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弹性丙烯酸酯类乳液是指加入适量的软单体以降低Tg（玻璃化温度），并且利用加入的功能单体或低聚物所带有的特殊官能团的相互作用形成醚键、酯键或者酰胺基团，或者通过双键之间的加成作用形成大分子链的C-C 键，形成具有微交联结构的一类丙烯酸酯乳液［1］。与普通的丙烯酸酯类乳液相比，弹性丙烯酸酯类乳液具有更低的Tg，低温成膜后，涂膜具有一定回弹性，拉伸强度大，不易开裂。丙烯酸酯类乳液具有优良的耐候性、耐碱性、抗紫外光性和机械性能等，广泛用于涂料中，在其他勾缝材料、黏贴材料、塑料中也有应用。目前应用最广的弹性丙烯酸酯类乳液主要有纯丙烯酸酯乳液、苯乙烯改性丙烯酸酯乳液和有机硅改性丙烯酸酯乳液。
1 纯丙烯酸酯类乳液
1.1 二元丙烯酸酯乳液
二元丙烯酸酯乳液［2］是指以丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类作为反应单体，不加任何功能单体的丙烯酸酯类乳液。此类乳液的各方面性能较差，故一般不实用，而是主要用于对乳液聚合和乳液性能的科学研究。沈宁祥等人［3］研究了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）/聚丙烯酸乙酯（PEA）核壳型共聚物、P（MMA）/P（EA）乳液共混物和P（MMA-EA）无规共聚物所形成涂膜的应力- 应变关系曲线，发现具有核壳结构的乳胶粒子所形成的涂膜力学强度较高，并由此推断其原因是在核和壳的界面上，存在着P（MMA-EA）共聚物过渡结构。这一中间过渡结构可以改善核和壳层之间的
结合状态，并起到分散应力的作用，宏观上则表现为材料的力学强度得到提高。
1.2 多元丙烯酸酯乳液
多元丙烯酸酯乳液［2］是指在二元丙烯酸酯乳液的基础上引入一种或多种功能单体，制得一种微交联的弹性乳液。
N- 羟甲基丙烯酰胺（NHAM）和丙烯酸季戊四醇酯是主要的微交联功能单体［1］。由于NHAM 亲水性较强，在物理上很难与油性的丙烯酸酯类单体混合，而更倾向于在水相中均聚，起不到微交联作用，反而降低了耐水性。因此一般加入其它功能单体，如（甲基）丙烯酸、丙烯酸-β- 羟乙酯等与NHAM 共同完成交联作用。丙烯酸季戊四醇酯［4］是一种性能较好的交联单体，但由于其在丙烯酸酯乳液中存在较难乳化的问题而使其使用受到限制。
陈立军等人［5］采用N- 羟甲基丙烯酰胺为自交联单体，聚马来酸钠为保护胶体，制备自交联乳液。对影响聚合物乳液性能的数个因素进行研究，结果表明：当丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的质量比为3 ∶2，非离子乳化剂（OP-10）和阴离子乳化剂（DSB）的质量比为3 ∶ 1，引发剂质量为0.6%，自交联单体质量为2%，保护胶体质量为0.4% 时，可制得高弹性自交联乳液，克服了常规乳胶涂膜导致基层墙面开裂的弊端。
朱殿奎等人［6］以含有不饱和双键的水性聚氨酯型高分子离聚体作乳化剂，以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或异辛酯、乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸为共聚单体，以反应性官能团共聚单体M-A 和M-B 为交联剂，以亚硫酸钠、过硫酸钾为引发剂，制备了核壳型室温自交联丙烯酸酯乳液。研究结果表明：当核层交联剂共聚单体M-A 的质量分数达3% 时，交联度接近90%，继续增加M-A 的比例并没有使交联度有明显的提高；当M-A 质量分数为3%、壳层单体质量分数为40%、核层双官能团单体质量分数为1% 时，是制备自交联乳液的较佳条件。此条件下，核壳乳液膜的拉伸曲线呈现为橡胶性质，在-10~30℃的温度范围内，拉伸强度和断裂伸长率仅有微小的变化。
2 弹性丙烯酸酯乳液的改性
由于纯丙烯酸酯乳液在特定场合存在一定的缺陷，如硬度、抗沾污性、耐溶剂性、机械性能不够好以及成本偏高等，限制了它的进一步应用［7］。目前，弹性丙烯酸酯类乳液的改性方法主要有苯乙烯改性、有机硅改性2 种方法。
2.1 苯乙烯改性丙烯酸酯乳液
苯乙烯改性丙烯酸酯乳液（简称苯丙乳液）是苯乙烯部分或全部代替甲基丙烯酸酯类作为反应单体，由苯乙烯、丙烯酸酯类等单体共聚的乳液。由苯乙烯代替丙烯酸酯类单体，成本降低，并且以苯丙乳液为主要成膜物质的丙烯酸酯类涂料，具有良好的耐热性、保色性、耐腐蚀性，是一种无毒、无污染的环保型水性涂料［8-10］。但是，由于苯乙烯的存在，使得苯丙乳液的柔韧性和弹性相对降低，成膜温度高、涂膜硬度低、耐水性差等缺点直接影响了实际应用。在苯乙烯改性丙烯酸酯类乳液时，加入适量功能单体，起到微交联作用，从而可改善苯丙乳液的耐水性和涂膜硬度。另外，适当增加软单体的用量，可以降低成膜温度，使涂膜在低温下具有弹性。
L A Pérez Carrillo 等人［11］分别制得以苯乙烯（St）为核，丙烯酸丁酯（BA）为壳的硬核软壳的苯丙乳液，以及以BA 为核，St 为壳的软核硬壳的苯丙乳液。通过对其性能研究发现：核壳乳胶粒子的粒径大小和聚合物所处核壳位置，对聚合物的机械性能有重要影响。当以BA 为壳时，乳胶膜硬度随着其粒径的减小而增大；当以St 为壳时，乳胶膜硬度随着其粒径的增大而增大。
周谋志等人［12］以苯乙烯为硬核，丙烯酸丁酯为软壳，同时加入适当的功能单体，利用半连续种子乳液聚合，制得延伸率高、成本低、抗拉强度良好的高弹性苯丙核壳乳液，形成内亲水、外疏水、内硬外软的异相结构。该乳液膜既保持了苯乙烯的耐水性、刚性，又具有良好的柔韧性、黏结性和低温成膜性。刘希刚等人［13］采用种子乳液聚合的方法，制成一种具有核壳结构的苯丙乳液。研究了种子乳液用量、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：当种子乳液用量在12%~14% 时，种子乳液中单体配比以St∶MMA∶BA=8∶5∶7 为宜；在用St-MMA-BA-AA 进行四元共聚反应时，整个体系中软硬单体配比为St∶MMA∶BA=32∶28∶50 时，所得乳液性能良好；复合乳化剂配比在OP-10∶SDS=1~2∶1 时较好；引发剂采用连续滴加，且其用量在0.5%~0.6% 时，聚合反应速率稳定，单体转化率高。
2.2 有机硅改性丙烯酸酯乳液
丙烯酸树脂一般为链状线性结构，属于热塑性材料，而且线性分子上缺少交联点，难以形成三维网状交联结构，因此其耐水性、耐沾污性、耐高低温性差，制约了其实际应用。有机硅氧烷结构中的Si-O 键的键能远远大于丙烯酸酯单体中的C-C 和C-O 键的键能，因此具有良好的耐高低温性、抗氧化性、稳定性；而且由于有机硅氧烷表面张力小，水及其它污染物不易附着，所以有机硅氧烷具有优良的耐水性、耐沾污性，以及良好的透气性［14］。通过乳液聚合，用有机硅改性丙烯酸酯类聚合物，可以使其性能互补，制得具有优异性能的材料。
Tianying Guo 等人［15］采用种子乳液聚合方法，制成以聚苯乙烯- 丙烯酸正丁酯为核，聚苯乙烯- 甲基丙烯酸甲酯- 三乙氧基乙烯硅氧烷（VITS）为壳的核壳型丙烯酸酯乳液，所得的乳胶膜具有良好的耐水性和黏结强度。李红春等人［16］采用种子乳液聚合法先制备了丙烯酸酯预乳液，然后通过加入硅醇缩合剂，滴加乙烯基三乙氧基硅烷单体的方法，制得稳定性好、乳液粒径小的有机硅- 丙烯酸酯乳液。胡孝勇等人［17］采用溶液聚合法以偶氮二异丁腈为引发剂，用γ- 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）、γ- 甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷（KH-571）、（甲基）丙烯酸酯类单体，合成有机硅单体含量为45% 的有机硅- 丙烯酸酯聚合物。
3 结语
丙烯酸酯乳液因其优良的综合性能，发展前景非常诱人。但是，作为其原料来源的石油的价格不断攀升，成为其发展的绊脚石。这个巨大的压力也是丙烯酸酯聚合物改性的动力。如何在改善丙烯酸酯乳液综合性能的同时，又能降低其成本，是对科研工作者的一个挑战。21 世纪，时尚、基材、质量、环境是全球建筑涂料发展的4 个趋势，也是对丙烯酸酯乳液的综合性能、环保性能的具体要求。
