聚丙烯酸酯乳液具有優(yōu)異的耐光性和耐候性，但是耐水稍差，低溫脆硬，高溫返黏。為了進(jìn)一步提高性能，在乳液合成時可以添加一些特殊單體加以改性。具體有以下幾種改性方法：
一、帶雙鍵的有機(jī)硅單體參加丙烯酸酯單體的自由基共聚制備硅丙乳液
可用的單體有乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三異丙氧基硅烷等。有機(jī)硅氧烷分子具有高度的柔順性，表面自由能低，耐水性好，并且具有耐高溫性，與丙烯酸酯共聚，性能互補(bǔ)。硅丙乳液與純丙或苯丙乳液相比通常在下列性能上有所提高：漆膜硬度、拉伸強(qiáng)度、耐磨性、抗粘連性、耐水性、耐化學(xué)溶劑、耐擦洗性、耐候性、耐沾污性以及透氣性。漆膜性能隨有機(jī)硅用量的加大有所提高(表1)，而且以耐甲乙酮(MEK)為例，耐化學(xué)品性隨著共聚硅烷量的增加雙向擦拭次數(shù)明顯增多。
表1.有機(jī)硅用量對漆膜性能的影響
| 有機(jī)硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 附著力(級) | 光澤(60°) | 擺桿硬度 | 吸水率/% |
| 0 | 1 | 72.4 | 0.43 | 12.13 |
| 3 | 1 | 72.9 | 0.46 | 10.36 |
| 5 | 1 | 736 | 0.45 | 7.54 |
| 7 | 1 | 74.2 | 0.49 | 6.93 |
| 8 | 1 | 78.7 | 0.50 | 5.12 |
與丙烯酸酯共聚時不飽和有機(jī)硅氧烷單體的用量不能太大，按單體總量計一般不超過10%，當(dāng)有機(jī)硅氧烷單體用量過大時，乳液粒子變粗，外觀半透明性消失，黏度增大，乳液貯存穩(wěn)定性變差，容易分層，甚至合成時凝膠。主要原因是有機(jī)硅氧烷發(fā)生水解產(chǎn)生大量含羥基的硅醇，羥基之間發(fā)生了脫水交聯(lián)反應(yīng)，這個過程是不可逆的。
反應(yīng)溫度和體系pH對硅丙乳液聚合有重要影響。反應(yīng)溫度高，硅氧烷容易水解，生成不穩(wěn)定的硅醇，隨即發(fā)生縮聚，產(chǎn)生大量凝聚物。在常規(guī)丙烯酸酯聚合的溫度80~90℃下硅烷不穩(wěn)定。如果聚合溫度低于60℃，反應(yīng)不完全，殘留單體量大。硅丙乳液聚合在60-62℃時效果最好。體系的pH值高于7.0或低于6.0都會使硅氧烷水解、縮聚、交聯(lián)?？刂坪梅磻?yīng)溫度(60~62℃)和體系pH(6.0~7.0)，用乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)與丙烯酸酯共聚，可以制得有機(jī)硅單體含量達(dá)10%以上的硅丙乳液。
二、含氟丙烯酸乳液是丙烯酸乳液改性的又一個亮點(diǎn)，氟原子的引入使丙烯酸乳液性能有了極大的提高
有兩種方法可引入氟元素。
1.用含氟引發(fā)劑引發(fā)乙烯基單體聚合。如用FC80(C8F17SO3K)制備的含氟純丙乳液有良好的耐候、耐腐蝕、耐沾污、耐化學(xué)性能，并有斥水和斥油性。乳液黏度比普通純丙乳液的低，粒徑小，粒度分布寬，電解質(zhì)穩(wěn)定性更好。
2.更常用的方法是用含氟不飽和單體與丙烯酸酯單體共聚，將氟元素引入乳液聚合物中?？刂坪鷨误w的用量可制成不同氟含量的聚合物。所用的含氟單體主要是(甲基)丙烯酸氟化酯，例如，甲基丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸六氟丁酯、(甲基)丙烯酸四氫全氟辛酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯等。合成按一般丙烯酸乳液聚合法進(jìn)行。隨著氟含量的增大，涂層的疏水性增加，吸水率下降，耐化學(xué)品性能提高，見表2。
表2.乳液樹脂中氟含量對漆膜性能的影響
| 性能 | 氟含量% | |||
| 4.5 | 9.0 | 13.5 | 18.0 | |
| 吸水率% | 16.7 | 14.6 | 12.7 | 11.2 |
| 水接觸角/(°） | 89 | 95 | 110 | 113 |
| 耐酸性(10%H2SO4,25℃/30d) | 一般 | 好 | 好 | 好 |
| 耐堿性(10%NaOH,25℃/15d) | 一般 | 一般 | 好 | 好 |
三、將含氟、含硅單體共用與丙烯酸酯一起聚合制成氟硅改性丙烯酸乳液，在疏水性、耐老化性、耐介質(zhì)性、耐沾污性、耐水性等方面會有更明顯的改進(jìn)。
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