丙烯酸树脂由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等单体共聚制成。常见的丙烯酸树脂有苯丙乳液、硅丙乳液和纯丙乳液。苯丙乳液引入苯乙烯单体,硅丙乳液引入有机硅单体,耐候、耐水性优于苯丙乳液,价格略高。
聚合单体的相对分子质量、乳胶粒径和改性情况对防火涂料的膨胀性能有明显影响。研究结果表明,丙烯酸树脂的玻璃化转变温度越低,乳胶粒子平均粒径越小,涂料的耐火性能越好;提高有机硅单体和苯乙烯单体的比例,有利于炭层结构改善;采用相对分子质量6.8左右的基料树脂炭层结构**佳。苯环结构可以提高丙烯酸涂层的残炭量,因此苯丙乳液膨胀系数高。
虽然硅丙乳液膨胀倍率不高,但稳定性和耐候性更好,可以通过优化阻燃剂和填料的配方来改善炭层质量。朱远采用密胺包覆的APP三源体系(MF⁃APP/DPER/MEL),虽然没有获得**高的膨胀倍率,却形成了更为均匀、致密和高强度的炭层,***的阻燃效果远远好于苯丙乳液。此外,氧化石墨烯、二氧化钛、二氧化硅、钼系和锌系化合物均可以改善炭层结构和强度、发挥抑烟效果。
引入更多单体形成杂化乳液和共聚乳液,可以改善分散体的综合性能。有研究人员制备丙烯酸树脂与丙烯酸类单体二元聚合乳液,提高固含量,降低玻璃化转变温度,防水防火和表面美观等综合性能得到显著提升。也有研究人员合成了丙烯腈/醋酸乙烯酯/丙烯酸⁃2⁃乙基己酯的三元丙烯酸共聚物乳液,具有更低的玻璃化转变温度和软化温度。在此基础上引入含磷乙烯单体PAM⁃100合成的共聚乳液,磷元素对降低聚合物热分解温度和热分解速率、提高聚合物高温稳定性和残炭量都有明显作用,涂层耐火时间提高。还有研究人员采用单体预乳化和种子乳液聚合工艺制备的有机蒙脱土改性软核硬壳丙烯酸酯乳液,其中软核为丙烯酸丁酯(BA),硬壳为甲基丙烯酸甲酯(MMA),乳液玻璃化转变温度降低,Si元素增强涂层热稳定性和炭层致密度。
总之,在**关注环保的时代,用通过改性的水性丙烯酸树脂作为防火涂料成膜物质或成膜物质的主要组成,对于提高防火涂料的环保适应性具有良好的前景。同时,进一步开发研究,综合改善丙烯酸树脂性能,提高以水性丙烯酸树脂为成膜物质的防火涂料防火性能性能,以及稳定性、耐久性、环境适应性等性能,是从事丙烯酸树脂研究、生产和技术人士与防火涂料生产技术人员共同的课题。