1。2 水性环氧树脂

常用的溶剂型涂料固化后产生的有机化合物（VOC）是当今社会中一个严重的污染源[3]。这些污染物排放到空气中和氮氧化物在日光的作用下形成新的刺激性污染源，有强烈的性气味，甚至会引起人体呼吸系统的损伤，要是空气中 这些污染物通过呼吸道进入人体或者刺激眼睛、皮肤等，更会给人带来一系列的健康问题。正是这样，各国相继制定了环境保护法规，限制人们和企业在使用溶剂型涂料过程中对环境造成破坏。随着公众环保意识的不断增强以及科技的不断进步，传统的溶剂型涂料产量不断被压缩，产业开始向高性能、低污染、多功能的环保型涂料转移，发展众多环保型涂料已经成为大家的共识，水性涂料逐渐成为将来涂料技术的发展对象[4]。在众多涂料的选择中，水性环氧体系有着广泛的应用和优良的性能，经过多年的发展，各类改性的水性环氧树脂在各个行业都发挥了巨大作用，成为国家建设中涂料的一大重要角色[5]。

1。2。1环氧树脂水性化进展

第一代产品是采用机械法将体环氧树脂与胺类化合物反应制备成水性环氧体系，其中胺类固化剂既为乳化剂有充当固化剂[6]，但这类乳化剂通常不含有环氧基或未与环氧基反应的基团，因此未参与最后的固化反应，其主要作用是乳化环氧树脂以及保持体系的稳定性影响固化程度，其固化物的性能也较差，且由于不参与反应的非离子表面活性剂存在体系中,影响涂膜外观和防腐蚀性[7]。

第二代产品是一种双组份水性环氧体系。在上世纪 80 年代初，用高分子量的液体环氧树脂水分散体和改性胺类固化剂相混合，在固化剂进行乳化功能的作用下，最终使液体环氧树脂以乳液的状态进行固化。这种方法的缺点是：固化剂的活性高，且液体环氧树脂分子量较小，分子结构短而硬，使得固化产物的交联度高，故涂膜硬度大，耐冲击性较差[8]。

第三代产品是双组份室温固化的水性环氧树脂体系，是在第二代产品技基础上改良的产品。上世纪 80 年代末，研发了一种新型的水性环氧树脂乳液，并改性了胺类固化剂，这种体系通过多官能度的环氧树脂和改性固化剂反应，提高了交联度，并改善了涂膜性能的目的[9]。漆膜中的VOC含量低，表干速度快，交联固化迅速，具有良好的机械性能和耐化学品性能，且对金属材料、木质材料和水泥等基材都具有良好的附着力。近几年科研人员进行了更多的探索，如从生物质资源获取原料改性环氧树脂既可节约资源又可得无毒的环氧体系，从壳质的脱乙酰作用中得到壳聚糖，制取壳聚糖-环氧体系，当氨基与环氧基比例为1:1时得热稳定最佳的涂层；从松油脂中获取含羟基的TME，与多异氰酸酯聚合改性环氧树脂得机械性能优异的环保型水性聚氨酯/环氧树脂。从植物桐油中提取出脂肪酸，改性环氧树脂体系，得到交联密度高的耐腐水性环氧涂料[10]但此类方法实验过程复杂，成本较高。水性环氧树脂本身具有耐候性差，机械性能没有溶剂型环氧树脂好[11]。

 1。2。2水性环氧树脂制备技术

环氧树脂本身不溶于水，要制备实用的水分散环氧树脂体系，必须在其分子链中引入活泼的亲水基团或使环氧体系均匀稳定分散在水中[12]。水性环氧体系可分为水乳型环氧胶液（环氧水乳液）和水溶性环氧胶液（环氧水溶液）两类。其制备方法如下

1机械法： 机械法又称直接乳化法。通过各种细度较高的磨机等将环氧树脂预加工成微米级的环氧树脂粉末，然后在加热的条件下混入乳化剂的水溶液，再利用高速搅拌等分散方法使树树脂粉末与乳化剂水溶液形成均匀的水分散体系，这种制备水性环氧树脂的方法很方便并且容易操作，关键的技术在于应用合适的乳化剂，生产中传统的乳化剂较少，大多会特制其他类型的活性乳化剂。此法工艺简单，乳化剂用量也较少。但是由于这样的分散体系中粒子尺寸过大，有的达到50μm[13]，粒子形貌差异很大，分布也较为宽泛，因此所制得的乳液不稳定，其成膜性能亦不好。除此之外，该法在环氧树脂体系中引入了无活性基团的物质, 干扰环氧树脂的固化，影响产品的性质[14]。有人经过研究认为水性环氧树脂固化物与溶剂型树脂固化物的耐化学品性能的差异就是由于乳化剂等小分子非活性质残留在固化物中造成的。随着水性化技术的发展，直接乳化法正在被产业相继淘汰。