文 献 综 述

一、课题研究目的及其应用价值

随着人们生活水平的日益提高，在美化环境及生活上提出了更高的要求。涂料被称为”工业外衣”，是美化环境的重要产品之一。丙烯酸树脂涂料凭借其优良的化学稳定性、保光、保色性等在高档次涂料中占有绝对优势，新型高性能丙烯酸树脂成为涂料行业内竞争的制高点。在国外，丙烯酸树脂的研究始于1805年，至1931年开始工业化生产。20世纪50年代，开始用于汽车的涂装。迄今单体的生产，树脂的合成，产品的生产以及应用已经形成了一个比较完整的配套工业体系。在我国，经过多年的努力，我国丙烯酸树脂的品种已经相对完善，但是与国外先进同行相比，生产规模、工艺控制及部分特殊性能要求的产品还存在一定差距，特别是在工艺控制与质量稳定性方面。因此，要在未来几年内，采用更先进的自动化控制系统，确保产品工艺控制能保持一致，从而进一步提高产品质量的稳定性，特别是产品质量力求达到国外厂家的水平，是丙烯酸树脂发展的当务之急，也是根本所在。

目前，国内涂料行业面临新一轮势不可挡的企业合纵联横，产品升级换代的整合运动，缺少核心竞争力的中小型企业面临被淘汰出局或被吞并的危险，市场竞争极其激烈，国际涂料业巨头纷纷进入中国进一步加剧了这种竞争。通用型丙烯酸树脂的利润在不断下跌，在此情况下，想要丙烯酸产品扩大利润，就必须及时、准确地了解国内外同行的优质原材料及产品信息，掌握国内外市场的发展趋势，以指导新产品的开发。只有研发高性能的产品，做到人无我有，人有我优。只有这样，才能真正提高产品参与市场的竞争能力，才能提高企业的综合效益。

多年来，中国丙烯酸树脂行业发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励丙烯酸树脂产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对丙烯酸树脂行业的关注越来越密切，这使得丙烯酸树脂行业的发展研究需求增大。而我国十分注重丙烯酸树脂的技术开发，先后引进多名行业内资深的工程师，在实验方法上使用系统的研究方法，不断进行总结和交流，从而提高了相关人员的研发水平，同时也增强了丙烯酸树脂的研发实力。

二．丙烯酸树脂简介

2.1丙烯酸树脂的概述

丙烯酸树脂（acrylic resin）是一类通过共聚作用将分子中含有不饱和双键的单体诸如（甲基）丙烯酸酯类及其他烯基类单体共聚合而成的树脂的统称。用以合成丙烯酸树脂的单体非常多，比较典型的几种有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯等等。由于丙烯酸酯类单体的性质很活泼，不仅可以单独自聚，还可以与其他单体发生共聚，且取代基不相同，所合成的丙烯酸树脂性能诸如溶解性能、粘结性能和玻璃化转变温度等也不尽相同。因此要制备出拥有不同结构类型、不同性能和适用于不同场合的丙烯酸树脂，就可以采用选取不同单体结构、配方和生产工艺来达到目的。依据丙烯酸树脂不同的结构和成膜机理，又可以将丙烯酸树脂分为热固性和热塑性两大类。

热固性丙烯酸树脂一般相对分子量比较低，树脂结构中带有一定官能团，常利用这些活性官能团来实现热固性丙烯酸树脂的交联反应。热固性丙烯酸树脂常用作涂料，广泛应用于汽车、摩托车、自行车和卷刚等产品。具有丰满度优异、光泽、硬度、耐溶剂性、耐候性和高温不变色、不返黄等优点。

热塑性丙烯酸树脂相对分子量一般较大，在成膜过程中不发生进一步交联。广泛应用于汽车、电器、机械和建筑等领域。具有优异的保光保色性、耐水耐化学性、迅速干燥、施工便利、容易重涂和返工等优点。

2.2丙烯酸树脂特点与分类

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。从组成上分，丙烯酸烯树脂包括：丙全树脂、苯丙树脂、硅丙树脂、醋丙树脂、氟丙树脂、丙全树脂、苯丙树脂、硅丙树脂、醋丙树脂、氟丙树脂、叔碳酸树酯、丙烯酸树酯等。从涂料剂型上分，主要有：溶剂型涂料、水性涂料、高固体组份涂料和粉末涂料。

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。

丙烯酸树脂的制备方法

（1）溶液聚合

溶液聚合(solution polymerization)是指在溶液状态下进行的聚合反应，主要过程是将单体和引发剂（催化剂）均溶于适当的溶剂中进行聚合。其优点主要有：体系的粘度比较低，容易进行混合和传热，温度容易控制，对于减弱凝胶效应和避免局部过热都有很大帮助；缺点是：用以进行聚合的丙烯酸酯单体原料浓度比较低，聚合反应的速率比较慢，生产能力较低，聚合物的分子量比较低，溶剂分离回收成本高且聚合物难以提纯。因此，常用于聚合物溶液直接使用的涂料、胶黏剂、合成纤维纺丝液等场合。

（2）乳液聚合

乳液聚合（emulsion polymerization）就是指由单体、水、水溶性引发剂和水溶性乳化剂构成，单体在水中分散形成乳液状态的聚合反应。优点主要是：介质为水，安全环保，体系粘度低，便于传热、输送和连续生产，聚合速率快，聚合产物分子量高；缺点有：若需固体产物时，过程繁杂，成本较高，且难除去产物中的乳化剂杂质。常用于需聚合后分离成胶状或粉状固体产品和胶乳直接用作的涂料和粘结剂等领域。

（3）悬浮聚合

悬浮聚合（suspension polymerization）是指将引发剂溶解在单体当中，以小液滴的形式在水中进行聚合的方法。悬浮聚合体系的组成形式一般包括单体、油溶性引发剂、水和分散剂，然而实际配方则比较多。优点主要有：体系粘度低，传热和温度比较容易控制，产物的分子量变化不大但比溶液聚合高，且分布比较稳定，杂质含量少，后处理工序简单；缺点是：产物中带有少量分散剂杂质。应用面比较广，以悬浮聚合法生产的树脂主要包括 80%聚氯乙烯、苯乙烯型离子交换树脂、部分聚苯乙烯和部分聚甲基丙烯酸甲酯等

（4）本体聚合

本体聚合（mass polymerization）是指体系中没有其它介质存在，只有单体本身，仅仅在引发剂、光、热和辐射的作用下进行自身聚合的反应。优点是：产物纯净，后处理简单；缺点是：随着反应进行，体系粘度增大，产生凝胶效应，以致体系中的聚合热难以排除。更加适用于实验室研究。

2.3丙烯酸树脂的作用与用途

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、耐候性、在高温烘烤时不变色、不返黄。*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。

2、胶粘剂

用丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯等共聚乳胶，可作静电植绒、植毛的胶粘剂，其坚牢性和手感好。

3、水稠化

a用丙稀酸和丙烯酸乙酯共聚物制成高分子量的粉末。可作稠化剂，用于油田，每吨产品可增产500t原油，对老井采油效果较好；

b胶粘剂用丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯等；

4、铜版纸涂饰剂

用丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、苯乙烯等四元共聚乳胶作铜版纸涂料，保色不泛黄，印刷性能好，不粘辊，比丁苯胶乳好可节省干酷素；

5、聚丙烯酸盐类

利用丙烯酸可生产各种聚丙烯酸盐类产品(如铵盐、钠盐、钾盐、铝盐、镍盐等)。用作凝集剂、水质处理剂、分散剂、增稠剂、食品保鲜剂耐酸碱干燥剂，软化剂等各种高分子助剂。

参考文献

[1]杨永健，田洗。我国地沟油资源化现状即面临的问题初步分析[J]。中国科技博览，2010，30：505]

[2]周继亮，涂伟萍，夏正斌，等. CARDURA E-10改性水性环氧固化 剂及其室温固化机理［J］.热固性树脂，2005，20（2）：1-4

[3]杨小青，朱梅芳，俞剑峰，等.高耐候卷材涂料用聚酯树脂［J］. 涂 料工业，2006，35（12）：35-37，40

[4] Lin-Sheng Tang，Mei Zhang，Shu-Feng Zhang，et al. High Performance Waterborne Aminoacrylic Coatings from the Blends of Hydrosols and Latexes［J］. Progress in Organic Coatings，2004（49）：54-6

[5]A. Andersson, A. Magnusson, S. Troedsson, S. Lundmark, F.H.J. Maurer, Intumescent foams#8212;a novel flame retardant system for flexible polyurethane foams, Journal of Applied Polymer Science 109 (2008) 2269#8211;2274.

[6]A. Koniga, E. Kroke, Methyl-DOPO#8212;a new flame retardant for flexible polyurethane foam, Polymers for Advanced Technologies 22 (2011) 5#8211;13.

[7]A.R. Tarakc#305;lar, The effects of intumescent flame retardant including ammonium polyphosphate/pentaerythritol and fly ash fillers on the physicomechanical properties of rigid polyurethane foams, Journal of Applied Polymer Science 120 (2011) 2095#8211;2102.

[8]M.M. Hirschler, Polyurethane foam and fire safety, Polymers for Advanced Technologies 19 (2008) 521#8211;529.

[9]R.G. Gann, V. Babrauskas, D. Peacock, J.R. Hall, Fire conditions for smoke toxicity measurements, Fire and Materials 18 (1994) 193#8211;199.

[10]J. Hall, Fire statistics, patterns of fire experience related to toxicity, in: Conference Proceedings, Smoke Toxicity-International Conference, Munich, 1996.