1 丙烯酸乳液的技术进展
丙烯酸乳液的性能跟结构有较⼤的关系，不同的结构设计提供不同的性能，图 1为⽬前⽂献报道中常见的丙烯酸结构设计[3]，其中单分散是最常见最简单的类型，绝⼤多数丙烯酸乳液是单分散类型，⼯艺简单，结构易控，产品质量稳定；关于核壳结构[4]的研究居多，也不乏特殊功能的结构，如，双峰结构、共混结构、多微区结构、多极结构、空⼼球结构[5]、聚合物-颜料复合体结构[6]等。在保证良好成膜性能的前提下，通过合成设计的结构可以改善某⽅⾯的性能，满⾜客户对不同性能的要求[7]，扩展丙烯酸乳液的性能范围和应⽤领域。 Ma 等[8]综述了当前乳液聚合中⽐较前沿的各种“核壳结构”设计思路和⽅法，其中包括梯度结构、三明治结构、草莓结构、雪⼈结构等，不同的结构可以带来不同的性能；也介绍了⽆机和有机复合的核壳结构材料，如，以 SiO2、TiO2、ZnO、CaCO3等为⽆机核的研究。Wood等[9]介绍了丙烯酸和 PVDF改性的⽅法，包括冷混、核壳以及互穿⽹络的⽅法，改性后的成膜机理，以及带来的性能提⾼。 1. 2 丙烯酸乳胶粒改性研究
光影交错的时空丙烯酸乳液具有很多的优点，但单独使⽤时也有诸多缺点，如，硬度偏低，⼒学性能稍差，漆膜致密性稍差，成膜温度偏⾼等，限制了其应⽤范围。为了拓展其应⽤领域，对丙烯酸乳液进⾏改性使其性能满⾜应⽤要求是⼀条重要的路径。丙烯酸乳液的改
性研究包括物理共混和化学改性[10]。⽬前丙烯酸乳液化学改性的主要⽅向有：有机硅改性丙烯酸乳液[11]、有机氟改性丙烯酸乳液[12]、环氧改性丙烯酸乳液[13]、聚氨酯改性丙烯酸乳液[14]、⽆机纳⽶粒⼦改性丙烯酸乳液[15]等。
Calovi等[16]将功能化的氧化⽯墨烯（FGO）薄⽚加⼊到丙烯酸电泳涂料中，研究了氧化⽯墨烯添加量对碳钢基涂层性能的影响。马冠豪等[17]通过乳液聚合⼯艺合成了氟硅改性苯丙乳液，再与正硅酸⼄酯和纳⽶ SiO2通过溶胶-凝胶法制备了⼆氧化硅改性含氟硅苯丙复合乳液，经 AFM 分析显⽰形成了
⼭峰状结构，疏⽔性能有较⼤的提⾼，在⾃清洁领域具有较好的应⽤前景。王星旺[18]以甲基丙烯酸三氟⼄酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯等单体，按照⼀定的配⽐采⽤乳液聚合制备了含氟乳液，其次以 AgNO3、CuSO4、KI 按照⼀定⽐例配置可逆变⾊材料，以三聚氰胺-甲醛-尿素为壁材，以可逆变⾊材料为芯材，制备的微胶囊为变⾊材料，再以氟硅乳液为成膜物质，制备了⼀种中温可逆变⾊涂料，可⼴泛应⽤于⽰温涂料、警⽰涂料等领域。吴锦添等[19]⽤硅丙乳液和环氧改性丙烯酸酯乳液制备了⽔性超薄防⽕涂料，涂层受热膨胀后形成了致密的“蜂窝”状结构，具有较好的防⽕性能。杜威等[20]采⽤半连续滴加法将纳⽶ATO与苯丙乳液复合，研究表明，随着纳⽶ ATO含量的增加，涂层透光率逐渐降低，当纳⽶ ATO质量分数为 7% 时，涂层在玻璃上的隔热效果较好，在透明隔热领域具有应⽤前景。束树军[21]将环氧对丙烯酸杂化得到丙烯酸杂化乳液，兼具丙烯酸乳液的快⼲、耐候、适⽤期长等特点，⼜具有环氧的⾼附着⼒、⾼耐盐雾等性能，很好地平衡了两者间的性能特点，成功应⽤于防腐、地坪、柴油机、零部件等领域。
2 丙烯酸乳液在⼯业涂料中的应⽤
丙烯酸乳液凭借其优异的性能，施⼯⽅便，绿⾊环保等特点，⼴泛应⽤于各类⼯业涂料。
2.1 取代钢结构防腐涂料⽤溶剂型醇酸体系[22]
溶剂型醇酸涂料是国内开发较早，研究最成熟的产品之⼀。其凭借优异的施⼯性能，低廉的价格等特
点，占领了⼴泛的⼯业防腐涂料市场。近年来，在“蓝天保卫战”的号召下，各地环保政策的严格落实，溶剂型醇酸的取代迫在眉睫。市场要求提供跟溶剂型醇酸类似的表⾯光泽效果和耐盐雾性能，同时提供⽐醇酸⼲燥快，耐候好的解决⽅案。⼀些单组分丙烯酸乳液具有跟溶剂型醇酸媲美的光泽展现⼒[23]，较快的⼲燥速度，优异的早期耐⽔性和耐盐雾性，优异的耐候性等特点[24]，为众多客户所认可，成为涂料⾏业轻防腐应⽤的明星产品。尽管⽔性钢结构涂料发展迅速，但是⽬前⽔性钢结构防腐⾏业仍然存在⼀些问题，如埋弧焊闪锈问题、单组分硬度偏低、低温⾼湿条件下⼲燥速度偏慢、低表⾯处理宽容度偏低等，诸如此类的性能仍需要进⼀
男性性工作者步提⾼和改善。
2. 2 ⽤于⽔性集装箱防腐外⾯漆
随着中国集装箱协会的推动以及⾏业⾃律公约的推⾏[25]，⽔性集装箱涂料迎来了春天，2017 年底标箱全⾯切换⽔性集装箱涂料，冷箱涂料的⽔性化于2021 年 7 ⽉实施。集装箱标箱的外涂层⼀般采⽤三道体系：环氧富锌底漆+环氧中间漆+丙烯酸乳液⾯漆，⼏乎所有的标箱⾯漆都是丙烯酸乳液体系，搭配底漆和中间漆，可以提供优异的耐⽔性、耐盐雾性、耐⽔⽩性、耐候性和硬度等性能。尽管集装箱涂料⽔性化发展较快，转型⽐例很⾼，但集装箱⽔性涂料也存在⼀些问题，如，涂层针孔、漆膜流挂、厚膜开裂、⾯漆价格竞争激烈等问题。
2. 3 ⽤于⽔性汽车零部件防腐涂料
中国是世界上最⼤的汽车零部件⽣产国。2010—2019 年，我国汽车零部件制造⾏业销售收⼊呈持续增长态势，不仅国内市场增长明显，汽车零部件出⼝同样保持稳定的增长。在汽车零部件分类中，⾦属类的零部件数量占⽐较⼤，超过⼀半的份额，其次是塑料类和饰品类[26]。其中绝⼤部分汽车零部件需要涂料的涂覆和保护，保护其不被腐蚀，或增加美观和舒适程度。⽬前单组分环氧酯体系在汽车零部件应⽤中存在⽓味较⼤，VOC释放量⾼等问题；开发⾼性能丙烯酸乳液取代环氧酯将具有较⼤的市场空间。⽽单组分丙烯酸乳液相⽐环氧酯体系，除较低的⽓味和 VOC释放外，需提供优异的耐盐雾性，较快的⼲燥速度和优异的附着⼒等性能，以满⾜市场需求。
2. 4 ⽤于⽔性氨基烤漆
⾼温烤漆以⾦属为基材，通过⾼温烘烤快速成膜，形成的漆膜光泽、硬度、柔韧性、附着⼒、耐冲击性等性能都很优异，其中氨基烤漆是最常见的⾼温烤漆，⼴泛应⽤于各种⾦属制品的涂装领域。溶剂型氨基烤漆含有⼤量的丁醇和⼆甲苯等有毒有害物质，VOC 释放严重超标，污染环境并危害⾝体健康。随着⽔性技术的进步，⽔性氨基烤漆逐渐地取代溶剂型氨基烤漆，已经在防盗门、电梯、包装桶、⾃⾏车、三轮车、酒瓶漆、五⾦件等领域部分取代溶剂型并成功应⽤[27-28]。截⽌ 2020年底，⽔溶性丙烯酸占⽔性氨基烤漆主导地位，但由于其 VOC 居⾼不下和环保政策的趋紧，环保的丙烯酸
乳液在氨基烤漆中的应⽤也越来越多。丙烯酸乳液应⽤于⽔性氨基烤漆，除真正的低 VOC环保性能外，还需展现出可媲美⽔溶性的⾼光泽、柔韧性、耐冲击性，优异的耐候性、耐沸⽔煮、性价⽐、适⽤静电喷涂等特点，才能在⽔性氨基烤漆中迎来质的发展。
2. 5 ⽤于⽔性可剥离涂料
可剥离涂料是⼀种临时性保护涂料，涂覆在基材表⾯⽤于隔绝侵蚀介质，避免其在⽣产、运输或存储过程中受到刮擦、划伤、⽼化、污染、灰尘、油污、指纹等影响，也称之为临时性防护涂料，可以为各种基材表⾯提供临时性保护，⼀般保护的周期是⼏天到⼏个⽉，且保护结束之后可以轻松地从基材表⾯剥离，不对基材表⾯产⽣任何负⾯影响。丙烯酸乳液作为可剥离临时性防护涂料[29]，已经在造船、建筑、玻璃加⼯、汽车制造、汽车零部件、轨道交通等领域有成功的应⽤。尽管⽔性可剥离涂料取得了长⾜的进步和发展，但⽬前仍然存在诸多挑战，如，⾼温烘烤后丙烯酸体系难剥离或者发脆，丙烯酸可剥离体系耐溶剂性和耐腐蚀性难以满⾜客户需求，个别基材如氟碳保护后难剥离等问题。
2. 6 ⽤于⽔性浸涂防护涂料
⽔性浸涂漆普遍⽤于车桥、铸造⼯件、沙发⽀架、零部件等的涂装，效率⾼，浪费少，⾃动化程度⾼。⽬前使⽤的溶剂型或⽔溶性浸涂漆对溶剂的消耗量极⼤，槽液稳定性也较差，漆膜容易出现流挂、缩边、露底、发花等漆膜弊病。⽽丙烯酸乳液型浸涂漆槽液稳定、不燃不爆、⽓味低、施⼯⽅便
、应⽤⾯⼴，适合⼤规模⼯业化连续⽣产，展现出良好的附着⼒、保光保⾊、耐⽔性。单组分丙烯酸乳液在浸涂漆应⽤中较为⼴泛，如，⼯程机械履带、钢结构、零部件、沙发⽀架等⼯件的浸涂保护，常见的涂装颜⾊有⿊⾊、蓝⾊、黄⾊等。
2. 7 ⽤于道路、桥梁和隧道⽔性涂料
丙烯酸乳液还可以应⽤于道路、桥梁、隧道等应⽤中，如，⽔性道路标线漆、隧道反光涂料、隧道防⽕涂料等。GB/T 38597—2020《低挥发性有机物含量涂料产品技术要求》规定了道路标线漆挥发性有机化合物含量限量为 150 g/L。丙烯酸乳液具有优异的快⼲、低 VOC释放以及跟玻璃微珠的粘合⼒好等特点，应⽤于众多⾼速公路和城市道路中，提供持久的耐磨性，优异的反光性等。
2. 8 ⽤于⽆铬化⾦属表⾯处理
在⼯业⽣产防⽌⾦属腐蚀的办法中，表⾯处理是较为常⽤的⼿段。⽬前含有六价铬的钝化⼯艺最为成熟并普遍应⽤。但是六价铬属于重⾦属，毒性⼤，寻求⾼性能、⽆毒的⽆铬钝化技术成为当前的主要研究⽅向。⽬前⽆铬钝化技术主要分为三⼤类：⽆机盐钝化；有机化合物钝化；⽆机-有机复合钝化。张振兴[30]通过合成⾃交联有机硅改性丙烯酸乳液，搭配市售丙烯酸乳液，加⼊硅烷偶联剂KH560和不同的缓蚀剂，并通过电化学、耐中性盐雾测试，获得复合钝化液的最优配⽅和⼯艺。
2. 9 ⽤于⽊器涂料
现阶段制备⽔性⽊器涂料乳液原材料主要是⽔性聚氨酯分散体（PUD）、⽔性丙烯酸乳液以及丙烯酸改性⽔性聚氨酯乳液（PUA）。⽬前市⾯上⽊器涂料仍然以溶剂型为主，⽔性体系还有诸多问题需要解决，如，提⾼透明度、封单宁、抗涨筋、抗堆叠、耐溶剂等。其中丙烯酸乳液具有保光、保⾊、附着⼒好、硬度⾼、耐⽔性好等特点，已经⼴泛应⽤于⽔性⽊器涂料，但丙烯酸乳液存在耐溶剂性差，热黏冷脆的缺点，提⾼丙烯酸乳液的封单宁性、抗涨筋性，同时提供良好的底漆打磨性、抗堆
叠性，将是未来研发的重点⽅向。
2. 10 ⽤于塑料表⾯涂装
由于塑料表⾯具有较低的表⾯能，丙烯酸乳液⽤于类似 ABS（丙烯腈\-丁⼆烯-苯⼄烯）、PC（聚碳酸酯）、PET（聚对苯⼆甲酸⼄⼆酯）、PVC（聚氯⼄烯）等基材⽐较有效，⽽对于 PE（聚⼄烯）、PP（聚丙烯）等基材存在附着⼒问题。塑料⽤涂料除了对附着⼒有要求外，还要求涂层硬度⾼、⼲燥速度快、耐划伤性能好、耐溶剂擦拭等。塑料漆中应⽤较多的是银粉漆，银粉漆要求具有⽐较好的银粉定向效果，展现较好的⾦属质感，主要的应⽤领域有⼿机、电脑、家⽤电器、⼉童玩具、服装模塑、摩托车配件等。当前塑料⽤⽔性涂料发展缓慢，主要原因是⽔性体系跟塑料基材的表⾯能差距较⼤，很难有良好的润湿和附着，需要技术突破。
论我国经济的三元结构
尚书令除上述应⽤领域外，还有许多⼯业领域在使⽤⽔性丙烯酸乳液，如，油墨、⽆机涂料、纸张涂料、⽪
三部门明确防卫过当认定标准
⾰涂料、单组分地坪涂料、反射隔热涂料、阻尼涂料、防⽔涂料、防⽕涂料、防涂鸦涂料、胶粘剂、种⼦包⾐、界⾯剂、改性沥青涂料、单组分地坪涂料等，不同的⼯业涂料应⽤，其应⽤配⽅和应⽤技术也⼤相径庭。
3 丙烯酸乳液的发展趋势
丙烯酸乳液在建筑涂料领域已经取得了巨⼤的成功，在“蓝天保卫战”的号召下，丙烯酸乳液凭借其优秀的性能，低⽓味，低VOC释放，在⼯业涂料领域的发展驶⼊快车道。⽬前已经在⽔性钢结构涂料、⽔性集装箱涂料、⽔性⽊器涂料等应⽤领域取得了成功，未来必将朝着功能化、⾼性能化、环保化⽅向发展。
长沙县黄兴中学除此之外，丙烯酸乳液还将会渗透到更多的⼯业细分领域。然⽽，丙烯酸乳液还有诸多问题有待提⾼和解决，如，单组分丙烯酸乳液涂料体系涂层硬度不够，抗闪锈性能不⾜，尤其是埋弧焊处闪锈严重，耐盐雾性能遭遇瓶颈；⽔性丙烯酸乳液体系在北⽅冬天不能施⼯，在南⽅低温潮湿环境下⼲燥慢。通过特殊功能化、杂化、混拼、改性等⽅式扬长避短，让丙烯酸乳液发挥更⼤的应⽤空间，是今后的研究重点。
