第五章 丙烯酸树脂
第一节 概述
以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及苯乙烯等乙烯基类单体为主要原料合成的共聚物称为丙烯酸树脂，以其为成膜基料的涂料称作丙烯酸树脂涂料。该类涂料具有色浅、保色、保光、耐候、耐腐蚀和耐污染等优点，已广泛应用于汽车、飞机、机械、电子、家具、建筑、皮革涂饰、造纸、印染、木材加工、工业塑料及日用品的涂饰。近年来，国内外丙烯酸烯树脂涂料的发展很快，目前已占涂料的１/３以上，因此，丙烯酸树脂在涂料成膜树脂中居于重要地位。
从组成上分，丙烯酸烯树脂包括纯丙树脂、苯丙树脂、硅丙树脂、醋丙树脂、氟丙树脂、叔丙（叔碳酸酯－丙烯酸酯）树脂等。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。其中水性丙烯酸烯树脂涂料的研制和应用始于５０年代，７０年代初得到了迅速发展，与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前涂料工业发展的主要方向之一。
涂料用丙烯酸树脂也经常按其成膜特性分为热塑性丙烯酸树脂和热固性丙烯酸树脂。热塑性丙烯酸树脂其成膜主要靠溶剂或分散介质（常为水）挥发使大分子或大分子颗粒聚集融合成膜，成膜过程中没有化学反应发生，为单组分体系，施工方便，但涂膜的耐溶剂性较差；热固性丙烯酸树脂也称为反应交联型树脂，其成膜过程中伴有几个组分可反应基团的交联反应，因此涂膜具有网状结构，因此其耐溶剂性、耐化学品性好，适合于制备防腐涂料。
我国于20世纪60年代开始开发丙烯酸烯树脂涂料，在80年代和90年代，北京、吉林和上海分别引进三套丙烯酸及其酯类生产装置，极大促进了丙烯酸树脂的合成和丙烯酸烯树脂涂料工业的发展。
第二节 丙烯酸（酯）及甲基丙烯酸（酯）单体
丙烯酸类及甲基丙烯酸类单体是合成丙烯酸树脂的重要单体。该类单体品种多，用途广，活性适中，可均聚也可与其它许多单体共聚。此外，常用的非丙烯酸单体有：苯乙烯、丙烯睛、醋酸乙烯酯、氯乙烯、二乙烯基苯、乙（丁）二醇二丙烯酸酯等；近年来，随着科学、 技术的进步，新的单体尤其是功能单体曾出不穷，而且价格不断下降，推动了丙烯酸树脂的性能提高和价格降低。比较重要的功能单体有：有机硅单体，叔碳酸酯类单体（Veova 10，Veova 9, Veova11），氟单体（包括烯类氟单体：三氟氯乙烯、偏二
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氟乙烯、四氟乙烯、氟丙烯酸单体。）、表面活性单体，其他自交联功能单体等。常用的单体及其物性见下表：
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相对 沸 点折光率溶解度（份/100玻璃化温度单体名称 相对密度(d25) 分子质量 （℃） （n25D） 份水，25℃） ( ℃) 141.6丙烯酸（AA） 72 （凝固1.051 1.4185 ∞ 106 点：13） 丙烯酸甲酯80.5 0.9574 86 1.401 5 8 （MA） 丙烯酸乙酯100 100 0.917 1.404 1.5 -22 （EA） 丙烯酸正丁酯128 147 0.894 1.416 0.15 -55 （n-BA） 丙烯酸异丁酯62(6.65丙128 0.884 1.412 0. 2 -17 烯(i-BA) kPa) 酸 丙烯酸仲丁酯 128 131 0.887 1.4110 0.21 -6 类 及丙烯酸叔丁酯 128 120 0.879 1.4080 0.15 55 甲 丙烯酸正丙酯基114 114 0.904 1.4100 1.5 -25 丙（PA） 烯 丙烯酸环己酯75(1.46酸154 0.9766① 1.460① 16 类(CHA) kPa) 单 129(3.8体丙烯酸月桂酯 240 0.881 1.4332 0.001 -17 kPa) 丙烯酸-2-乙基184 213 0.880 1.4332 0.01 -67 己酯（2-EHA） 101（凝甲基丙烯酸86 固点：1.051 1.4185 ∞ 130 （MAA） 15） 甲基丙烯酸甲100 115 0.940 1.412 1.59 105 酯（MMA） 甲基丙烯酸乙114 160 0.911 1.4115 0.08 65 酯
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甲基丙烯酸正142 168 0.889 1.4215 27 丁酯（n-BMA） 甲基丙烯酸-2-101乙基己酯198 （6.65k0.884 1.4398 0.14 -10 （2-EHMA） Pa） 甲基丙烯酸异冰片酯222 120 0.976－0.996 1.477 0.15 155 （IBOMA） 160甲基丙烯酸月254 （0.9380.872 1.455 -65 桂酯（LMA） kPa） 苯乙烯 104 145.2 0.901 1.5441 0.03 100 77.4～丙烯睛 53 0.806 1.3888 7.35 125 乙79 烯醋酸乙烯酯 86 72.5 0.9342① 1.3952① 2.5 30 基熔点： 丙烯酰胺 71 1.122 215 165 类 84.5 单 193～ 体Veova 10 190 0.883～0.888 1.439 0.5 -3 230 185～Veova 9 184 0.870～0.900 68 200 82丙烯酸-2-羟基116 （655P1.138 1.427① ∞ -15 乙酯（HEA） a 功 77能 丙烯酸-2-羟基130 （655P单1.057① 1.445① ∞ -7 体丙酯（HPA） a） 甲基丙烯酸-2-95130 1.077 1.451 ∞ 55 羟基乙酯（1.33k
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（2-HEMA） Pa） 甲基丙烯酸-2-96羟基丙酯144.1 （1.33k1.027 1.446 13.4 26 （2-HPMA） Pa） 甲基丙烯酸三168 107 1.181 1.359 0.04 82 氟乙酯 甲基丙烯酸 缩水甘油酯142 189 1.073 1.4494 2.04 46 （GMA） N-羟甲基丙烯熔点：101 1.10 ∞ 153 酰胺 74～75 N-丁氧基甲基157 125 0.96 0.001 丙烯酰胺 二乙烯基苯 130.18 199.5 0.93 乙烯基三甲氧 148 123 0.960 1.3920 基硅烷 γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲248 255 1.045 1.4295 氧基硅烷 ① 200C时的数据。
依据单体对涂膜性能的影响常可将单体进行如下分类，以方便应用。
单 体 名 称 功 能 甲基丙烯酸甲酯 甲基丙烯酸乙酯 提高硬度，称之为硬单体。 苯乙烯 丙烯睛 丙烯酸乙酯 丙烯酸正丁酯 提高柔韧性，促进成膜， 丙烯酸月桂酯 称之为软单体。 丙烯酸-2-乙基己酯 5