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与溶剂型环氧树脂涂料相比，水性环氧树脂涂料较存在很大优势[9]，第一是水用作分散介质，不存在有机溶剂和易挥发性的有机化合物，没有环境污染，符合当前绿色环保的要求[10]；第二是其操作性好，操作对象可用水洗涤，操作无危险、简单方便；第三是拥有较强的附着能力[11-13]，而且可以与水泥砂浆等建材共同使用；第四是在潮湿或室温下仍然具备固化能力，固化时间合理[14-16]。
对于改性环氧树脂的研究是水性环氧涂料领域的一个研究热点[17]，其进行改性的主要两大方法，化学方法和物理方法。化学改性主要依靠亲水性结构对环氧树脂的结构来改性，合成出新的大分子；物理方法改性常用的方法是采用共混[18]，通过加入一些填料或者几种相容性比较好的高分子材料进行共混。两种方法相比可以看出，第一种方法从成本及操作难易程度来看都比第二种方法复杂，通过应用物理共混方法来改性环氧树脂是较好的一种改性方法[19]。水性环氧树脂一般在体系中加入乳化剂来制备乳液型的水性环氧树脂[20]。这类乳液体系里的环氧树脂通常开始不乳化，但在加入水性环氧固化剂之后才开始进行乳化，因此这些固化剂的要求同时是交联剂，并且还要是乳化剂[21]。水性环氧固化剂大多数是用多胺作为乳化剂和固化剂，其对低分子量的液态环氧树脂体系具有良好的乳化作用。通过固化剂乳化法制备的水性环氧树脂体系，它的优势主要是用固化剂直接将环氧树脂乳化，而不需要考虑环氧树脂乳液的冻融现象和保存的稳定性[22]。
本文通过在环氧UVR6103树脂中的方法加入谷氨酸钠来引入一定数量的具有亲水作用的分子链段或亲水组分到环氧树脂的分子链当中，得到具有亲水性大分子的环氧化合物[23]。采用聚酰胺650树脂作为固化剂,再向其加入三聚磷酸铝进行填料对水性环氧树脂改良，合成三聚磷酸铝填料改性水性环氧树脂。采用红外光谱表征改性水性环氧树脂的结构，并从铅笔硬度、耐酸碱性等方面测试了涂料的硬度和耐酸碱性。相关反应方程式如下图所示：
三聚磷酸铝作为新一代无毒害的抗腐蚀性填料，是取代铅、铬系有毒防锈材料的理想换代产品。在使用过程中，防锈颜料的效果与环氧体系的配比比例、特性、环境条件和测试条件的差异而不随之变化，且对皮肤没有刺激作用，没有毒性，稳定性好[24]。另外，三聚磷酸根离子与多种金属离子之间具有较强的亲和力，从而能生产致密的钝化膜，能够保护减少金属的腐蚀损坏[25]。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
实验所需主要仪器及药品见表1：
表1 实验用到主要试剂仪器和药品
产品名称 简称 规格 生产厂家
环氧 UVR6103 化学试剂 国药集团
L-谷氨酸钠 MSG 化学纯 国药集团
三聚磷酸铝 ATP 化学纯 株洲金桥锌业有限公司
聚酰胺650树脂 PA 工业级 镇江丹宝树脂公司
四甲基氯化铵 TMA 分析纯 国药集团
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