摘要：随着各国环保法规的确立和环保意识的增强,传统的溶剂型涂料中的挥发性有机化合物（VOC）的排放越来越受到严格限制。因此,开发低污染环保型的水性涂料、粉末涂料、高固含量涂料等环境友好型涂料已成为涂料研发的主要方向。为了提高水性丙烯酸酯涂料的综合性能，扩大其应用范围，需对水性丙烯酸酯涂料进行改性。
关键词：水性丙烯；酸酯涂料；改性研究进展
引言：
丙烯酸系乳胶涂料具有优良的耐热性、耐候性、耐腐蚀性、耐玷污性、附着力高和保色保光性好等优点,但在实际应用中,由于自身结构的限制,仍存在一些不足之处,如硬度、抗污染性、耐溶剂性等方面不尽人意。为了更好的提高丙烯酸酯涂料的综合性能,扩大其应用范围,需要对丙烯酸酯乳液进行改性。
一、丙烯酸酯涂料的改性研究
1.环氧树脂改性
环氧树脂具有黏附力强、成型收缩率低、化学稳定性好、电绝缘性以及热稳定性好等优点。丙烯酸与环氧树脂反应生成环氧丙烯酸酯,这种树脂具有抗化学腐蚀、附着力强、硬度高、价格便宜等优点；用它作预聚物制备的涂料在紫外光照射下可发生光聚合或光交联反应,它不仅固化速度快,而且涂膜性能优良,近年来发展迅速,正逐步取代传统木材、纸张、邢宏龙等
将环氧树脂和丙烯酸在一定条件下合成环氧丙烯酸酯,当反应体系的酸值小于5时,冷却,加入适量马来酸酐,控制温度反应2h-3h,冷却,出料,用氨水中和,制得水溶性环氧丙烯酸酯预聚物。固化阶段的工艺参数:辐射源采用北京埃士博UV125A（灯功率2OOOW）,辐射距离15cm,固化时间5s-8s（与体系中添加的环氧豆油的量有关）。研究发现:合成预聚物时加入适量环氧豆油能够改善固化膜的柔韧性及附着力,并且用水易于调节涂料的黏度。
2.化学改性
化学改性是通过引入功能性单体、交联剂或其他聚合物，提高涂膜的交联度和柔性，进而提高涂膜的综合性能。聚合物改性方法主要有:环氧树脂改性，聚氨酯改性和有机硅改性等。国内外这些方法报道很多，John G Tsavalas等人采用微乳液聚合将不饱和聚酯接枝到丙烯酸树脂上，形成水基交联树脂。Gooch等在油改性聚氨酯作为稳定剂存在的条件下进行丙烯酸单体的微乳液聚合，该体系利用聚氨酯的憎水性达到稳定液滴的作用，杂合乳液成膜后表现出相当好的粘结性能和硬度。将有机氟、硅引入到水性丙烯酸酯涂料中，可以提高其疏水性、耐候性以及耐高温性等。
通过引入环氧基、酰胺基或双丙酮基等基团可制备自交联水性丙烯酸酯乳液，这也是当今研究的热点。将环氧基和羧基同时引入共聚物分子链，通过热处理方式可使环氧基和羧基发生交联。N－羟甲基丙烯酰胺与乙烯基单体共聚得到热塑性聚合物，分子链上含有活泼的羟甲基。随着膜逐渐干燥失水、缩合，可形成交联结构。利用含羰基的聚合物与酰肼基团在酸催化条件下发生脱水反应，可实现涂料的室温交联固化。自交联反应能够显著提高涂膜的力学性能和耐化学品性能。
二、水性丙烯酸酯涂料在建筑领域的应用
1.外墙涂料
外墙涂料是用于建筑物外墙面起装饰和保护以及其他功能（如隔热）的建筑涂料，应有良好的耐候、防水、耐腐蚀、耐热、耐紫外线等性能。丙烯酸酯及其共聚物外墙涂料以其优异的性能获得了大量的应用，并成为主导产品。
同时研究了不同含量粘合剂（甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物）的建筑外墙用水性丙烯酸酯涂料，发现随着粘合剂含量的减少，涂膜的水蒸气渗透性有了明显的提高，当粘合剂含量为40%时，涂料阻隔水蒸气的性能最好。叶秀芳等以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯等为单体，采用乳液聚合工艺制备了水溶性丙烯酸树脂，通过添加硅藻土、空心玻璃微珠、热反射隔热粉、氧化铝等隔热功能填料，制备了集阻隔、反射、辐射3种隔热机理为一体的复合型隔热涂料，测试结果表明其隔热温差可达8.7℃，涂膜综合性能优异，无毒环保，符合建筑外墙涂料低碳节能环保的发展趋势。闫福安等发明了一种含氟水性丙烯酸酯树脂外墙涂料，克服了丙烯酸树脂易沾污的缺点，具有自洁、光泽度高、附着力强、表面疏水性好、耐腐蚀性能优异等优点，与普通外墙涂料相比，该涂料耐沾污性、耐洗刷次数、耐水性等得到了明显的提高。
2.地坪涂料
地坪涂料是一类应用于水泥基层的涂料，要求具备耐碱、耐水、耐磨、耐沾污等性能。另外，可根据特殊需求，赋予地坪以防静电、防滑、耐高温等特殊功能。王和山以丙烯酸丁酯共聚改性的甲基丙烯酸甲酯乳液为成膜物质，与其他涂料组份配合制备出了水性丙烯酸类乳液地坪涂料，该涂料具有较高的硬度，耐磨性能优异。Lin等等采用悬浮聚合法合成出了含氟丙烯酸树脂均聚物乳液，并以此乳液制备了高性能疏水性甲基丙烯酸甲酯（MMA）地坪涂料，测试结果表明，该地坪涂料具有优良的涂膜机械性能和疏水性能且施工简便，是一种新型绿色环保地坪涂料，在防滑地坪涂料中具有广泛的应用前景。史立平等选用具有核壳结构的丙烯酸羟基乳液、水性含羟基分散树脂、亲水改性异氰酸酯固化剂，研制出了一种兼具溶剂型双组分聚氨酯的高性能和水性涂料低VOC特点的水性双组分聚氨酯-丙烯酸酯地坪涂料，综合性能优良，具有极好的耐用性，可广泛用于户内外体育场及其他场所。
三、其他改性
层状硅酸盐／聚合物插层复合可以显著改善聚合物基体的力学性能和热性能，并可赋予其优良的阻隔性能。余剑英等采用乳液插层法制备了有机蒙脱土改性丙烯酸酯乳液，研究了由其制得的丙烯酸酯乳液水泥基防水涂料的力学性能、耐水性能、耐热老化性能和耐紫外老化性能。结果表明，在有机蒙脱土用量为３％时，有机蒙脱土插层改性可显著提高涂膜的力学性能、耐水性能、耐热老化性能和耐紫外老化性能。因丙烯酸酯涂料温度敏感性较明显，故往往采用含双键的其它单体共聚来提高性能。刘希刚等采用种子乳液聚合的方法，用苯乙烯对丙烯酸酯进行改性，制备了一种具有核壳结构的苯丙乳液。他们研究了种子乳液的量、软／硬单体配比、丙烯酸、乳化剂、引发剂等因素对乳液聚合反应、乳液稳定性及涂膜性能的影响。结果表明涂膜既有较大硬度，又有一定的延伸性。酮醛树脂光泽性好、粘接性好、成膜性能优良和成膜后的耐水性和耐候性强，而丙烯酸酯类的聚合物具有良好的耐候性、透明性和成膜性能及较好的水溶性的优点，两者性质可以互补。
结语：
随着人类生活质量和环保意识的不断提高,发展高档水性丙烯酸酯涂料就变得尤为重要。水性丙烯酸酯涂料以其自身优异的性能,正逐渐取代传统的溶剂型涂料,在塑料、木材、金属、建筑以及装饰等领域得到更为广泛的应用。聚氨酯与丙烯酸树脂有着很好的相容性，是目前制备水性聚氨酯／丙烯酸酯涂料的热点方向。纳米材料改性能很好地提高丙烯酸酯涂料的性能，但纳米粒子的团聚和相容性等因素影响了它的应用，虽然如此，已经有越来越多的人试图通过改变制备方法和工艺克服团聚的问题，相信在不久的将来，纳米改性丙烯酸树脂涂料会得到很大的发展。其次，几种材料的复合改性也是未来丙烯酸酯涂料的发展方向，集各种材料的优点于一身，拓展了丙烯酸酯涂料的应用范围。
参考文献：
[1]吴君莲．纳米TiO2改性丙烯酸酯涂料制备及其自清洁和抗菌性能研究[J]．安徽职业技术学院学报，2010,4(9):65.
[2]汪长春，包启宇．丙烯酸酯涂料[M]．北京：化学工业出版社，2005:3.