合后的丙烯酸樹脂在叔胺的參與下與環(huán)氧樹脂發(fā)生酯化反應(yīng)，最終形成富含羧基的透明環(huán)氧丙烯酸樹脂。測(cè)試結(jié)果表明：該水性復(fù)合乳液具有良好的附著力、機(jī)械強(qiáng)度、耐污染性以及耐溶劑性。
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