树脂骨架中引入亲水基团或链段,使环氧树脂得以均匀分散到水中[18]。常用的单体 有氨基苯甲酸、氨基酸、氨基苯磺酸等,与环氧基反应后再与氨水等碱性化合物反 应,中合成水溶性的稳定的盐。也可以用羟基苯甲酸甲酯或者巯基乙酸与环氧树脂 反应后经水解再中和成盐。该型水性环氧树脂有良好的耐水解性。
(2)酯化反应型 与醚化反应型不同点是用氢离子使环氧环极化,酸根离子再使环氧环开环。常
用的单体有不饱和酸或酸酐、磷酸、异氰酸酯等,可以使环氧树脂酯化为环氧酯。 此外丙烯酸与磷酸能有效地改善涂料的漆膜及防腐蚀性能[19]。也可继续用不饱和酸 或酸酐与环氧酯的双键加成,再用氨水等碱性化合物反应中和成盐。也有在加热条 件下(甲基)丙烯酸单体与引发剂混合使用使溶于有机溶剂的环氧树脂酯化从而生 成酸性的环氧丙烯酸树脂,再与氨水中和成盐的方法。其本质是用酸根进攻环氧树 脂中的环氧基,从而在环氧树脂分子中引入多羧基基团使其具有亲水性与酸性,最 再与碱性的氨水中和成稳定的水溶性盐。酯化反应型水性环氧树脂因为酯键的存在 易发生水解,耐水性较差,使用环境有较大限制。但可以通过碳碳单键引入羧基而 避免酯键的水解。
(3)自由基接枝反应型 环氧树脂分子本身不含不饱和双键,但其次甲基上氢原子较活泼,可以在引发
剂的作用下产生初级游离基。其本质是引发剂热分解产生的游离基进攻环氧树脂的 亚甲基或者次甲基,使其成为活性中心,从而引发单体的聚合,其中三级碳原子反 应活性更强,次甲基上氢原子更容易脱去[20]。常用的单体有丙烯酸或甲基丙烯酸 等,接枝反应发生的位置如图 1-2。
图 1-2 发生接枝共聚反应的位置
由于位阻的关系,三个可发生接枝反应的位置只有一个能引发反应。接枝反应 不能完全进行,其产物包括丙烯酸类环氧树脂,未接枝的环氧树脂和丙烯酸类单 体。还要加入胺以中和成盐,最后还要加入去离子水制得稳定的水分散体。其中丙 烯酸单体的含量对制得的水乳液的稳定性有着极大的影响。也有使用改性的环氧树 脂,如在接枝反应进行前先用磷酸与环氧树脂有机溶液反应,使其磷化改性,这样 制得的磷化丙烯酸环氧树脂拥有更好的物理化学性能,特别是与金属基体有更好的 附着力,因此被广泛的应用于卷材的底漆。并且反应生成的环氧磷酸酯还是一种良 好的缓蚀剂。还有加入新的拥有不饱和键的活性物质如苯乙烯与环氧树脂、丙烯酸 类共同聚合,以改善水性环氧树脂的成膜性能。接枝型水星环氧树脂主链上不含有 酯键,因此不易水解[21]。
1。6。3 改性固化剂乳化法
水性环氧树脂固化剂乳化法也是常用的水性化技术,且有效克服了以上水性化 方式的缺点。常用的这种固化剂一般是使用多元胺或者其经过改性,如接枝或者扩 链后的高 HLB 值的产物,本身有不错的水分散性。制得的产物兼具乳化与交联固化 的功能,同时通过引入非极性的基团和链段,水性化的环氧树脂的相容性也得到了 极大的提高,从而减少因为相容性问题产生的涂层表面缺陷。此外,高表面活性的 改性固化剂还可以省去低分子质量环氧树脂的预先乳化过程。
环氧树脂的水性化途径有很多,不同的途径各有优劣,国际上对于各个途径的 研究已经比较完善。当今的主要研究方向是新的固化剂与固化手段,以改善环氧树 脂的固化交联度,减少固化的时间,提高成膜物质的性能。 来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-