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环氧树脂的水性化技术与研究进展 摘要:本文主要对环氧树脂的水性化技术的原理及方法进行了系统的分类及论述；对不同水性化技术方法的特点进行了综述评论。总结了环氧树脂水性化技术的研究进展及其发展趋势。 关键词: 环氧树脂；水性化 Abstract: This article focusing on the principles and methods of the technology of waterborne epoxy resin makes a systematic classification and discussion and has summaries and comments of technology and methods of different characteristics of waterborne .It summarizes the research progress of technology of waterborne epoxy resin and its development trend . Keywords: epoxy resins; waterborne 0 前言 近年来,环境保护日益受到人们的重视, 许多国家相继颁布了控制挥发性有机化合物( VOC)的法规,执行标准愈加严格。涂料向高固体分和水性化方向发展已成为涂料界的共识, 其中水性涂料由于其高度环保而倍受亲睐。环氧树脂具有优良的工艺性能、力学性能和物理性能,广泛地应用于胶粘剂、涂料、机械、电子等领域[1]。常用的环氧树脂大多数为黏稠的液体或固体, 不溶于水, 溶于有机溶剂。而大多数有机溶剂易挥发、 易燃易爆、 有毒,随着对环境保护的要求日益迫切和严格,使环氧树脂的应用受到了一定限制。以水为分散介质的环氧树脂体系,与传统的环氧树脂体系相比,避免了因使用有机溶剂而造成的环境污染和资源浪费,并可在室温和潮湿环境下固化,操作性大大改善。因此水性环氧树脂的研究和应用越来越受到重视。于是, 环氧树脂的水性化技术便得到了应用和发展。 所谓水性环氧树脂是指通过物理或化学的方法, 使环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在以水为连续相的分散介质中而成为稳定分散体系或水溶液[2]。环氧树脂的水性化技术可以分为3大类, 即外加乳化剂法、固化剂乳化法和化学改性法[3]。 1 国内外水性环氧树脂技术的发展概况 水性环氧树脂第一代产品是直接用乳化剂进行乳化,第二代水性环氧体系是采用水溶性固化剂乳化油溶性环氧树脂,第三代水性环氧体系是由美国壳牌公司多年研究开发成功的, 这一体系的环氧树脂和固化剂都接上了非离子型表面活性剂, 由其配制的涂料漆膜可达到或超过溶剂型涂料的漆膜性能指标。 传统的溶剂型环氧树脂涂料需使用大量的有机溶剂,在施工和固化成膜后, 有机溶剂会挥发于大气中,这些挥发性有机物质称为VOC。为适应环保法规对VOC 的限制,我国从上世纪90年代初开始水性环氧体系和水性环氧涂料的开发。中国化工报2004 年7 月13 日报道:浙江安邦新材料发展有限公司刚开发研制成功的水分散型自乳化环氧树脂体系属于第三代环氧体系。该体系的一个重要改进是将亲水性的非离子表面活性剂连接到树脂和固化剂中,增加了体系的稳定性。其技术达到了美国壳牌公司同类产品水平。 2 环氧树脂水性化技术 2.1外加乳化剂法 外加乳化剂法[22]是指在乳化剂的作用下，借助于超声振荡、高速搅拌或均质机乳化等手段使环氧树脂以微粒或液滴的形式分散在水中, 形成稳定的水乳液的方法[4]。乳化剂是一种表面活性剂，其结构及亲水亲油平衡值( HLB)是决定其乳化性能的关键因素。对环氧树脂而言, 可用的外加乳化剂有多种,根据所用乳化剂的结构和性能的不同, 可将其分为普通环氧树脂乳化剂、，反应型环氧树脂乳化剂 2类。应用普通乳化剂制备环氧树脂水性体系是人们早期采用的一种乳化方法。这类乳化剂通常不含有环氧基或能与环氧基反应的基团，不参与最后的固化反应，其主要目的是起乳化环氧树脂和保持体系稳定性的作用。 近年来,人们一直在探索合成专门用途的新型环氧树脂乳化剂。周立新[5]等人将环氧树脂E-44在Lewis酸催化剂的作用下，与亲水性的聚乙二醇 PEG-6000进行亲核加成反应,合成了反应型环氧树脂专用乳化剂. 倪维良[6]等人采用环氧树脂E-51与二乙醇胺反应合成与环氧树脂分子结构匹配的高分子离子型乳化剂, 并利用不同的成盐方式测定其乳化性能。采用相反转法制备出水性环氧乳液。 在采用外加乳化剂法制备环氧树脂水性体系的过程中，有 2种乳化工艺路线: 一是普通的乳化工艺路线, 即先将全部乳化剂溶于水, 然后在激烈搅拌下逐渐加入环氧树脂进行乳化。二是相反转乳化工艺路线,是先将环氧树脂与乳化剂以一定的比例混合, 搅拌均匀, 然后逐