水性環(huán)氧樹脂可分為陰離子型樹脂和陽離子型樹脂，陰離子型樹脂用于陽極電沉積涂料，陽離子型樹脂用于陰極電沉積涂料。水性環(huán)氧樹脂的主要特點是防腐性能優(yōu)異，除用于汽車涂裝外，還用于醫(yī)療器械、電器和輕工業(yè)產(chǎn)品等領(lǐng)域。
環(huán)氧樹脂水性化方法
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根據(jù)制備方法的不同，環(huán)氧樹脂水性化有以下四種方法：機(jī)械法、化學(xué)改性法、相反轉(zhuǎn)法和固化劑乳化法等。
1）機(jī)械法
機(jī)械法即直接乳化法，可用球磨機(jī)、膠體磨、均氏器等將固體環(huán)氧樹脂預(yù)先磨成微米級的環(huán)氧樹脂粉末，然后加入乳化劑水溶液，再通過機(jī)械攪拌將粒子分散于水中; 或?qū)h(huán)氧樹脂和乳化劑混合，加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，在激烈的攪拌下逐漸加入水而形成乳液。用機(jī)械法制備水性環(huán)氧樹脂乳液的優(yōu)點是工藝簡單，所需乳化劑用量較少，但乳液中環(huán)氧樹脂分散相微粒尺寸較大，粒子形狀不規(guī)則且尺寸分布較寬，所配得的乳液穩(wěn)定性差，粒子之間容易相互碰撞而發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，并且該乳液的成膜性能也欠佳。當(dāng)然提高攪拌分散時的溫度可以促進(jìn)乳化劑分子在環(huán)氧樹脂微粒表面更為有效地吸附，使得環(huán)氧樹脂微粒能較為穩(wěn)定地分散在水相中。
2）化學(xué)改性法
化學(xué)改性法又稱自乳化法，即將一些親水性的基團(tuán)引入到環(huán)氧樹脂分子鏈上，或嵌段或接枝，使環(huán)氧樹脂獲得自乳化的性質(zhì)， 當(dāng)這種改性聚合物加水進(jìn)行乳化時，疏水性高聚物分子鏈就會聚集成微粒，離子基團(tuán)或極性基團(tuán)分布在這些微粒的表面，由于帶有同種電荷而相互排斥，只要滿足一定的動力學(xué)條件，就可形成穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹脂乳液，這是化學(xué)改性法制備水性環(huán)氧樹脂的基本原理。根據(jù)引入的具有表面活性作用的親水基團(tuán)性質(zhì)的不同，化學(xué)改性法制備的水性環(huán)氧樹脂乳液可分為陰離子型、陽離子型和非離子型三種。
a、陰離子型
通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄔ诃h(huán)氧樹脂分子鏈中引入羧酸、磺酸等功能性基團(tuán)，中和成鹽后的環(huán)氧樹脂就具備了水可分散的性質(zhì)。常用的改性方法有功能性單體擴(kuò)鏈法和自由基接枝改性法。功能性單體擴(kuò)鏈法是利用環(huán)氧基與一些低分子擴(kuò)鏈劑如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂分子鏈中引入羧酸、磺酸基團(tuán)，中和成鹽后就可分散在水相中。自由基接枝改性法是利用雙酚A環(huán)氧樹脂分子鏈中的亞甲基活性較大，在過氧化物作用下易于形成自由基，能與乙烯基單體共聚，可將丙烯酸、馬來酸酐等單體接枝到環(huán)氧樹脂分子鏈中，再中和成鹽后就可制得能自乳化的環(huán)氧樹脂。
b、陽離子型
含胺基的化合物與環(huán)氧樹脂反應(yīng)生成含叔胺或季胺堿的環(huán)氧樹脂，再加入揮發(fā)性有機(jī)一元弱酸如醋酸中和得到陽離子型的水性環(huán)氧樹脂。這類改性后的環(huán)氧樹脂在實際中應(yīng)用較少，這是因為水性環(huán)氧固化劑通常是含有胺基的堿性化合物，兩個組分混合后，體系容易出現(xiàn)破乳和分層現(xiàn)象而影響該體系的使用性能。
c、非離子型
一般多在環(huán)氧樹脂鏈上引入親水性聚氧乙烯基團(tuán)，同時保證每個改性環(huán)氧樹脂分子中有兩個或兩個以上環(huán)氧基，所得的改性環(huán)氧樹脂不用外加乳化劑即能自分散于水中形成乳液。如用分子量為4000～20000的雙環(huán)氧端基乳化劑與環(huán)氧當(dāng)量為190的雙酚A環(huán)氧樹脂和雙酚A混合，以三苯基膦化氫為催化劑進(jìn)行反應(yīng)，可制得含親水性聚氧乙烯、聚氧丙烯鏈端的環(huán)氧樹脂，該樹脂不用外加乳化劑便可溶于水，且耐水性增強(qiáng)。另外，這種方法制得的粒子較細(xì)，通常為納米級，前面兩種方法制得的粒子較大，通常為微米級。從此意義上講，化學(xué)法雖然制備步驟多，成本高，但在某些方面具有實際意義。
在環(huán)氧樹脂鏈上引入親水性聚氧乙烯基團(tuán)，同時保證每個改性環(huán)氧樹脂分子上有兩個或兩個以上環(huán)氧基，所得的改性環(huán)氧樹脂不用外加乳化劑即能自分散于水中形成乳液。如先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和環(huán)氧樹脂反應(yīng)，形成端基為環(huán)氧基的加成物，利用此加成物和環(huán)氧當(dāng)量為190的雙酚A環(huán)氧樹脂和雙酚A混合，以三苯基磷為催化劑進(jìn)行反應(yīng)，可得到含有親水性聚氧乙烯、聚氧丙烯鏈段的環(huán)氧樹脂。這種環(huán)氧樹脂不用外加乳化劑即可溶于水中，且由于親水鏈段包含在環(huán)氧樹脂分子中，因而增強(qiáng)了涂膜的耐水性。并且在引入聚氧化乙烯、氧化丙烯鏈段后，交聯(lián)固化的網(wǎng)鏈分子量有所提高，交聯(lián)密度下降，形成的涂膜有一定的增韌作用。
3) 相反轉(zhuǎn)法
相反轉(zhuǎn)是一種制備高分子量環(huán)氧樹脂乳液較為有效的方法，II型水性環(huán)氧樹脂涂料體系所用的乳液通常采用相反轉(zhuǎn)方法制備。相反轉(zhuǎn)原指多組分體系（如油/水/乳化劑）中的連續(xù)相在一定條件下相互轉(zhuǎn)化的過程，如在油/水/乳化劑體系中，其連續(xù)相由水相向油相（或從油相向水相）的轉(zhuǎn)變，在連續(xù)相轉(zhuǎn)變區(qū)，體系的界面張力最低，因而分散相的尺寸最小。通常的制備方法是在高剪切力條件下先將乳化劑與環(huán)氧樹脂均勻混合，隨后在一定的剪切條件下緩慢地向體系中加入水，隨著加水量的增加，整個體系逐步由油包水型轉(zhuǎn)變?yōu)樗托?，形成均勻穩(wěn)定的水可稀釋體系。乳化過程通常在常溫下進(jìn)行，對于固態(tài)環(huán)氧樹脂，往往需要借助于少量溶劑和加熱使環(huán)氧樹脂粘度降低后再進(jìn)行乳化。
4)固化劑乳化法
水性環(huán)氧樹脂體系通常采用固化劑乳化法來制備水性環(huán)氧樹脂乳液。這類體系中的環(huán)氧樹脂一般預(yù)先不乳化，而由水性環(huán)氧固化劑在使用前混合乳化，因而這類固化劑必須既是交聯(lián)劑又是乳化劑。水性環(huán)氧固化劑是以多胺為基礎(chǔ)，對多胺固化劑進(jìn)行加成、接枝、擴(kuò)鏈和封端，在其分子中引入具有表面活性作用的非離子型表面活性鏈段，對低分子量的液體環(huán)氧樹脂具有良好的乳化作用。用固化劑乳化法制備水性環(huán)氧樹脂體系的優(yōu)勢是在使用前由固化劑直接乳化環(huán)氧樹脂，不需考慮環(huán)氧樹脂乳液的儲存穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性；缺點是配得的乳液適用期短。
水性環(huán)氧的發(fā)展迎來春天！大家一起努力！共譜水性環(huán)氧新樂章！

水性環(huán)氧樹脂涂料優(yōu)點
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水性環(huán)氧樹脂是指環(huán)氧樹脂以微粒或液滴的形式分散在以水為連續(xù)相的分散介質(zhì)中而配得的穩(wěn)定分散體系。由于環(huán)氧樹脂是線型結(jié)構(gòu)的熱固性樹脂，所以施工前必須加入水性環(huán)氧固化劑，在室溫環(huán)境下發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，環(huán)氧樹脂固化后就改變了原來可溶可熔的性質(zhì)而變成不溶不熔的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顯示出優(yōu)異的性能。水性環(huán)氧樹脂涂料除了具有溶劑型環(huán)氧樹脂涂料的諸多優(yōu)點：
一是適應(yīng)能力強(qiáng)，對眾多底材具有極高的附著力，固化后的涂膜耐腐蝕性和耐化學(xué)藥品性能優(yōu)異，并且涂膜收縮小、硬度高、耐磨性好、電氣絕緣性能優(yōu)異等；
二是環(huán)保性能好，還具有不含有機(jī)溶劑或揮發(fā)性有機(jī)化合物含量較低，不會造成空氣污染，因而滿足當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的要求；
三是真正水性化，以水作為分散介質(zhì)，價格低廉、無氣味、不燃，儲存、運輸和使用過程中的安全性也大為提高；
四是操作性佳，水性環(huán)氧樹脂涂料的施工操作性能好，施工工具可用水直接清洗，可在室溫和潮濕的環(huán)境中固化，有合理的固化時間，并保證有很高的交聯(lián)密度。這是通常的水性丙烯酸涂料和水性聚氨酯涂料所無法比擬的。水性環(huán)氧樹脂以其突出的性能優(yōu)勢，使制備得到的水性環(huán)氧樹脂涂料同樣具有優(yōu)異的性能，從而在水性產(chǎn)品大家族里地位越來越重要，專家認(rèn)為水性環(huán)氧樹脂在環(huán)?；慕裉欤熬笆謴V闊。 [2]