尽管涂料在我国已经有着漫长的历史，但一直以来涂料都作为一项技艺相传， 这种观念直到现在还影响着人们。需求带动发展，随着建筑、汽车交通、航空航 天等行业的长足发展，涂料也成了一个重要的领域,涂料的原料五花八门，有石 油溶剂、苯系溶剂、醇、醚、酮、酯等等，按照主要成分也长分为醇酸树脂涂料、 氨基树脂涂料、丙烯酸树脂涂料、环氧树脂涂料、聚氨酯涂料。本论文研究的课 题就是环氧树脂中的一种，水性环氧。还有另外的几种，元素有机树脂涂料、高 固体份涂料、水性涂料、粉末涂料、辐射固化涂料。也有按用途对涂料进行分类， 工业涂料有卷钢涂料、木器涂料、塑料涂料、汽车涂料、船舶涂料、航空涂料、 家电涂料、美术涂料等；建筑涂料有外墙涂料、内墙涂料、地面涂料、功能型建 筑涂料等；特种涂料有防火涂料、防污涂料、变色涂料、导电涂料、磁性涂料、 航空航天特种涂料等。涂装工艺方面也有了长足的进步，空气喷涂、电泳涂装、 粉末涂装、静电喷涂等等。当今世界，材料、能源、环境是三大主题，涂料是保 护材料的手段，所以说涂料和国民经济、人民生活息息相关。

1。2 水性涂料概述

水性涂料（Water-born coating),顾名思义，溶剂是水的涂料。社会不断变化， 人们的要求也在变化。国民经济飞速发展，涂层材料的需求逐渐增大，目前市场 上生产的涂料中溶剂型涂料占涂料总量的 30%，而传统的低固含量溶剂型涂料 在使用过程中需先加入一定量的有机溶剂进行溶解、涂刷，涂料在干燥成膜期间 向空气中散发的挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，简称 VOC）。 我们知道，大多数有机化合物都是有毒的，所以这会损害人们的身体健康，同时也会对环境产生一定的污染[45] 。在国际大环境中，由于能源枯竭是世纪人类面临的最主要问题，为缓解或克服这些问题，世界各国根据自身特点制订了相应的 环保法规，限制涂料中 VOC 的排放。所以水性涂料应运而生，目前涂料行业大 力发展水性涂料。用水取代有机物做溶剂，无论从成本、身体危害还是环境污染 方面看，都有优势。

目前，根据国外的规定，水性涂料中 VOC(挥发性有机化合物）含量必须小 于 250g/L。 水性涂料划分的准则是根据成膜物的粒子尺寸： 如果粒子小于 0。001μm，是水溶性涂料；如果大于 0。1μm，是乳胶涂料；粒子尺寸在二者之间 的，就是水分散涂料。国外在 20 世纪 80 年代初逐渐对水分散体和水乳胶涂料不 再明确区分，在许多文献中将二者混用，用水分散体术语来概括二者。20 世纪 90 年代，国内有的学者把水性高分子分为水溶性高分子和水分散性高分子，也 就是把水乳胶树脂和水分散树脂归并为水分散树脂。

1。3 环氧树脂概述

环氧树脂（epoxy resin），在洪啸吟、冯汉保编著的《涂料化学（第二版）》 一书中给出的定义是这样的：环氧树脂是从环氧化合物衍生而来的聚合物或齐聚 物。通俗点讲，环氧树脂是一种聚物，可能是低聚物，也可能是高聚物。它的特 点是含有两个或者两个以上环氧基。环氧树脂一般以脂肪族、脂环族或者芳香族 链段作为主链。20 世界 40 年代，Ciba 化学公司开始环氧树脂的发展，它的出现 使涂料行业有了突破性进展。早在 1981 年，Lindmann 利用对苯二酚与环氧氯 丙烷在一定条件下反应，得到了性能优异的树脂。随后，瑞士的 Pierre Castan  发

现了利用双酚 A  与环氧氯丙烷合成了具有优良粘结性的环氧树脂[67] 。目前，

工业上所使用的环氧树脂基本都是双酚 A 型的，因为这种类型的环氧树脂在各 方面都具有良好的性能。无论是物理性能（耐热、耐磨），还是化学性能（抗酸 碱）都非常好。双酚 A 型树脂（BPA）也是环氧树脂中最具代表性的，它的结构 式如下：其中 n 为平均聚合度，其值一般在 0~12 之间，分子量相当于 340~3800。 从结构式可以看到，双酚 A 型环氧树脂两头是环氧基，主链上有很多醚键，除 此之外，还有羟基的存在，这些基团就使得双酚 A 型环氧树脂具有了各方面的 优异性能。环氧树脂难溶于水，但易溶于有机溶剂，所以环氧树脂一般借助于有机物分散，但是有机物易燃、易爆、有毒，所以与水相比，不仅存储、运输、施 工方面都不便，且增加资源成本，还会造成环境污染、影响人体健康。需求带动 消费，随着社会的不断进步和发展以及环保的要求，挥发性有机化合物含量低或 者不含挥发性有机化合物的体系成为新型材料研究领域的热点。“明知山有虎， 偏向虎山行”，虽然环氧树脂难溶于水，但是有机溶剂对人体和环境的损害巨大， 随着社会的发展，这一问题越发成为涂料发展历程无法回避的问题。在以水作分 散剂不对人体和环境产生危害的前提下，人们需要研究和解决的是，如何在环氧 树脂与水不溶的情况下，将水引入，与环氧树脂形成体系。国外在上世纪 70 年代开始研究水性涂料，我国跟随步伐，在上世纪 90 年代左右开始水性环氧涂料 的研究。水性涂料适应环保法规和节约资源，因此，研究水性环氧树脂体系的现 实意义是巨大的。