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丙烯酸乳液行業(yè)在新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新模式方面發(fā)展情況和發(fā)展趨勢(shì)
來源：思瀚 保立佳    2023-06-29

丙烯酸乳液是涂料的主要成膜物質(zhì)之一，在涂料原材料中占有較大比例，主要用于建筑、防水、紡織、包裝等領(lǐng)域，是一種無毒、無刺激、符合環(huán)保要求、具有優(yōu)異的物理與化學(xué)性能的環(huán)保型化工原料。丙烯酸乳液起源于美國(guó)，目前已形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，下游應(yīng)用市場(chǎng)較為廣泛。

（1）全球丙烯酸乳液行業(yè)概況

1953 年，羅門哈斯公司推出了 100%純丙烯酸乳液 RhoplexAC-33，經(jīng)過 70年的發(fā)展，丙烯酸乳液已成為全球范圍內(nèi)普遍使用的重要化工原材料，廣泛應(yīng)用于建筑涂料、防水材料、紡織工藝、包裝材料、木器涂料和金屬涂料等多個(gè)領(lǐng)域中。

丙烯酸乳液的生產(chǎn)工藝和應(yīng)用已處于較為成熟的階段。在生產(chǎn)工藝方面，以歐洲、北美為主的發(fā)達(dá)國(guó)家更加注重環(huán)保和健康，多以價(jià)格較高的丙烯酸酯為原料制成丙烯酸乳液，其具有較好的耐候性和保色性，是一種高端丙烯酸乳液；以中國(guó)為主的發(fā)展中國(guó)家多以丙烯酸酯、苯乙烯為原料制成丙烯酸乳液，具有物美價(jià)廉的特性。

在應(yīng)用領(lǐng)域方面，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家由于發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)成熟、研發(fā)實(shí)力雄厚等因素，其丙烯酸乳液行業(yè)已經(jīng)形成了較為成熟和完善的產(chǎn)業(yè)鏈，下游應(yīng)用范圍大于發(fā)展中國(guó)家；而發(fā)展中國(guó)家由于丙烯酸乳液行業(yè)發(fā)展時(shí)間較短，應(yīng)用范圍小于發(fā)達(dá)國(guó)家，但隨著發(fā)展中國(guó)家環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提升，發(fā)展中國(guó)家丙烯酸乳液的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步拓展，產(chǎn)業(yè)鏈趨于完善，市場(chǎng)需求將持續(xù)保持增長(zhǎng)。

（2）中國(guó)丙烯酸乳液行業(yè)概況

隨著中國(guó)工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，以涂料行業(yè)為主的丙烯酸乳液下游應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模不斷增長(zhǎng)，中國(guó)丙烯酸乳液消費(fèi)量整體處于漸增的趨勢(shì)。亞太地區(qū)丙烯酸乳液消費(fèi)量約占全球消費(fèi)總量的一半，而中國(guó)丙烯酸乳液消費(fèi)量約占亞太地區(qū)消費(fèi)總量的四分之三，我國(guó)是丙烯酸乳液生產(chǎn)大國(guó)，同時(shí)也是一個(gè)重要的丙烯酸乳液消費(fèi)大國(guó)。根據(jù)中國(guó)涂料工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，2022 年，我國(guó)丙烯酸乳液需求量約為 609.44 萬噸1，同比增長(zhǎng) 26.84%。

2022 年，我國(guó)城鎮(zhèn)化率為 65.22%2，對(duì)比日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家 80%左右的城鎮(zhèn)化率，我國(guó)仍有巨大的上升空間3。城鎮(zhèn)化的發(fā)展，將推動(dòng)房地產(chǎn)、公共建筑、軌道交通、海綿城市設(shè)施、地下管廊設(shè)施的發(fā)展，建筑涂料、防水涂料行業(yè)等在可預(yù)見的未來仍將處于穩(wěn)定發(fā)展期，相應(yīng)的水性丙烯酸乳液需求將保持穩(wěn)定，市場(chǎng)規(guī)模巨大。

同時(shí)，我國(guó)有近 14 億人口，目前我國(guó)丙烯酸乳液人均消耗量較低，遠(yuǎn)低于以歐美為主的發(fā)達(dá)國(guó)家的人均消耗量。隨著未來我國(guó)公眾環(huán)保意識(shí)的提高與消費(fèi)升級(jí)，我國(guó)水性丙烯酸乳液行業(yè)的成長(zhǎng)前景廣闊。根據(jù)中國(guó)涂料工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2020 年至 2025 年，中國(guó)丙烯酸乳液市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)保持穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2025 年，中國(guó)丙烯酸乳液的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到 1,189.65萬噸4。

近年來，涂料行業(yè)環(huán)保政策頻出，加速了涂料產(chǎn)業(yè)向環(huán)保清潔生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型，由于水性丙烯酸乳液具有無毒、無刺激等環(huán)保優(yōu)點(diǎn)，丙烯酸乳液行業(yè)迎來了新的發(fā)展契機(jī)。同時(shí)中小型丙烯酸乳液企業(yè)將面臨巨大環(huán)保壓力、市場(chǎng)壓力和成本壓力，行業(yè)有望進(jìn)入洗牌期，市場(chǎng)集中度將進(jìn)一步提升，綜合實(shí)力強(qiáng)的丙烯酸乳液企業(yè)有望占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)份額。

（3）丙烯酸乳液行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

①行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

丙烯酸乳液誕生與發(fā)展經(jīng)歷了 70 年的時(shí)間，目前已經(jīng)成為重要且普遍的化工原料之一。直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，丙烯酸乳液還沒有應(yīng)用于建筑涂料中，當(dāng)時(shí)的建筑涂料主要使用油性樹脂和醇酸樹脂制造。油性涂料雖然具有良好的性能，但使用時(shí)極其易燃并帶有刺鼻的氣味，給人們的健康安全帶來很大的隱患；同時(shí)，油性涂料不易清除。

1953 年，羅門哈斯公司推出了第一代 100%純丙烯酸乳液 Rhoplex AC-33，由丙烯酸酯和甲基丙烯酸合成。使用丙烯酸乳液生產(chǎn)的水性涂料沿襲了其他水性涂料的快干、低氣味、易清洗的特點(diǎn)，同時(shí)相較于其他水性涂料，其具有更高的耐久和耐堿性能，成為內(nèi)墻涂裝的首選材料。

早期的丙烯酸乳液由于附著力差的缺點(diǎn)，使其在外墻涂料的應(yīng)用中經(jīng)常發(fā)生開裂、起泡、剝落等現(xiàn)象。在上世紀(jì) 60 年代，科學(xué)家們通過在丙烯酸乳液聚合過程中加入其他單體，使得丙烯酸乳液對(duì)于基材的附著力有明顯提高。數(shù)年后，丙烯酸乳液通過聚合物合成技術(shù)的改進(jìn)，在加強(qiáng)其耐久性的同時(shí)，被賦予了抗紫外線和防潮的性能，著色力和抗分化也得到了加強(qiáng)。

上世紀(jì) 70 年代后，科學(xué)家們研制出使漆膜更加緊致的丙烯酸乳液，使得該丙烯酸乳液對(duì)基材有著優(yōu)良的封閉作用，極大地推動(dòng)了丙烯酸乳液在建筑涂料領(lǐng)域中的應(yīng)用。自上世紀(jì) 80 年代開始，丙烯酸乳液的研發(fā)開始向特種涂料發(fā)展，如彈性涂料、高光涂料、工業(yè)涂料等，其中通過配合使用丙烯酸乳液和增稠劑，生產(chǎn)出的具有良好附著力的平光、絲光和高光涂料成為丙烯酸乳液行業(yè)最大的突破性進(jìn)展。

在上世紀(jì) 90 年代以前，人們對(duì)丙烯酸乳液的研究主要圍繞如何改進(jìn)其缺點(diǎn)和提升其性能等方面，進(jìn)入上世紀(jì) 90 年代后，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，涂料的環(huán)保性和低氣味性得到重視，人們開始關(guān)注涂料中的 VOCs 含量。

過去以丙烯酸乳液為基料的涂料仍含有 4%以上的 VOCs，目前涂料生產(chǎn)工藝中使用脫除單體的方法，可使殘余單體含量控制在 0.1％以下。例如內(nèi)外墻通用型低 VOCs 半光乳液，其能同時(shí)滿足環(huán)保性、附著力、流平性、耐久性、保色性、抗粉化、耐污性等性能要求，成為受市場(chǎng)歡迎的產(chǎn)品之一。目前，丙烯酸乳液行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)如下：

A.環(huán)保型新材料成為主流

隨著我國(guó)消費(fèi)者健康和環(huán)保意識(shí)的提高，消費(fèi)者更加關(guān)注產(chǎn)品中的健康物質(zhì)，對(duì)于使用的涂料成分是否符合國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來越敏感，因此促進(jìn)了對(duì)天然的、健康的環(huán)保型涂料的需求。水性丙烯酸乳液具有無毒、無刺激等特點(diǎn)，不僅對(duì)人體無害，且符合環(huán)保要求，是一種環(huán)保型化工產(chǎn)品。

未來，水性丙烯酸乳液企業(yè)將會(huì)更加緊密地與下游涂料企業(yè)進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新，以技術(shù)手段提升產(chǎn)品品質(zhì)，滿足用戶在環(huán)保等方面的需求。同時(shí)，在國(guó)家“油改水”以及限制VOCs 排放政策的影響和推動(dòng)下，水性丙烯酸乳液產(chǎn)品將會(huì)持續(xù)享受政策紅利。

B.應(yīng)用領(lǐng)域拓寬

隨著水性丙烯酸乳液工藝技術(shù)水平的提高，其下游應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓寬。水性丙烯酸乳液能夠廣泛應(yīng)用于高中低檔內(nèi)墻乳膠漆、外墻乳膠漆、真石漆、巖片漆、質(zhì)感漆，以及絲織物、皮革涂飾劑、相片打印紙張的涂飾劑和紙張?zhí)幚淼榷鄠€(gè)領(lǐng)域。近年，由于水性丙烯酸乳液具有對(duì)木材油脂、單寧酸封閉性能佳的特點(diǎn)，也時(shí)常用于木材、木板和地板透明封閉底漆。

除此之外，水性丙烯酸乳液還可以作為電沉積涂料、金屬水性漆、塑料水性漆的粘結(jié)劑和瀝青防水改性劑等。同時(shí)，高分子材料工藝的發(fā)展也推動(dòng)水性丙烯酸乳液在高分子材料抗靜電劑、污水的絮凝劑和石油無固相鉆井添加劑領(lǐng)域的應(yīng)用。

②行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

丙烯酸乳液具有良好的耐熱性、耐候性和耐沾污性，在涂料中得到了廣泛的應(yīng)用。水性涂料常用的丙烯酸乳液技術(shù)發(fā)展情況如下：

A.含羥基丙烯酸乳液

在乳液合成過程中引入含羥基的丙烯酸酯單體與普通丙烯酸酯單體進(jìn)行共聚，從而合成分子中含羥基的丙烯酸乳液。在涂料中應(yīng)用時(shí)，含羥基的丙烯酸乳液與顏填料配制的涂料作為羥基組分，與多異氰酸酯固化劑組分配制雙組分的丙烯酸聚氨酯涂料，提高成膜物的交聯(lián)密度，從而提高涂膜的性能，比如具有優(yōu)良的硬度、柔韌性、耐水性、耐鹽水性、耐化學(xué)品和耐溶劑性等，大大減少了揮發(fā)性有機(jī)化合物和有毒空氣污染物，能夠符合嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求。

B.環(huán)氧改性丙烯酸乳液

環(huán)氧樹脂分子中含有環(huán)氧基團(tuán)與羥基基團(tuán)以及醚鍵，能與金屬底材產(chǎn)生氫鍵作用力從而具有優(yōu)異的附著力，可防止水分子、氧等進(jìn)入涂膜與金屬之間產(chǎn)生腐蝕，具有優(yōu)異的防腐蝕性能。以丙烯酸酯類為單體成分，以環(huán)氧樹脂為改性劑，得到的改性環(huán)氧樹脂丙烯酸乳液的黏度、附著力等性能有明顯的改善，表明環(huán)氧改性后涂膜的性能提高，符合環(huán)保要求，環(huán)氧樹脂改性的丙烯酸水性乳液具有較廣泛的應(yīng)用前景。

C.醇酸樹脂改性丙烯酸乳液

聚丙烯酸酯乳液由于分子中沒有交聯(lián)或交聯(lián)度低造成其防腐蝕性能不足。醇酸樹脂乳液的樹脂分子鏈中存在的雙鍵，可以在空氣中被氧化而發(fā)生交聯(lián)，但其干燥時(shí)間較長(zhǎng)，貯存穩(wěn)定性較差。將一定量的醇酸樹脂乳液與丙烯酸酯乳液共混，可充分發(fā)揮各自乳液的特性，且可獲得具有交聯(lián)特性的乳膠涂料。

未來，丙烯酸酯乳液技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)為開發(fā)高性能的乳液產(chǎn)品，在更廣闊的領(lǐng)域代替溶劑型產(chǎn)品，以及開發(fā)功能化的改性丙烯酸酯乳液。目前，應(yīng)用于涂料中的丙烯酸酯乳液技術(shù)研究在國(guó)內(nèi)外正蓬勃開展，乳液的性能也在逐步完善，隨著各國(guó)環(huán)保法規(guī)的出臺(tái)和節(jié)約能源的大趨勢(shì)，丙烯酸酯乳液在涂料中的應(yīng)用將有更廣闊的發(fā)展前景。