自乳化型水性环氧树脂的技术进展
根据制备方法的不同，水性环氧树脂可分为外乳化型和内(自)乳化型2大类，其中外乳化法水性环氧体系由于存在较多的乳化剂，其耐水性和耐溶剂等性能比溶剂型的差，而且适用期短且制得粒子粒径较大，现在多不采用。自乳化型水性环氧树脂(化学法)系通过化学改性，将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上，使环氧树脂获得自乳化的性质，这是自乳化型水性环氧树脂制备的基本原理。所引入的亲水性基团的性质不同，自乳化环氧树脂分为阴离子型、阳离子型和非离子型等3类，所以这位专家称“自乳化型水性环氧三足鼎立”。
阴离子型原理是什么？通过适当的方法在环氧聚合物分子链上引入羧酸、磺酸等功能性基团、中和成盐以后，环氧树脂就具备了水分散的性质，常用的方法有功能性单体扩链法和自由基接技改性法。前者是利用环氧基团与一些低分子的扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸(盐)等化合物上的胺基反应，在链上引人羧酸、磺酸基团，中和成盐后可分散于水中。中国科学院广州化学研究所用对氨基苯甲酸改性环氧树脂，使其具有亲水亲油2种性质，以改性产物及其与纯环氧树脂的混合物制成水性涂料，涂膜性能优良、保持了溶剂型环氧涂料在抗冲击强度、光泽度和硬度等方面的优点；而且附着力提高、柔韧性大为改善，涂膜耐水性和耐化学药品性能优良。
在阴离子型水性环氧树脂中，自由基接技改性方法是利用双酚A型环氧分子上的亚甲基在过氧化物作用下，易于形成自由基并与乙烯基单体共聚的性质，将(甲基)丙烯酸、马来酸(酐)等单体接枝到环氧树脂上，从而得到自乳化环氧树脂，这也是采用苯乙烯、丙烯酸类单体对环氧树脂接枝改性的一个重要依据。华东理工大学材料科学与工程学院以苯乙烯/甲基丙烯酸共聚物作为分散剂，与高分子质量的环氧树脂在较高温度下混合，制备了粒径较小(100～200nm)的环氧树脂水分散液。中南工业大学以E-44为原料制备了环氧磷酸酯-丙烯酸接技共聚物(固含量37.4%水溶液)，涂料性能接近溶剂型防腐环氧酚醛清漆。阳离子树脂在实际中很少应用，含胺基的化合物与环氧反应生成含叔胺或季胺碱的环氧，用酸中和后得到阳离子型的水性环氧树脂；由于环氧固化剂通常是含胺基的碱性化合物，两者混合后体系容易失去稳定性而影响使用性能。
通过含亲水性的氧化乙烯链段的聚乙二醇，或其嵌段共聚物上的羟基或含聚氧化乙烯链上的胺基，与环氧基团反应可以将聚氧化乙烯链段引入到环氧分子链上，得到含非离子亲水成分的水性环氧树脂，该反应通常在催化剂存在下进行，常用的催化剂有三氟化硼络合物、三苯基膦、强无机酸。美国专利报道先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和环氧氯丙烷反应，形成相对分子质量为4000～20000的双环氧端基乳化剂，利用此乳化剂和环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合，以三苯基磷化氢为催化剂进行反应，可得到含有亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链段的环氧树脂。这种环氧树脂不用外加乳化剂即可溶于水中，且由于亲水链段包含在环氧树脂分子中，因而增强了涂膜的耐水性。
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