辽宁省石油化工规划设计院有限公司
摘要：作为可再分散性乳胶粉改性的重要原料之一的叔碳酸乙烯酯，在醋酸乙烯分子链上引入，喷雾干燥后制成醋酸乙烯均聚型可再分散性乳胶粉，使乳液具有优良的水解稳定性、耐碱性、耐候性以及更强的填料粘接力等，性能优良，用途广泛，发展迅速。
关键词：可再分散性乳胶粉；改性；叔碳酸乙烯酯
可再分散性乳胶粉是干混砂浆中必不可缺的功能性添加剂，在干混砂浆中使用，各种砂浆的力学性能明显改善，提高砂浆对基材的粘结性能，改善砂浆的施工性，提高砂浆的强度、抗压强度、抗折强度，提高施工质量和施工效率。醋酸乙烯均聚型可再分散性乳胶粉由于其脆性、不耐水解、抗蠕变性差等缺点，不宜用于干混砂浆；而分子链上引入叔碳酸乙烯酯进行改性，可大大提高水解稳定性、抗紫外线性、疏水性、耐碱性，同时具有成膜温度低、保色性良好及较强的水泥石膏粘接力等特点，是干混砂浆的最佳助剂[1-2]。叔碳酸乙烯酯和各种丙烯酸酯的共聚物还在木材和塑料涂料中应用广泛。
1叔碳酸乙烯酯概述
叔碳酸乙烯酯是一种无色透明带有水果香味的液体，黏度比水大，密度比水小，微溶于水，可燃，但不属于易燃品，低毒。其结构式为：
同时，叔碳酸乙烯酯的上述结构特点使得它与醋酸乙烯酯及丙烯酸酯的共聚物及涂层有如下特点：
①优越的耐碱性
由于α-碳原子上烷基基团的位阻效应作用，聚合物侧链上的酯基很难发生水解反应，这可以明显提高涂层的耐碱性能。因此其乳胶漆可以直接用在水泥、石棉等碱性基材上。
②优异的耐老化性能
由于α-碳原子上烷基基团的屏蔽作用，决定了叔碳酸乙烯酯及其共聚物的抗氧化及耐紫外性能优异，远远优于聚醋酸乙烯酯乳液、醋丙乳液及苯丙乳液等制成的涂层。
③成膜温度低
由于α-碳原子上3个烷基取代基为柔性取代基，且位阻较大，所以其共聚物的玻璃化温度低(-3℃)，而聚醋酸乙烯酯的玻璃化温度为28℃。所以其共聚物辅以适当的成膜助剂制成的乳胶漆，成膜温度较低，为3℃左右，便于冬季施土。
④环保性及对助剂的适应性
目前建筑用内外墙涂料由于考虑到环境保护，水性涂料用得比较多，但水性涂料最大的问题是环保性能和漆膜性能不能同时提升，水性涂料都要加一些成膜助剂，会影响人的健康，这也是涂料行业面临的一大问题。叔碳酸乙烯酯和醋酸乙烯可以作为内外墙乳胶漆的主要原料，它的最大特点就是：由其制得的涂料，环保性能和漆膜性能能够同时提升，并且制造成本会大大下降。此外，叔碳酸乙烯酯和各种丙烯酸酯的共聚物还可用于木材和塑料涂料中[3]。
2叔碳酸乙烯酯生产消费概况
西欧各国以醋酸乙烯乳液涂料为主，用叔碳酸乙烯酯单体改性制备的醋酸乙烯乳胶漆得到迅速发展。20世纪70年代初，叔碳酸乙烯酯-醋酸乙烯共聚乳胶漆仅占乳胶漆总量的5%，特别是1984年壳牌公司实现叔碳酸乙烯酯单体的系列化，其商品名为Veova，分为Veova9、Veova10、Veova11这3个品种，它们的主要区别是支化烷基链的长短不同，导致其聚合物玻璃化温度等性质不同，可以根据不同的要求选择不同的单体，从而使其在性能上超过聚醋、醋丙。
叔碳酸乙烯酯在高档环保水性乳胶漆等方面有着巨大的市场需求。醋叔乳液的涂膜以其环保性、滑爽的手感、优异的耐水性及流平性、良好的光泽等诸多优点，越来越被许多涂料生产厂家所重视，生产新一代的乳胶漆品种。
目前叔碳酸乙烯酯的应用研究重点是发展醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯耐候涂料，虽然叔碳酸乙烯酯的价格较高，但用其共聚乳液配制涂料时，所需乳液量比其他乳液量明显降低，故涂料成本不会增加反而下降。随着我国经济的发展和人们对涂料行业要求的不断提升，该共聚乳液在国内市场有广阔的市场发展空间[4]。
3叔碳酸乙烯酯下游产业概况及预测
3.1与乙酸乙烯酯共聚改性
叔碳酸乙烯酯与乙酸乙烯酯在乳液聚合中形成一种无规共聚的微观高分子结构，这种结构能使叔碳酸乙烯酯的优异性能充分表现出来，大大改善乙酸乙烯酯乳液的耐侯性、耐碱性、耐水解性等物理特性，从而得到低成本、高性能的聚合物乳液，经喷雾干燥后得到可再分散性乳胶粉，主要应用于内外墙腻子粉、瓷砖粘结剂、瓷砖勾缝剂、干粉界面剂、外墙外保温砂浆等各种干混砂浆中。
2018年可再分散性乳胶粉全球需求量为35万吨，其中中国需求量为10万吨，随着干混砂浆行业的快速发展，预计今后可再分散性乳胶粉的需求量会以每年30%以上的速度递增，市场前景非常看好[5]。
3.2与丙烯酸酯共聚改性
叔碳酸乙烯酯与丙烯酸酯共聚，可大大提高丙烯酸酯乳液的耐侯性、耐碱性、耐水解性等，主要应用于瓷砖粘结剂、防腐涂料等。
3.3用于水性氟碳涂料
叔碳酸乙烯酯与三氟氯乙烯共聚，有较好的成膜性能，又有良好的硬度，可防止在高温季节涂层变软，从而可保持较好的耐污性。
3.4用于粉末涂料
叔碳酸乙烯酯与（甲基）丙烯酸酯和苯乙烯以及其他丙烯酸单体进行共聚，由此制成的粉末涂料用于汽车面漆，分子质量低、黏度低、流动性好，而且涂膜鲜艳明亮。
4结论
叔碳酸乙烯酯还可用于三维聚醋酸乙烯乳液改性，因均聚乳液耐水性、耐碱性差等方面的缺点而限制应用范围，但经叔碳酸乙烯酯改性醋酸乙烯酯喷雾后的可再分散性乳胶粉,进一步提高质量标准、拓宽应用空间，属国内市场紧俏、生产能力亟待大力提高、国家积极支持发展、国内外应用前景看好的产品。此外，叔碳酸乙烯酯和各种丙烯酸酯的共聚物还可用于木材和塑料涂料中。
参考文献：
[1]远继秋，隋同波，王军，文寨军，范磊.《可再分散乳胶粉在水泥砂浆中的作用机理》.《CHEMICALMATERIALSFORCONSTRUCTION》2005年第21卷第5期：41-44
[2]乔渊，李运北，李春亮.《可再分散聚合物乳胶粉对水泥砂浆微结构性能作用的研究》.《新型建筑材料》2006年第7期：4-8
[3]周亮,郭清泉.《浅谈叔碳酸乙烯酯的特性与开发》.第十一届全国建筑涂料技术、质量、信息与应用交流大会:64-67
[4]周新华?涂伟萍?夏正斌.《叔碳酸乙烯酯改性醋酸乙烯酯乳液的制备》.《ADHESIONINCHINA》2003年第24卷第6期：25-27
[5]朱延安，曹树潮，张心亚，陈焕钦.《叔碳酸乙烯酯的性能及其应用》.《PAINT&COATINGSINDUSTRY》2005年第35卷第1期：32-35