丙烯酸酯涂料概述

    丙烯酸酯涂料就是以甲基丙烯酸酯类或丙烯酸酯类的均聚物或共聚物为成膜物质的涂料。聚丙烯酸酯于1930年代初工业化生产，制造有机玻璃；1950年代初，美国Du Pont公司开发成功聚丙烯酸酯涂料并应用于汽车涂装，1950年代后期，聚丙烯酸酯涂料逐步为各界重视。

    溶剂型涂料所用的聚丙烯酸树脂大部分通过自由基机理合成，通过溶液聚合实施。所用溶剂如苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯及甲基异丁酮等都是普通的有机溶剂。

    工业上丙烯酸酯涂料所用的聚丙烯酸树脂大部分是共聚合树脂。通过多种单体组合实施共聚，所得产物可以表现出很好的综合性能，如通过共聚可调整树脂的Tg以获得理想的柔韧性、引入所需要的活性官能团以提供交联位置、改良光泽性耐热耐寒性、调整极性以获得所需要的溶解性及提高附着力、改进最终涂层的耐化学性和抗水性等。

    按性能及效用要求选用单体的方法可参考表4-2。

    表4-2    按性能及效用要求选用单体参考表

    溶剂型的共聚丙烯酸酯涂料有热塑性和热固性两类。

    热塑性的聚丙烯酸酯涂料依靠溶剂挥发干燥成膜，所用的共聚树脂由于成膜时不会进一步交联，要争取有较好的物理性能，分子量常常较高，但为了不使固体分太低，又不能太高，一般掌握在75000～120000之间，这样的分子量常使涂料在施工黏度下的固体含量在10%～25%之间，相对于其他类型的溶剂型合成树脂涂料其固体含量偏低，一次涂覆的成膜较薄，要提高涂层的丰满度要依靠多层涂装。故而为了能满足各种用途所需要的性能特点，必须通过树脂配方中单体比例来调整，或采用外加其他能与之混溶的成膜物来进行改性。

    热固性聚丙烯酸酯涂料成膜过程中，伴随着溶剂挥发过程的还有官能团的交联反应（视具体体系的反应活性，有的需要加热烘烤，有的则可在室温下交联）。通过交联形成的涂膜大分子变成巨大的网状结构，不熔不溶，提高了丙烯酸酯涂层的物理性能、耐蚀性及耐化学药品性。尤为可贵的是，该类型的树脂分子量常控制在30000以下，一般在10000～20000之间，至于高固体含量涂料所用树脂分子量则常低至2000～3000，这样所形成的溶液性涂料黏度并不很高，因此可以在能保证顺利施工的黏度下提高树脂的含量制成高固体分的涂料，从而改进涂膜的丰满度，缩减施工涂漆的遍数，提高了涂装效率。

    热固性丙烯酸酯能进行交联反应的内在依据，是该树脂侧链上带有可自交联或与外加的交联树脂反应的官能团。前者可自交联的官能团自身之间发生的交联反应，通常可以在微量催化剂存在下获得网状结构；而后者树脂侧链上自有的官能团之间无反应活性，而外加交联剂上的官能团（一般一个交联剂分子上应有至少二个活性官能团）可以与侧链官能团发生反应，通过外加交联剂的架桥作用，丙烯酸酯分子链间形成网络结构。表4-3列出了常见的热固性丙烯酸酯的交联反应类型。

    表4-3    热固性丙烯酸酯的交联反应类型

    热塑性丙烯酸酯涂料的特点是：①耐候性优良（要好于醇酸等常规产品），涂层透明，保色保光性好，适宜制造浅色金属质感的面漆。②耐酸、耐碱、耐水性好，抗污性好。③涂膜力学性能良好，与基体结合力强。缺点是涂料固含量与黏度之间存在矛盾，溶剂干透性不佳，与其他树脂难于混溶。热塑性丙烯酸酯涂料在工业上的主要用途有：作常温干燥型的汽车面漆和汽车修补漆，铝合金门窗框架的透明保护薄层防止金属表面变色。

    与热塑性丙烯酸树脂相比，热固性丙烯酸树脂具有下列优点：①固含量较高而黏度适宜。②涂层更耐高温，抗污性更好，户外涂装光泽持久。③力学性能提高，韧性改善，涂膜硬度及耐磨性佳。④耐受化学介质表现更佳。⑤与其他含活性基团的树脂相容性好。热固性丙烯酸树脂广泛用作家电涂料，如空调、洗衣机、冰箱、冷藏柜、电磁灶等；可制造金属色漆用于如卷材、预制板、金属罐体及五金工件等。