1。3 防腐蚀涂料的研究现状

1。4 水性环氧树脂

1。4。1 环氧树脂

环氧树脂[10]英文名称 Epoxy Resin，它是指含有两个或者两个以上的环氧基， 并且以脂肪族、脂环族或者芳香族连段为主链的高分子聚合物。环氧树脂主要包 括双酚 A 型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂和双酚 F 型环氧树脂这三大类，在这 三大类中，双酚 A 型环氧树脂大约占环氧树脂总生产量的九成。下列结构图 1。1 就是双酚 A 型环氧树脂的结构图。

图 1-1  双酚 A 型环氧树脂结构

环氧树脂大约是在二十世纪初被科学家研发出来，合成环氧树脂的主要方法 有两种，这还是延续一开始的反应方法，第一种方法是 1891 年德国的一个化学 家 Lindmann 研究出来的，他以对苯二酚和环氧氯丙烷为出事原料，最终反应成 为了脂状产物，而另外一种方法是 1909 年俄国的一位化学家 Prileschajew 研究出 来的，他是通过使用过氧化氯化苯甲醚和烯烃进行反应，最终得到了环氧化合物。 不过除了这两种还有其他的方法可以反应生成环氧树脂，只不过这些没有的到广 泛 的 应 用 。 在 1937 年 ， 一 为 瑞 士 化 学 家 Pierre castan 和 一 位 美 国 化 学 家 S。O。Greenlee 就通过大量的专利证明了环氧树脂的又一种制法，通过双酚 A 与环 氧氯丙烷进行缩聚反应就可以得到环氧树脂。在之后，1947 年，美国的一家公 司 DeVe-Raynolds 就最先开始把这些研究成果投入到生产中去，并大量生产出环 氧树脂，紧接着后来，想瑞士的 CIBA、美国的 Shell 公司与 Dow Chemical 公司 也做出了环氧树脂的生产改革，并对环氧树脂更经济更效率的生产方向进行着探 讨与摸索。然而，对于我国来说，因为我国对环氧树脂的起步还比较晚，所以我 国的水性环氧树脂的技术还在进一步的学习中，在我国最早进行工业化生产还是 在 1958 年，最早是上海的企业进行的生产，不过在半个多世纪市场需求的推动 下，我国生产的产家已经越来越多了，产量也已经得到大大的提高，但是整体上 还是处于供不应求的地步。在我们国家比较有名的生产商就要数浙江安邦新材料 发展有限公司和上海汉中涂料有限公司了。在上个世纪九十年代末，我们国家对 环氧树脂的年均消耗量就超过了十二万吨了，不过其中就有一半的环氧树脂被涂 料行业使用了，随着人们对环境保护意识的提高和环氧树脂生产技术的突破，环 氧树脂中环保型的水性环氧树脂将会在我们人类生产和生活的每个领域中出现。

1。4。2 水性环氧树脂的制备方法的比较

水性环氧树脂可以大概分为两个体系，水乳型体系与水溶型体系这两大类。 水乳型一般又叫做环氧树脂水乳液，而水溶型则被称之为环氧树脂水溶液。水溶

型环氧树脂是具有水溶性的，而且它的环氧树脂大多就是多元醇或者多元酸的缩 水甘油醚，因为这些环氧树脂的分子链上会拥有亲水基团比如羟基或者醚键等 等。对于这类的水性环氧树脂，一般会把它们大量的用作为稀释剂，因为它们的 粘度相对于其他的而言较小。在一篇由 Robinosn[11]发表的文章中提到，如果要 对环氧树脂进行先一步的接枝改性，那么我们将可以得到十分优异的环氧树脂水 基分散体系。

就现在的技术而言，环氧树脂目前大概有四种水性化技术，分别是相反转化 法、机械法、化学改性法与固化剂乳化法。对于不同的制备方法，会选用不同的 水性化技术。

第一种方法 相反转化法[12-13] 相反转法还有另一个说法叫相乳化法，它的定义是在多组分体系中，比如油、

水、乳化剂三体系中连续相和分散相在特定的条件下互相转化的一个过程，就油、 水、乳化剂三体系而言，连续相水向油相的转化或者反过来油相向水相的转化的 过程就是一种相反转法。在其中连续相转变的地方，会有一个现象，那就是体系 的界面张力会变得十分的小，这会促使分散相的尺寸变得最小。相反转法水性环 氧树脂乳液的的制备过程是：首先需要一个高速的剪切环境，在该环境的剪切作 用下会将环氧树脂与乳化剂混合，紧接着之后，会向一定剪切作用条件下的体系 环境中缓慢的加入蒸馏水，在水不断加入的同时，整个体系环境会在剪切力的作 用下渐渐由油包水变为水包油，最终会形成稳定的乳液。在这一系列乳化的过程 中会使乳液的很多性能得到突变，比如表面的张力、导电的性能或者整个体系的 粘度等等。对于不同形态的环氧树脂，进行乳化的环境也不一样，就像普通的液 态环氧树脂大多都会在室温的情况下进行乳化过程，而对于固态的环氧树脂或者 粘度较高的环氧树脂就需要先进行加热处理，这样就可以降低粘度从而方便乳化 反应的进行。下图 1。2 就是相反转法制备水性环氧树脂乳液的一般流程。