環(huán)氧樹脂在涂料中的應用占較大的比例,，主要用作防腐蝕漆,、金屬底漆、絕緣漆,，但雜環(huán)及脂環(huán)族環(huán)氧樹脂制成的涂料可以用于戶外,。

根據(jù)制備方法的不同，環(huán)氧樹脂水性化有以下四種方法：機械法,、化學改性法,、相反轉(zhuǎn)法和固化劑乳化法等。

機械法即直接乳化法,，可用球磨機,、膠體磨、均氏器等將固體環(huán)氧樹脂預先磨成微米級的環(huán)氧樹脂粉末,，然后加入乳化劑水溶液，再通過機械攪拌將粒子分散于水中; 或?qū)h(huán)氧樹脂和乳化劑混合,，加熱到適當?shù)臏囟?，在激烈的攪拌下逐漸加入水而形成乳液。用機械法制備水性環(huán)氧樹脂乳液的優(yōu)點是工藝簡單,，所需乳化劑用量較少,，但乳液中環(huán)氧樹脂分散相微粒尺寸較大，粒子形狀不規(guī)則且尺寸分布較寬,，所配得的乳液穩(wěn)定性差,，粒子之間容易相互碰撞而發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，并且該乳液的成膜性能也欠佳,。當然提高攪拌分散時的溫度可以促進乳化劑分子在環(huán)氧樹脂微粒表面更為有效地吸附,，使得環(huán)氧樹脂微粒能較為穩(wěn)定地分散在水相中。

化學改性法又稱自乳化法,，即將一些親水性的基團引入到環(huán)氧樹脂分子鏈上,，或嵌段或接枝,，使環(huán)氧樹脂獲得自乳化的性質(zhì)，當這種改性聚合物加水進行乳化時,，疏水性高聚物分子鏈就會聚集成微粒,，離子基團或極性基團分布在這些微粒的表面，由于帶有同種電荷而相互排斥,，只要滿足一定的動力學條件,，就可形成穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹脂乳液,，這是化學改性法制備水性環(huán)氧樹脂的基本原理,。根據(jù)引入的具有表面活性作用的親水基團性質(zhì)的不同，化學改性法制備的水性環(huán)氧樹脂乳液可分為陰離子型,、陽離子型和非離子型三種,。

a,、陰離子型

通過適當?shù)姆椒ㄔ诃h(huán)氧樹脂分子鏈中引入羧酸、磺酸等功能性基團,，中和成鹽后的環(huán)氧樹脂就具備了水可分散的性質(zhì),。常用的改性方法有功能性單體擴鏈法和自由基接枝改性法。功能性單體擴鏈法是利用環(huán)氧基與一些低分子擴鏈劑如氨基酸,、氨基苯甲酸,、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反應，在環(huán)氧樹脂分子鏈中引入羧酸,、磺酸基團,，中和成鹽后就可分散在水相中。自由基接枝改性法是利用雙酚A環(huán)氧樹脂分子鏈中的亞甲基活性較大,，在過氧化物作用下易于形成自由基,，能與乙烯基單體共聚，可將丙烯酸,、馬來酸酐等單體接枝到環(huán)氧樹脂分子鏈中,，再中和成鹽后就可制得能自乳化的環(huán)氧樹脂。

b,、陽離子型

含胺基的化合物與環(huán)氧樹脂反應生成含叔胺或季胺堿的環(huán)氧樹脂,，再加入揮發(fā)性有機一元弱酸如醋酸中和得到陽離子型的水性環(huán)氧樹脂。這類改性后的環(huán)氧樹脂在實際中應用較少,，這是因為水性環(huán)氧固化劑通常是含有胺基的堿性化合物,，兩個組分混合后，體系容易出現(xiàn)破乳和分層現(xiàn)象而影響該體系的使用性能,。

c,、非離子型

一般多在環(huán)氧樹脂鏈上引入親水性聚氧乙烯基團，同時保證每個改性環(huán)氧樹脂分子中有兩個或兩個以上環(huán)氧基，所得的改性環(huán)氧樹脂不用外加乳化劑即能自分散于水中形成乳液,。如用分子量為4000～20000的雙環(huán)氧端基乳化劑與環(huán)氧當量為190的雙酚A環(huán)氧樹脂和雙酚A混合,，以三苯基膦化氫為催化劑進行反應，可制得含親水性聚氧乙烯,、聚氧丙烯鏈端的環(huán)氧樹脂,，該樹脂不用外加乳化劑便可溶于水，且耐水性增強,。另外,，這種方法制得的粒子較細，通常為納米級,，前面兩種方法制得的粒子較大,，通常為微米級。從此意義上講,，化學法雖然制備步驟多,，成本高，但在某些方面具有實際意義,。

在環(huán)氧樹脂鏈上引入親水性聚氧乙烯基團,，同時保證每個改性環(huán)氧樹脂分子上有兩個或兩個以上環(huán)氧基，所得的改性環(huán)氧樹脂不用外加乳化劑即能自分散于水中形成乳液,。如先用聚氧乙烯二醇,、聚氧丙烯二醇和環(huán)氧樹脂反應，形成端基為環(huán)氧基的加成物,，利用此加成物和環(huán)氧當量為190的雙酚A環(huán)氧樹脂和雙酚A混合,，以三苯基磷為催化劑進行反應，可得到含有親水性聚氧乙烯,、聚氧丙烯鏈段的環(huán)氧樹脂,。這種環(huán)氧樹脂不用外加乳化劑即可溶于水中，且由于親水鏈段包含在環(huán)氧樹脂分子中,，因而增強了涂膜的耐水性,。并且在引入聚氧化乙烯、氧化丙烯鏈段后,，交聯(lián)固化的網(wǎng)鏈分子量有所提高，交聯(lián)密度下降,，形成的涂膜有一定的增韌作用,。

相反轉(zhuǎn)是一種制備高分子量環(huán)氧樹脂乳液較為有效的方法，II型水性環(huán)氧樹脂涂料體系所用的乳液通常采用相反轉(zhuǎn)方法制備,。相反轉(zhuǎn)原指多組分體系（如油/水/乳化劑）中的連續(xù)相在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的過程,，如在油/水/乳化劑體系中，其連續(xù)相由水相向油相（或從油相向水相）的轉(zhuǎn)變，在連續(xù)相轉(zhuǎn)變區(qū),，體系的界面張力最低,，因而分散相的尺寸最小。通常的制備方法是在高剪切力條件下先將乳化劑與環(huán)氧樹脂均勻混合,，隨后在一定的剪切條件下緩慢地向體系中加入水,，隨著加水量的增加，整個體系逐步由油包水型轉(zhuǎn)變?yōu)樗托?，形成均勻穩(wěn)定的水可稀釋體系,。乳化過程通常在常溫下進行，對于固態(tài)環(huán)氧樹脂,，往往需要借助于少量溶劑和加熱使環(huán)氧樹脂粘度降低后再進行乳化,。

水性環(huán)氧樹脂體系通常采用固化劑乳化法來制備水性環(huán)氧樹脂乳液。這類體系中的環(huán)氧樹脂一般預先不乳化,，而由水性環(huán)氧固化劑在使用前混合乳化,，因而這類固化劑必須既是交聯(lián)劑又是乳化劑。水性環(huán)氧固化劑是以多胺為基礎(chǔ),，對多胺固化劑進行加成,、接枝、擴鏈和封端,，在其分子中引入具有表面活性作用的非離子型表面活性鏈段,，對低分子量的液體環(huán)氧樹脂具有良好的乳化作用。用固化劑乳化法制備水性環(huán)氧樹脂體系的優(yōu)勢是在使用前由固化劑直接乳化環(huán)氧樹脂,，不需考慮環(huán)氧樹脂乳液的儲存穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性,；缺點是配得的乳液適用期短。

來源買化塑