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一、水性聚丙烯酸酯乳膠 •生物基水性聚丙烯酸酯乳膠（低碳樹脂）

 

據(jù)GlobalMarket Insights發(fā)布的最新報(bào)告顯示，到2024年全球合成乳液及生物基乳膠聚合物市值達(dá)到400億美元，生物基產(chǎn)業(yè)對(duì)于降低石油依賴，低碳排放，減少溫室效應(yīng)，推動(dòng)涂料行業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著不可忽視的貢獻(xiàn)。

 

主要生產(chǎn)商包括：DSM、BASF、Dow 、HallStar、萬(wàn)華（Archsol 8171內(nèi)墻生物基凈味除醛乳膠）。陶氏百歷摩生物基丙烯酸乳膠采用天然生物原料發(fā)酵產(chǎn)品聚合而成，制成的涂料性能可通過(guò)美國(guó)農(nóng)業(yè)部USDA生物產(chǎn)品認(rèn)證，同時(shí)具有低釋放和凈化甲醛的功能。

 

生物基聚丙烯酸酯乳膠采用特殊的乳液聚合技術(shù)、優(yōu)化的共聚單體組分以及乳膠粒形貌設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)低成膜助劑用量與涂料凍融穩(wěn)定性以及漆膜耐擦洗性能的完美平衡。

 

最大的難題：生物基丙烯酸酯類單體的供應(yīng)及生物基碳含量的測(cè)試。

 

一、水性聚丙烯酸酯乳膠 •乳液聚合技術(shù)制備無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化材料

 

無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化微球兼顧了無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料的雙重性質(zhì)，常見(jiàn)的有SiO2/PS、Fe3O4/PS等。無(wú)機(jī)材料的加入可以降低乳膠的黏度，提高乳膠粒子自身的模量，促使乳膠粒子功能化。

 

開(kāi)發(fā)無(wú)機(jī)/有機(jī)雜化材料的關(guān)鍵技術(shù)在于制備出納米或微米級(jí)別的無(wú)機(jī)粒子，再進(jìn)行表面進(jìn)行功能化，通過(guò)乳液接枝的方法在上面接枝一層聚合物制備出分散性能較好的穩(wěn)定乳膠?？捎糜谧郧鍧?、自分層等各種功能涂層。

 

這種聚合技術(shù)已實(shí)現(xiàn)規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，但目前存在的主要問(wèn)題是粒子包裹的效率低，包裹的含量低以及產(chǎn)品的穩(wěn)定性差等。

 

一、水性聚丙烯酸酯乳膠 •各向異性聚合物乳膠粒子（Janus粒子）

 

由于界面自由能的影響，普通方法制備出的聚合物微球均是球形或表面化學(xué)組成是均勻的(各向同性)。隨研究深入，各向異性微球(通常稱為Janus微球)擁有特殊的形態(tài)或化學(xué)組成，具有獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)。非球形粒子在功能涂層（比如超親水、超疏水、防結(jié)冰）方面具有天然的優(yōu)勢(shì)。

 

Janus粒子最簡(jiǎn)單制備可通過(guò)乳液聚合技術(shù)和相分離進(jìn)行制備，先利用乳液聚合技術(shù)制備出多種成分的乳膠粒子，利用兩種或多種成分之間的相分離來(lái)實(shí)現(xiàn)粒子結(jié)構(gòu)的控制。

 

乳液聚合制備各種形貌粒子，實(shí)現(xiàn)乳膠粒子由球形——非球形（RBC粒子、樹莓狀粒子、樹葉狀粒子、雪糕筒狀粒子）——再到球形的精準(zhǔn)調(diào)控。

 

一、水性聚丙烯酸酯乳膠•功能性的聚合物乳膠（抗菌、抗病毒、祛醛、調(diào)濕、釋放負(fù)離子等）

 

人們對(duì)室內(nèi)居住環(huán)境的要求已由簡(jiǎn)單的裝飾要求轉(zhuǎn)向在保證裝飾效果的前提下，要注重環(huán)保性和健康功能性。安全性涉及VOC、重金屬及氣味等；健康功能性涉及調(diào)濕、觸覺(jué)、抗菌、抗病毒、祛甲醛等功能。

 

功能性能乳膠通過(guò)乳液聚合制備進(jìn)行制備，通過(guò)分子設(shè)計(jì)，引入各種功能單體（比如相變材料、抗菌材料、抗病毒材料、祛甲醛材料等），利用乳液聚合技術(shù)制備出帶功能性的聚合物乳膠是可行的。

 

一、水性聚丙烯酸酯乳膠•制備中空聚合物微球

 

中空微納材料擁有很多特性，例如低密度、高比表面積、低熱膨脹系數(shù)及折射指數(shù)，這使得它們能夠被應(yīng)用到廣泛的領(lǐng)域中，例如催化載體、防反射表面涂層及可充電電池等。中空材料的空腔可以包覆敏感材料，例如醫(yī)療焚光標(biāo)記物、場(chǎng)反應(yīng)試劑等，同時(shí)也用于藥物傳輸和生物醫(yī)藥成像領(lǐng)域。

 

種子乳液聚合法制備中空聚合物微球，大大提高調(diào)節(jié)其力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、化學(xué)及其它性質(zhì)的能力。

 

一、水性聚丙烯酸酯乳膠•一步法制備大粒徑、窄分布、高固含量乳膠

 

大粒徑聚合物乳膠在涂料、粘合劑、塑料增韌劑以及造紙方面都有著重要的應(yīng)用背景。

 

1、擴(kuò)徑法，優(yōu)勢(shì)在于粒子尺寸控制精確、產(chǎn)品穩(wěn)定性好，而缺點(diǎn)在于生產(chǎn)工藝繁雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、設(shè)備使用率低；

 

2、附聚法，優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)效率高，而不足之處在于其產(chǎn)品粒徑分布控制性差，且產(chǎn)品的穩(wěn)定性差。

 

一步法制備大粒徑、窄分布、高固含量乳膠技術(shù)是利用粒子聚并機(jī)理，采用控制聚并程度的方法來(lái)控制粒子的尺寸，達(dá)到了生產(chǎn)效率高，聚合周期短，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，且粒徑控制性好的優(yōu)點(diǎn)，是一種可以進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)放大的應(yīng)用型創(chuàng)新技術(shù)。

 

二、羥基聚丙烯酸酯二級(jí)分散體

 

高固含水性羥基聚丙烯酸酯分散體

 

低黏度水性羥基聚丙烯酸酯分散體

 

高羥值水性羥基聚丙烯酸酯分散體

 

功能單體改性水性羥基聚丙烯酸酯分散體

 

二、羥基聚丙烯酸酯二級(jí)分散體

 

羥基聚丙烯酸酯分散體的高固含、低黏度與高羥值三者關(guān)系的協(xié)調(diào)問(wèn)題

 

水性羥基聚丙烯酸酯分散體與固化劑（離子型、非離子型）相容性

 

水性羥基聚丙烯酸酯分散體的分子量控制和羥基均勻有效分布