水性环氧树脂
水性环氧树脂使用方法
水性环氧树脂使用方法
水性环氧树脂是一种环保型的涂料材料，其使用方法如下：
1. 准备：将水性环氧树脂和固化剂按照规定的比例混合均匀。
注意，在混合前确保树脂和固化剂都处于适宜的温度范围内。
2. 施工前处理：清洁和处理施工表面，确保表面平整、无油、无灰尘、无杂质。
3. 涂装：使用刷子、辊筒或喷枪将水性环氧树脂涂布在施工表面上。
注意，涂布时要均匀涂刷或喷涂，并确保涂层的厚度均匀。
4. 固化：涂布完成后，将涂料进行固化。
根据具体的材料，可能需要将其放置在通风良好的地方，以便水分和有机溶剂挥发。
5. 二次涂装：如果需要，可以进行二次涂装，通常在第一层涂层固化后使用相同的涂料进行继续施工。
在涂布第二层之前，请确保第一层涂层已经完全干燥。
6. 可选的抛光：根据需要，水性环氧树脂的表面可以进行抛光，以增加其光泽和光滑度。
需要注意的是，使用水性环氧树脂时，应严格按照产品说明书上的使用方法进行操作。
同时，为了获得最佳效果，还需要根据环境条件调整施工工艺和干燥时间。
水性环氧树脂的研究与进展[1]
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水性环氧树脂的研究与进展[1]
水性环氧树脂的研究与进展[1]
摘要：
水性环氧树脂是一种在涂料、油墨、油墨油墨辊涂、汽车涂料、油漆、印花印刷涂料、水性哑光涂料及热固性塑料等产品中广泛应用的重要通用
有机物质。
环氧树脂的有效改性和功能改善，决定着环氧树脂在现代行业
中的重要性。
本文重点介绍了水性环氧树脂的研究历史、基本概念、合成
方法和性能评价，以及有关水性环氧树脂的研究进展情况，总结了未来水
性环氧树脂的研究前景及应用方向。
关键词：水性环氧树脂；合成；功能改性；研究进展
1绪论
环氧树脂是一种现代化工产品，它可以用于多种行业。
它有优异的耐
热性、耐湿性、耐老化性和机械性能，是众多行业中重要的基础材料。
根
据不同性能需求，改性剂可以加入到环氧树脂中，以调节、改善树脂的性能，使环氧树脂具有更完善的性能[2]。
由于水性环氧树脂具有环保、耐
腐蚀、低毒性和可持续发展等特点，因此，近年来，水性环氧树脂这一新
型高性能树脂在涂料、油墨、印刷油墨辊涂、汽车涂料、油漆、印花印刷
涂料、水性哑光涂料及热固性塑料等行业得到广泛应用，成为涂料领域当
今最热门的研究课题。
环氧树脂的种类
环氧树脂的种类环氧树脂是一种非常常见的高分子材料，具有优异的物理和化学性质，被广泛应用于各个领域。
根据不同的制备方法和化学结构，环氧树脂可以分为多种不同类型。
本文将介绍环氧树脂的种类，包括传统型环氧树脂、水性环氧树脂、高性能环氧树脂和UV固化环氧树脂。
传统型环氧树脂传统型环氧树脂是指由环氧树脂单体和固化剂组成的双组分体系。
其制备方法通常采用环氧化合物和酸酐或酸酐衍生物的反应，生成环氧树脂单体。
固化剂一般是脂肪族胺、芳香族胺和酸酐等，通过与环氧树脂单体反应形成网络结构。
传统型环氧树脂具有优异的机械性能、热稳定性和耐化学腐蚀性，广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料等领域。
水性环氧树脂水性环氧树脂是一种新型的环氧树脂，其主要特点是含水性，可用水稀释和清洗。
其制备方法与传统型环氧树脂类似，但在反应中加入乳化剂或分散剂，使环氧树脂单体分散在水中，形成水性环氧树脂。
水性环氧树脂具有环保、低VOC、易于操作和清洗等优点，广泛应用于汽车、建筑、家具等领域。
高性能环氧树脂高性能环氧树脂是指在传统型环氧树脂基础上，通过改变单体结构、添加特殊功能单体或添加填料等方式，使环氧树脂具有更高的性能。
例如，添加碳纤维等填料可以提高强度和刚度；添加热稳定剂可以提高耐高温性能；添加阻燃剂可以提高耐火性能。
高性能环氧树脂具有广泛的应用前景，特别是在航空、航天、电子等高科技领域。
UV固化环氧树脂UV固化环氧树脂是指通过紫外线辐射将环氧树脂单体和光引发剂等混合物固化成为固体的一种环氧树脂。
UV固化环氧树脂具有固化速度快、无挥发性有机物、节能环保等优点，广泛应用于3D打印、印刷、涂料等领域。
总之，环氧树脂是一种非常重要的高分子材料，其种类繁多，各具特点。
随着科技的不断发展，环氧树脂的应用领域也将不断拓展。
水性环氧树脂
第1章绪论1.1概述环氧树脂是指在环氧化合物的分子结构中含有两个或两个以上的环氧基的一类高聚物的总称。
环氧树脂具有硬度高、耐磨性好、附着力高、和耐化学药品腐蚀性能优异等特点。
环氧树脂的应用范围很广泛，主要应用于合成涂料和胶粘剂，但由于涂料和胶粘剂在固化的过程中容易挥发出有毒的物质，因此十分不利于环保。
水性环氧树脂通常是指的是环氧树脂以微粒、液滴或胶体等形式分散于水中所形成的乳液或水分散体。
经过改性后的水性环氧树脂涂料和胶粘剂除了具有普通的环氧树脂的优点外，还具有环保的特性，水性环氧树脂通常以乳液的形式存在，因此，研究水性环氧树脂的乳化方法有很重要的意义。
凡是含有环氧基的化合物，统称为环氧化合物。
环氧树脂是指在环氧化合物的分子结构中含有两个或两个以上环氧基的一类高聚合物的总称。
由于环氧基的化学活性可用多种含有活泼氢的化合物使其开环、固化交联生成网状结构，因而将它归入热固性树脂范畴。
1.2研究水性环氧树脂乳液的意义环氧树脂的用途主要是在涂料、电绝缘材料、玻璃钢、粘胶剂以及土木建筑等方面，其中涂料占40％以上，主要应用在防腐用漆、船舶和汽车用漆等方面；在耐腐蚀玻璃钢方面，由于不饱和聚酯的发展，目前国外环氧树脂的用量比例已减少，但是国内由于不饱和聚酯的发展较晚并且技术不是很成熟，环氧树脂仍是耐腐蚀玻璃钢的主要树脂品种之一，广泛用于贮槽、管道、塔器、风机、烟囱以及建筑物的防腐蚀等方面。
环氧树脂具有硬度高、耐磨性好、附着力高、和耐化学药品腐蚀性能优异等特点，可广泛用做木器漆、工业地坪涂料、防副食涂料、胶粘剂和油墨等。
随着工业的发展和社会的进步，人们的环保意识不断增强，许多国家相继颁布了限制挥发性的有机溶剂（VOC）含量的法令。
因此，减少有机溶剂或不使用有机溶剂的涂料和胶粘剂的研究和开发得到了前所未有的重视。
粉末涂料和水性涂料和胶粘剂在工业中已有广泛的应用。
国外自从20世纪50年代就开始了环氧树脂的水性化的研究，其中将环氧树脂制成乳液是最常用的研究途径。
水性环氧树脂涂料的应用
汇报人：文小库 2023-12-17
目录
• 水性环氧树脂涂料概述 • 水性环氧树脂涂料的性能特点 • 水性环氧树脂涂料的应用领域 • 水性环氧树脂涂料的生产工艺
与技术要求
目录
• 水性环氧树脂涂料的施工方法 与注意事项
• 水性环氧树脂涂料的市场前景 与发展趋势
01
水性环氧树脂涂料概述
• 智能化和数字化趋势：随着科技的发展和应用，智能化和数字化将成为水性环 氧树脂涂料行业的重要发展趋势。企业将加强信息化和智能化建设，提高生产 效率和产品质量，满足市场需求。
THANKS
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竞争格局与发展趋势预测
• 竞争格局：水性环氧树脂涂料市场上存在众多品牌和产品，竞争激烈。主要竞 争者包括国内大型涂料企业和国外知名品牌。
• 技术创新：为了满足市场需求和提高产品竞争力，水性环氧树脂涂料企业不断 加大技术研发和创新投入，推动产品升级和换代。
• 绿色环保趋势：随着环保政策的加强和消费者对环保产品的需求增加，水性环 氧树脂涂料作为一种环保型涂料，未来将得到更广泛的应用。同时，企业也将 加强环保技术的研发和应用，推动涂料行业的绿色发展。
随着环保意识的增强和涂料行业的绿色发展，水 性环氧树脂涂料作为一种环保、高性能的涂料， 市场需求不断增长。
行业应用广泛
水性环氧树脂涂料具有优异的耐候性、耐腐蚀性 、耐磨性等特点，广泛应用于建筑、桥梁、船舶 、汽车、电子等领域。
市场需求多元化
不同领域对水性环氧树脂涂料的性能要求不同， 因此市场需求呈现多元化趋势，推动水性环氧树 脂涂料不断创新和发展。
02
水性环氧树脂涂料的性能特点
物理性能
01
02
03
水性环氧树脂分类、特点及制备方法
水性环氧树脂基础知识环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。
水性环氧树脂是指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配得的稳定分散体系。
什么是环氧树脂环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。
由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。
环氧树脂的分类环氧树脂根据分子结构类型可分为一下几类：1、缩水甘油醚类环氧树脂2、缩水甘油酯类环氧树脂3、缩水甘油胺类环氧树脂4、线型脂肪族类环氧树脂5、脂环族类环氧树脂其中，缩水甘油醚类环氧树脂是由含活泼氢的酚类或醇类与环氧氯丙烷缩聚而成的。
它是目前应用最广、用量最大的种类，其中二酚基丙烷型环氧树脂（简称双酚A型环氧树脂）应用最多。
其次是缩水甘油胺类环氧树脂。
环氧树脂的特点环氧树脂（以双酚A型为例）有很多优点：1、力学性能高环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密。
固化后的环氧体系具有优良的力学性能。
2、附着力强环氧树脂分子链中含有的极性羟基和醚键的存在，使其固化物对金属、陶瓷、玻璃、混凝士、木材等各种物质具有很高的粘附力。
环氧树脂固化时的收缩性低，产生的内应力小，这也有助于提高粘附强度。
3、耐化学品性优良在固化体系中的醚基、苯环和脂肪羟基不易受酸碱侵蚀。
在海水、石油、煤油、10%H2S O4、10%H C l、10%H A c、10%N H3、10%H3P O4和30%N a2C O3中可以用两年；而在50%H2S O4和10%H N O3常温浸泡半年；10%N a O H（100℃）浸泡一个月，性能保持不变。
4、固化收缩率低固化收缩率一般为1％～2％。
是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一。
5、工艺品性好环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物，所以可低压成型或接触压成型。
能与各种固化剂搭配，制品尺寸稳定、耐性良好和吸水率低。
6、电绝缘性优良环氧树脂的击穿电压可大于35k v/m m，是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。
水性环氧树脂生产工艺流程
水性环氧树脂生产工艺流程
一、原料准备
1. 加工原料:环氧树脂(环氧乙烯醚二聚物),链增长剂(环氧丙烯酸),柔化剂(2-)等。
2. 水溶性助剂:消泡剂、去膜剂、减毒剂、稳定剂等。
二、原料计量与搅拌
1. 按设计配方精确计量环氧树脂、链增长剂、柔化剂等主要原料放入反应槽中。
2. 加入水溶性助剂,开机搅拌均匀,得到均质的原液。
三、反应
1. 调节温度在30-50°范围内,开启动机进行反应12-24小时。
2. 在反应过程中定期取样检测酚类含量,判断反应是否完成。
四、产品处理和包装
1. 反应后产品通过精密过滤除去结垢和杂质。
2. 检测产品标液的酚类含量、值等物化指标是否符合标准。
3. 装填或小袋包装,出库发货。
五、质量控制
品质管理全过程严格控制,确保产品质量符合国家和客户标准。
水性环氧树脂
水性环氧树脂
水性环氧树脂是一种无机交联类树脂，它以水为基础，具有耐酸碱性、耐热性、耐冲
击性、抗老化性等显著优点。
水性环氧树脂可以提供良好的抗结垢性能，在大气湿度下与空气接触可形成薄膜，有
效抑制腐蚀。
它还可以抵抗各种损坏，比如酸雨、风蚀、雪蚀、冰冻、物理冲击等，有效
提高被覆物表面的耐久性能。
此外，水性环氧树脂还有助于改善环境，它被认为是一种较安全的涂料，几乎没有挥
发性有机化合物（VOCs），因此几乎没有污染空气和水的风险。
水性环氧树脂同样具有卓越的性能，可以提供极其良好的附着力。
它可以接触各种非
活性的物质，如各种金属、塑料和玻璃材料。
它的坚硬度也较高，能有效避免磨损和损伤，保护被覆物的表面，使其长期美观新鲜。
总的来说，水性环氧树脂可以改善室外建筑物的外观以及保护被覆物表面，提高原料
的耐用性、延长使用寿命。
新型水性环氧树脂乳液及其固化过程的研究
新型水性环氧树脂乳液及其固化过程的研究水性环氧树脂乳液是一种具有环保、低挥发性和可水稀释的环氧树脂产品，具有广泛应用前景。
在近年来，水性环氧树脂乳液的研究越来越受到关注。
本文将从乳液的制备条件、固化过程和应用方面进行综述。
一、水性环氧树脂乳液的制备条件水性环氧树脂乳液的制备条件包括合成方法、乳化体系和稳定剂的选择。
目前主要的合成方法有溶剂法、乳化剂法和乳化聚合法。
其中，乳化聚合法由于其简单、高效而逐渐成为主流方法。
对于乳化体系，常用的体系有非离子型、阴离子型和阳离子型，其选择取决于树脂的性质和应用要求。
对于稳定剂的选择，一般采用表面活性剂，如非离子型表面活性剂十六烷基苯磺酸钠、非离子型聚醚、施胺等。
此外，还可以通过添加防腐剂、降低粘度剂和增稠剂来调整水性环氧树脂乳液的性能。
二、水性环氧树脂乳液的固化过程水性环氧树脂乳液的固化过程主要包括水分蒸发和环氧基团与固化剂的反应。
在乳液中，水分蒸发使得树脂中形成了交联体系，从而固化乳液。
而环氧基团与固化剂的反应则是通过环氧基团的开环反应和固化剂的亲核反应来实现固化。
固化剂的选择决定了水性环氧树脂乳液的耐热性和耐化学性，常用的固化剂有胺类、酸类和异氰酸酯类。
三、水性环氧树脂乳液的应用水性环氧树脂乳液具有许多优良的性能，使其在各个领域得到了广泛应用。
例如，在涂料领域中，水性环氧树脂乳液可以作为环保涂料的替代品，用于涂装汽车、家具和建筑等。
此外，在胶粘剂领域中，水性环氧树脂乳液可以作为木工胶、纸张胶和胶粘剂的组分。
在复合材料领域中，水性环氧树脂乳液可以与纤维加固相结合，制备出高强度的复合材料。
另外，水性环氧树脂乳液的新型应用还有水性环氧树脂乳液胶凝固化剂、水性环氧树脂乳液抗氧化剂等。
总之，水性环氧树脂乳液作为一种环保、低挥发性和可水稀释的环氧树脂产品，具有广泛的应用前景。
研究乳液的制备条件、固化过程和应用对于提高水性环氧树脂乳液的性能和开发新型应用具有重要意义。
水性环氧工程施工方案
水性环氧工程施工方案一、背景介绍水性环氧是一种新型环保型涂料，主要由水性环氧树脂、环氧固化剂和填料组成。
它具有低VOC、低溶剂含量和无刺激味等优点，是一种新型的环保型建筑涂料。
在施工中，水性环氧具有干燥快、耐化学腐蚀、颜色丰富等优点，因此在建筑装饰、地坪工程等领域得到广泛应用。
为了更好地进行水性环氧工程施工，本方案将详细介绍水性环氧工程的施工过程、施工方法和施工要求。
二、施工准备1、材料准备：水性环氧涂料、底漆、环氧中涂、环氧面漆、固化剂、溶剂等。
2、设备准备：水砂光机、水平擦、辊涂机、刮涂机、喷涂机、镘刀、搅拌器、扫把、刷子等。
3、场地准备：确保施工场地干燥、整洁、无尘、无杂物，保证施工环境符合要求。
4、技术准备：施工人员必须经过专业培训，熟悉施工工艺和操作规程，具备一定的施工经验和技术能力。
三、施工流程1、基面处理：清除基面上的油污、灰尘、浮浆等杂物，修补裂缝、平整砂浆层，确保基面清洁、干燥、坚固。
2、底漆施工：将水性环氧底漆稀释后均匀地涂刷在基面上，形成均匀、密实的底漆涂层。
3、中涂施工：将水性环氧中涂涂料用滚筒或刮板均匀地涂抹在基面上，形成一层均匀、平整的中涂层。
4、面漆施工：将水性环氧面漆用喷涂或者辊涂机均匀地涂抹在基面上，形成一层光滑、美观的面漆涂层。
5、固化处理：立即将环氧固化剂均匀地涂抹在面漆上，利用空气中的水分将面漆和固化剂彻底溶解和反应，形成硬化膜。
6、涂料修饰：等硬化膜形成后，根据需要可使用水砂光机对面漆膜进行研磨、打磨、抛光等修饰处理，使其获得更好的表面光洁度和平整度。
四、施工方法1、刷涂法：可用刷子将水性环氧涂料均匀地刷涂在基面上，适用于施工面积较小、边缘、角落、凹凸处等部位。
2、辊涂法：可用辊涂机将水性环氧涂料均匀地滚涂在基面上，适用于施工面积较大、平整的水性环氧施工面。
3、喷涂法：可用喷涂机将水性环氧涂料喷涂在基面上，适用于要求施工速度和效率的水性环氧施工面。
4、刮涂法：可用刮板将水性环氧涂料均匀地刮涂在基面上，适用于要求施工表面平整度和光洁度的水性环氧施工面。
水性环氧地坪漆施工工艺全套
水性环氧地坪漆施工工艺全套水性环氧树脂地坪漆，是一种以水为介质，可溶于水的环保材料。
其施工时无需添加其它化学溶剂，完全无刺激性气味散发，也不会对环境和施工人员造成伤害。
水性环氧树脂地坪漆不仅保持了环氧优异的物理、化学性能，还具有安全、节能、涂膜透气、参与水泥水化等特性，因此水性环氧除了代替传统油性环氧的应用，还具有更广泛的用途。
水性环氧地坪漆系统，对大多数基材具有良好的附着力，在潮湿的基材表面同样有良好的粘结性,具有硬度高、耐磨性好、耐酸碱等性能。
装饰性强，涂膜光泽柔和、质感好、表面平整；透气性好，可在潮湿的环境中施工并固化，成功解决由于地下水汽渗透积压而引起涂膜鼓泡、脱离的问题；水性产品，气味小，无污染，不含甲苯、二甲苯等挥发性有机溶剂，满足当前环保的要求。
一.适用范围广泛适用于各种潮湿地面，各种厂房、仓库、一楼无防潮层的地面，各种地下停车场等潮气上匕较重的地面。
适用行业不限，如电子、电器、医药医疗、航空航天及食品饮料等行业。
二.地坪特性①耐磨、硬度好；②环保、防尘、防霉；③无接缝、便于清洁；④耐水、耐油污、耐酸碱等一般化学腐蚀；⑤固化性能受温度、湿度影响较小，对湿面有较好的粘接强度。
三、施工工具①基层面处理：无尘研磨机，小型打磨机、手磨机、刮刀、吸尘器、清;士丁目笺•②底涂层施工：搅拌机、滚筒、毛刷、拌料桶、磅秤等；③中涂层施工：搅拌机、拌料桶、馒刀、刮刀、磅秤、吸尘器，研磨机等；④面涂层施工：搅拌机、喷枪、滚筒、拌料桶、镶刀、刮刀、磅秤等；⑤以上施工机械设备以满足施工要求为准。
四.施工基面要求及环境条件1.施工基面要求①现地面平整度，2米水平靠尺范围内高低差不大于2~3mm（国家建筑行业标准）。
②混凝土找平层强度标号高于C25（含C25）标准，混凝土表面不应有粉化、起砂等现象。
③混凝土找平层不应出现空鼓、裂缝及表面积摊油污等现象，如有以上情况，施工前需特殊处理。
④新施工混凝土找平层表面应采用机械收光，机械收光时不应抛撒干水泥粉收光，养护期不得低于28天。
水性环氧施工流程
水性环氧树脂地坪漆施工流程通常包括以下步骤：1. 地面处理- 清理地面：彻底清除地面上的灰尘、油脂、旧涂层或其他附着物，确保表面干净无杂物。
- 补修缺陷：检查并修补地面有空鼓、裂缝、孔洞等缺陷，必要时使用环氧砂浆进行修补和找平。
- 打磨处理：使用打磨机对地面进行打磨，提高混凝土基面的粗糙度以增强与环氧涂料的粘结力。
- 酸洗或碱洗：根据实际情况，可能需要进行酸洗或者碱洗处理，去除表面的碱性盐分和油污。
2. 底涂施工- 混合底漆：按照产品说明将水性环氧底漆主剂与固化剂按比例混合均匀。
- 施工底漆：使用滚筒、镘刀或喷涂设备施涂底漆于处理过的地面上，确保均匀且无遗漏区域。
对于墙角、设备基础等难以用滚筒施工的地方可使用毛刷补充。
- 干燥固化：等待底漆完全干燥（一般需4至24小时），达到规定的实干时间后方可进行下一道工序。
3. 中涂施工- 混合中涂材料：如果是砂浆型中涂，则将水性环氧树脂、固化剂、石英砂及填料等按比例混合成砂浆状。
- 施工中涂砂浆：采用镘刀批刮一到两遍中涂砂浆，确保厚度均匀，并具有良好的耐磨性和抗冲击性能。
- 干燥打磨：待中涂砂浆干燥后（通常需数小时到一天以上），使用研磨机进行打磨平整，消除表面凸起颗粒和批刮痕迹。
4. 腻子层施工（视具体工程需求）- 如果有必要增加地面平整度，可以施工水性环氧腻子层，同样通过混合树脂、固化剂和填充料制成，并均匀批刮在已干透的中涂砂浆上，待其干燥后再行打磨。
5. 面涂施工- 混合面漆：将水性环氧树脂面漆主剂与固化剂按比例混合均匀，加入色浆调配所需颜色。
- 施工面漆：使用滚筒或镘刀将面漆均匀涂布于整个地面，保证光滑平整且色泽一致。
- 干燥固化：面漆施工完毕后，保持良好通风，让涂层自然干燥至规定的时间（通常为数小时到数天）。
6. 养护与验收- 完全固化前避免人员踩踏或放置重物，确保涂层充分固化并达到最佳物理性能。
- 干燥后进行全面的质量检查，确认无明显气泡、裂纹、色差等问题，满足设计要求和使用标准后交付使用。
水性环氧树脂涂料分类
水性环氧树脂涂料分类水性环氧树脂是指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配得的稳定分散体系。
室温固化的水性环氧树脂涂料体系一般分为下面4类。
1、Ⅰ型水性环氧树脂体系该体系由低分子量的液体环氧树脂（环氧当量在190左右）和水性环氧固化剂组成。
这类体系中的环氧树脂一般预先不乳化，而由水性环氧固化剂在使用前混合乳化，因而这类固化剂必须既是交联剂又是乳化剂。
水性环氧固化剂合成时是以多乙烯多胺为基础，通过在其分子中引入具有表面活性作用的分子链段，使其成为两亲性分子。
能够很好地分散或溶解在水中，从而对低分子量的液体环氧树脂具有良好的乳化作用。
Ⅰ型水性环氧树脂体系的优点是可配成零VOC（Volatile organic compound）和NHAP（Non2hazardous air pollutant）的涂料，涂膜硬度增长较快。
其缺点是采用的树脂是低分子量的液体环氧树脂，在水分蒸发后仍需要经过一定的反应时间才能达到表干；体系的粘度随搁置时间的延长而快速增加，表现为适用期短，约为2～4h；并且在适用期范围内体系流变性能也不稳定。
2、Ⅱ型水性环氧树脂体系Ⅱ型水性环氧树脂体系由高分子量的固体环氧树脂乳液和水性环氧固化剂组成。
环氧树脂是亲油性分子，其亲水亲油平衡值（HLB）小于3，要得到稳定的水性环氧树脂乳液，应在其分子中引入具有表面活性作用的亲水链段，如聚氧乙烯聚氧丙烯链段，同时在引入这种链段后，交联形成的网链分子量有所提高，交联密度下降，所以对涂膜有一定的增韧作用。
实际上使用的大多数高分子量固体环氧树脂乳液都是以低分子量的液体环氧树脂为原料，采用含聚氧乙烯聚氧丙烯链段的环氧丙基醚通过双酚A扩链和低分子量环氧树脂反应，将聚氧乙烯聚氧丙烯链段引入到环氧树脂分子链中，该产物用水和乙二醇醚类稀释就可得到稳定的水性环氧树脂乳液。
由于Ⅱ型水性环氧树脂体系中的环氧树脂已预先配成乳液，不需要水性环氧固化剂再对环氧树脂进行乳化，而只需具有交联剂的功能。
水性环氧树脂的合成及其性能
水性环氧树脂的合
02
成方法
原材料选择
环氧树脂
应选择低粘度、高纯度、低含水量的环氧树 脂，以保证合成反应顺利进行。
引发剂
选择适当的引发剂，以控制聚合反应速率， 提高分子量分布均匀性。
乳化剂
需选用适宜的乳化剂类型和用量，以实现环 氧树脂在水中的良好分散和稳定性。
溶剂
采用水作为溶剂，环保且易于获取，同时需 要控制水的纯度和用量。
பைடு நூலகம்
环保与可持续性
低VOC排放
水性环氧树脂以水为溶剂，减少 了有机溶剂的使用，从而降低了 挥发性有机物（VOC）的排放，
有利于环境保护。
资源节约
水性环氧树脂的合成过程中，水 的循环使用可以减少资源的消耗
，提高资源的利用效率。
可持续发展
随着环保意识的提高和环保法规 的日益严格，水性环氧树脂作为 一种环保型材料，符合可持续发 展的趋势，具有广阔的市场前景
固化机理
水性环氧树脂的固化机理主要是通过与胺类、酸酐类等固化剂反应，形成三维网 络结构。
力学性能
硬度与耐磨性
水性环氧树脂具有较高的硬度和良好的耐磨性，可用于制造要求 较高的地面、墙面等涂层。
抗冲击性
水性环氧树脂涂层具有良好的抗冲击性能，在受到外力冲击时不易 开裂、剥落。
拉伸强度与弯曲强度
水性环氧树脂具有较高的拉伸强度和弯曲强度，适用于对力学性能 要求较高的结构件和零部件。
关键合成技术与控制参数
乳化技术
采用高速搅拌、超声波等乳化技术， 确保环氧树脂在水中充分分散，形成 稳定乳液。
温度控制
严格控制聚合反应温度，防止温度过 高导致副反应发生，影响产品性能。
搅拌速度
适当控制搅拌速度，有利于反应体系 中各组分的充分混合，提高反应均匀 性。
水性环氧树脂制备与性能研究
水性环氧树脂制备与性能研究水性环氧树脂的制备主要有两种方法：溶剂法和乳液法。
溶剂法是将环氧树脂与溶剂相互溶解，然后加入乳化剂与水乳化，形成水性环氧树脂。
这种方法的优点是制备简单，缺点是需要大量溶剂，不符合环境保护要求。
乳液法则是将环氧树脂与乳化剂、助剂等在无溶剂体系中乳化，然后与水相混合得到水性环氧树脂，该方法不需要溶剂，符合环境保护要求，但乳液稳定性较差，需要添加稳定剂。
乳液稳定性是水性环氧树脂的重要性能之一、乳液稳定性好，能够提高涂料的乳液粘度稳定性，降低涂料粘度。
研究表明，在制备水性环氧树脂时，选择合适的乳化剂和稳定剂，并进行适当的调整，能够显著提高乳液的稳定性。
固化性能是指水性环氧树脂在固化过程中的特性。
环氧树脂固化主要通过和固化剂反应来实现，固化剂的选择和用量对固化性能有重要影响。
研究表明，采用多酚固化剂和环氧固化剂的复合固化体系，能够提高水性环氧树脂的固化性能。
表面性能是指水性环氧树脂涂膜的耐磨性、耐腐蚀性、粘结性等性能。
研究表明，通过添加改性剂或添加适量的填料，能够提高水性环氧树脂涂膜的表面性能。
例如，添加硅酮改性剂可以提高涂膜的耐磨性和耐腐蚀性；添加适量的纳米填料可以提高涂膜的硬度和抗划伤性能。
涂膜性能是指水性环氧树脂涂膜的外观质量、光泽度、附着力和耐候性等性能。
涂膜性能的研究主要通过评价涂膜的抗刮强度、黏结强度、耐蚀性、耐候性等指标来评估。
研究表明，在制备水性环氧树脂时，采用合适的乳化剂和固化剂，并进行适当的调整，能够提高涂膜的附着力和耐候性。
总之，水性环氧树脂的制备和性能研究对于推动环境友好型涂料的发展具有重要意义。
未来的研究可以继续深入探索水性环氧树脂的制备方法，优化配方和改性剂的选择，进一步提高水性环氧树脂的性能，满足不同领域的应用需求。
水性环氧树脂概述
环氧树脂涂料附着力高，耐化学品和溶剂性优异，硬度高、耐磨性好，在工业上已获得了广泛的应用。
传统的环氧树脂涂料通常为溶剂型，随着人们对环境保护的要求日益迫切和严格，开发水性环氧体系——即不含VOC(挥发性有机化合物，Volatile Organic Compound)或不含HAP(有害空气污染物，Hazardous Air PO llutants)的体系，日益成为新的研究方向。
专家介绍，水性环氧涂料具有无空气污染、安全无毒、施工工具易于清洗等优点，可替代目前广泛使用的溶剂型涂料，具有很大的经济效益和社会效益根据制备方法的不同，水性环氧树脂可分为外乳化型和内(自)乳化型2大类，其中外乳化法水性环氧体系由于存在较多的乳化剂，其耐水性和耐溶剂等性能比溶剂型的差，而且适用期短且制得粒子粒径较大，现在多不采用。
中国环氧树脂行业协会(www.e PO )专家介绍说，自乳化型水性环氧树脂(化学法)通过化学改性，可以将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上，使环氧树脂获得自乳化的性质，这是自乳化型水性环氧树脂制备的基本原理；根据所引入的亲水性基团的性质不同，自乳化环氧树脂分为阴离子型、阳离子型和非离子型等几类。
其中阴离子型通过适当的方法，在环氧聚合物分子链上引入羧酸、磺酸等功能性基团、中和成盐，使环氧树脂具备水分散的性质，常用的方法有功能性单体扩链法和自由基接技改性法。
含胺基的化合物与环氧反应生成含叔胺或季胺碱的环氧，用酸中和后得到阳离子型的水性环氧树脂；通过含亲水性的氧化乙烯链段的聚乙二醇或其嵌段共聚物上的羟基或含聚氧化乙烯链上的胺基，与环氧基团反应可以将聚氧化乙烯链段引入到环氧分子链上，得到含非离子亲水成分的水性环氧树脂。
该反应通常在催化剂存在下进行，常用的催化剂有三氟化硼络合物、三苯基膦、强无机酸。
水性环氧树脂还可按体系中环氧树脂的分子质量分类——基于体系中环氧树脂的分子质量高低不同，水性环氧体系又可分为2类：Ⅰ类体系基于液体或半固体环氧树脂，如国产E-51(618)、Shell E PO n828等，型的环氧当量(EEW)范围在175～240，其固化剂是在环氧树脂(A组分)和固化剂(B组分)一旦混合时乳化树脂用的，优点是在大多数情况下，无须添加助溶剂就可形成良好的乳液，因此I类体系通常不含任何VOC，A、B组分的混和更为均匀，涂层聚结性很好，涂料产品具有高光泽度，硬度良好，对各种基材包括木材、混凝土都具有很好的粘接性。
环氧树脂水性化方法
环氧树脂水性化方法水性环氧树脂通常是指环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散于水相中所形成的乳液、水分散体或水溶液，三者之间的区别在于环氧树脂分散相的粒径不同。
根据制备方法的不同，环氧树脂水性化有以下四种方法：机械法、化学改性法、相反转法和固化剂乳化法等。
1）机械法机械法即直接乳化法，可用球磨机、胶体磨、均氏器等将固体环氧树脂预先磨成微米级的环氧树脂粉末，然后加入乳化剂水溶液，再通过机械搅拌将粒子分散于水中; 或将环氧树脂和乳化剂混合，加热到适当的温度，在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液。
用机械法制备水性环氧树脂乳液的优点是工艺简单，所需乳化剂用量较少，但乳液中环氧树脂分散相微粒尺寸较大，粒子形状不规则且尺寸分布较宽，所配得的乳液稳定性差，粒子之间容易相互碰撞而发生凝结现象，并且该乳液的成膜性能也欠佳。
当然提高搅拌分散时的温度可以促进乳化剂分子在环氧树脂微粒表面更为有效地吸附，使得环氧树脂微粒能较为稳定地分散在水相中。
2）化学改性法化学改性法又称自乳化法，即将一些亲水性的基团引入到环氧树脂分子链上，或嵌段或接枝，使环氧树脂获得自乳化的性质，当这种改性聚合物加水进行乳化时，疏水性高聚物分子链就会聚集成微粒，离子基团或极性基团分布在这些微粒的表面，由于带有同种电荷而相互排斥，只要满足一定的动力学条件，就可形成稳定的水性环氧树脂乳液，这是化学改性法制备水性环氧树脂的基本原理。
根据引入的具有表面活性作用的亲水基团性质的不同，化学改性法制备的水性环氧树脂乳液可分为阴离子型、阳离子型和非离子型三种。
a、阴离子型通过适当的方法在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸等功能性基团，中和成盐后的环氧树脂就具备了水可分散的性质。
常用的改性方法有功能性单体扩链法和自由基接枝改性法。
功能性单体扩链法是利用环氧基与一些低分子扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反应，在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸基团，中和成盐后就可分散在水相中。
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水性环氧树脂的制备姓名默蓬勃学号 050821102摘要：本文对环氧树脂进行了简介，对水性环氧树脂的制备方法做了系统的总结，其中包括物理方法和化学方法，并介绍了水性环氧树脂的的改性的制备方法及应用。
关键词：水性环氧树脂；制备；改性；应用1引言作为三大通用型热固性树脂[环氧树脂（EP）、酚醛树脂（PF）和不饱和聚酯树脂]之一，EP 自1947 年问世以来，一直在人们生活的各个领域中扮演着重要角色。
由于EP 中含有独特的环氧基，以及羟基、醚键等活性基团和极性基团，因而具备很多优异的性能。
与其他热固性树脂相比，EP 的力学性能优异，作为胶粘剂使用时有着较高的粘接强度。
此外，EP固化剂的种类繁多，再加上众多的促进剂、改性剂和添加剂等，通过各种组合和调配可以获得几乎能满足所有使用性能和工艺性能要求的固化产物，这是其他热固性树脂所无法比拟的[1]。
环氧树脂是指分子结构中含有环氧基团的聚合物，用途广泛，具有很多优异的性能，受到广泛关注。
传统溶剂型的环氧树脂，在使用过程中释放大量的有机污染物（VOC），对环境造成污染。
近年来，随着人们生活水平的提高，环保意识的增强，不含有机溶剂（VOCfree）或低VOC、或不含HAP（有害空气污染物，Hazardous Air Pollutants）的系统成为新的方向。
所谓水性EP 是指通过物理或者是化学的方法使EP 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配得的稳定分散体系。
与传统的EP相比，水性EP 不仅满足当前环境保护的要求，而且操作性能较好，尤其是它可以与其他水性体系配合使用，因而可以达到相互弥补，充分发挥各自性能的目的。
水性EP 的突出优势还表现在该混合体系可在室温和潮湿的环境中固化，有合理的固化时间，并有较高的交联密度，这是常见的水性丙烯酸和水性聚氨酯涂料所无法比拟的[2]。
2水性环氧树脂的制备EP 尽管含有一定数量的极性基团，但是由于其较长的非极性分子主链的存在使得它本身并不能溶解在水中。
要制备稳定的水性EP 体系，必须在其分子链中引入强的亲水基团（如羟基、羧基等）或者是在水性体系中加入一些同时亲水和亲油的组分（乳化剂）[3]。
水性EP（准确地讲，应该是分散在水中的EP胶液），可分为水乳型EP 胶液（EP水乳液）和水溶性EP 胶液（EP 水溶液）两类。
其制备方法有两种：乳化剂乳化法和自乳化法。
2.1乳化法2.1.1乳化剂乳化法乳化剂是表面活性剂的一种，在结构上同时含有亲水以及亲油组分。
它的HLB 值是影响其乳化性能及其乳化效果的决定性因素。
因此，想要得到稳定的乳液，必须选择具有合适HLB 值的乳化剂。
对于EP 而言，可选择的乳化剂有很多种，常见的主要有：聚氧乙稀烷基酚缩合物类，如聚氧乙稀烷基酚醚；聚氧乙烯脂肪醇缩合物类，如脂肪醇环氧乙烷缩合物；聚氧乙烯蓖麻油缩合物，如蓖麻油环氧乙烷缩合物等。
当EP 和水混合在一起时，由于极性的巨大差异，两者会自发地分成两相。
在加入乳化剂之后，其上的亲水基团溶于水，憎水基团溶于树脂，经强烈的搅拌剪切作用，EP 会以微粒的形式存在于水相之中，从而形成稳定的EP 乳液[4]。
2.1.2 自乳化法自乳化法也称为化学改性法，它指的是在EP的大分子主链上通过化学反应的手段（嵌段或者是接枝反应）引入各种强的亲水基团，使其成为既亲水又亲油的两亲性的聚合物，从而具有水溶性或者是自乳化功能。
常见的亲水改性剂是含有羟基、羧基、氨基、磺酸基和酰胺基化合物。
水性化改性的方法主要有两大类：一类是把EP 改性为含富酸基团的树脂（环氧酯），再用碱中和成盐，使之水性化；另一类是把EP 改性为含富碱基团的树脂（环氧酯），再用酸中和成盐，使之水性化。
所以又称为成盐法[5]。
自乳化法得到的EP 的粒径为纳米级，因而具有更好的应用价值。
改性后的EP 可以与水形成水溶液，也可以作为乳化剂组分与未改性的EP 制成水乳液。
水性化改性的EP 中可以保留也可以不保留环氧基，其固化可以依靠环氧基与固化剂交联固化，也可以靠引进的羟基、双键和羧基等官能团与相应的引发剂或固化剂交联固化，还可以不加交联剂自行成膜。
2.2 机械法[6]机械法是直接乳化法。
用球磨机、胶体磨、均氏器等将环氧树脂预先磨成微米级的环氧树脂粉末，然后在加热的情况下加入乳化剂的水溶液，再通过高速搅拌等分散手段将树脂粒子分散在水中形成水分散体。
很好理解这种方法制备水性环氧树脂关键是选择合适的乳化剂，常用的乳化剂有聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酯或自制的活性乳化剂。
此法工艺简单，乳化剂用量也较少。
但是所形成乳液中粒子尺寸较大，粒子形状不规则而且尺寸分布较宽，可以达到50μm。
所制得的乳液稳定性不好，其成膜性能亦不好。
2.3 相反转法[7]相反转法，即通过相反转将聚合物从油包水状态变成水包油状态，是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法，几乎可以将所有高分子树脂通过外加乳化剂的作用制得相应的乳液。
相反转制备水性环氧乳液的具体过程是，在高速剪切作用下将外加的乳化剂和环氧树脂混合均匀，然后在一定的剪切条件下加入蒸馏水，随着体系中水的增加，体系将由油包水转向水包油，当体系粘度突然降低或电导率不再增大时为相反转点，按照固含量要求继续在搅拌情况下加入蒸馏水，从而形成均匀稳定的水可稀释体系。
相反转法的优点是工艺简单，成本低，易于实现工业化生产。
制备的乳液粒子粒径较低，可以达到1~2μm，甚至更小，达到300nm。
目前相关报道较多，这种方法的关键仍是乳化剂的选择，目前趋向于用改性的环氧树脂为乳化剂。
这种改性的环氧树脂一端引入了亲水基团如羟基、胺基、羧基，另一端又保留了环氧基等环氧树脂的特点，因而是一种乳化剂并且和环氧树脂相容性很好。
然后将制备的乳化剂和环氧树脂混合，用相反转方法制备水性环氧树脂。
这种方法的好处是可用不同分子量的环氧树脂和不同分子量（或不同的亲水基团）的亲水有机物来制备一系列乳化剂，这就涉及到选择和优化的问题，往往通过实验研究能够制备性能好的水性环氧树脂。
3 环氧树脂水性化化学改性方法常用的化学改性方法有自由基接枝改性法和功能性单体扩链法, 即通过适当的方法在环氧树脂分子中引入羧酸、磺酸等功能性基团, 再中和成盐。
3.1自由基接枝改性法自由基接枝改性法是利用双酚A环氧树脂分子链中的亚甲基活性较大, 在过氧化物作用下易于形成自由基, 能与乙烯基单体共聚, 可将丙烯酸、马来酸酐等单体接枝到环氧树脂分子链中, 再中和成盐。
黄先威, 等[ 8]以BPO为引发剂, 引发由E- 44环氧树脂、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯和苯乙烯组成的反应体系, 合成了环氧- 丙烯酸多元接枝共聚物, 并向其中加入w ( NH3 ) = 28%的氨水, 调节pH 值为7~ 9, 得到水性环氧- 丙烯酸乳液, 进一步制得水性环氧涂料。
并对该涂料的各项性能进行测定, 实验结果表明, 苯乙烯单体的引入, 可增大涂层的附着力, 提高涂层的耐冲击性, 且该涂料附着力、耐冲击性、耐腐蚀性等各项性能良好。
孙再武等[9]以甲基丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸乙酯(比例为65: 34: 1)为混合单体与较高相对分子质量的环氧树脂接枝共聚制备了环氧接枝丙烯酸水分散体树脂, 并以此为基料与水性环氧固化剂复配制备了高性能水性环氧自流平地坪涂料。
该涂料提高了单一环氧树脂的耐候性、耐久性, 所制漆膜具有良好的丰满度、硬度(可达3H )和耐酸碱性能, 解决了地坪涂料在潮湿基面施工难的问题和漆膜硬度过低的缺陷。
Robinson和Woo, 等将丙烯酸酯单体接枝到环氧树脂的分子骨架上, 制得不易水解的水性环氧树脂。
应用自由基聚合机理, 接枝位置为环氧分子链上的脂肪碳原子, 接枝率低于100%, 最终产物为未接枝的环氧树脂、接枝的环氧树脂和聚丙烯酸酯的混合物, 这三种聚合物分子在溶剂中舒展成线型状态, 加人水后, 由于未接枝共聚物和水的不混容性, 在水中形成胶束, 接枝共聚物的环氧链段和与其相混容的未接枝环氧树脂处于胶束内部, 接枝共聚物的丙烯酸酯共聚物羧酸盐链段处于胶束表层, 并吸附了与其相混容的丙烯酸酯共聚物的羧酸盐包覆于胶束表面, 颗粒表面带有电荷, 形成了极稳定的水分散体系。
朱国民, 等先用磷酸将环氧树脂酸化得到环氧磷酸酯,再用环氧磷酸酯与丙烯酸接枝共聚, 制得比丙烯酸与环氧树脂直接接枝的产物稳定性更好的水分散体; 并且发现: 水性体系稳定性随制备环氧磷酸酯时磷酸的用量、丙烯酸单体用量和环氧树脂相对分子质量的增大而提高, 其中丙烯酸单体用量是影响其水分散稳定性的最重要因素。
韩峰, 等利用化学接枝法将环氧树脂接枝于丙烯酸及其酯的共聚物上, 形成具有一定交联度、能分散于水中的自乳化树脂, 其涂膜具有优良的耐碱性与耐盐雾性。
周建平, 等以双酚A 型环氧树脂与丙烯酸反应合成了具有羟基侧基的环氧丙烯酸酯, 再用甲苯二异氰酸酯与丙烯酸羟乙酯的半加成物对上述环氧丙烯酸酯进行接枝改性, 再用酸酐引人羧基, 经胺中和后可得较为稳定的自乳化光敏树脂水分散休系。
美国瓦尔斯巴(Valspar)有限公司将环氧树脂与水分散性丙烯酸类树脂进行自由基反应, 制得一种能有效防止铁和非金属底材腐蚀、具有低VOC 的水性涂料组合物。
3.2功能性单体扩链法主要是一些亲核基团或链段进攻环氧环将一些亲水基团或链段引入到树脂中。
主要有以下四类[6]：（1）利用环氧基与带有伯胺或仲胺基的低分子扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸、胺基苯磺酸、醇胺类等化合物反应而在环氧树脂中引入羧基、羟基等亲水基团，然后以产物中的叔胺或改性剂中的其他基团为亲水基中和成盐，从而实现环氧树脂的水性化。
（2）利用环氧基与羧基化合物、酸酐或无机酸反应，得到亲水性好的改性环氧树脂，然后进行酯基水解和中和而引入亲水基团的。
此酯化反应是以氢离子先极化环氧基，再以酸根离子进攻极化的环氧基，然后中和成盐而制备水性环氧树脂。
（3）用环氧树脂与不饱和脂肪酸酯化制成环氧酯，再与乙烯型不饱和二元羧酸（或酐）与所制成的环氧酯上的脂肪酸上的双键加成以引进羧基，最后经胺（碱）中和成盐而制成水溶性环氧聚合物。
陈永等先用环氧树脂E－44 与油酸进行酯化反应，再与马来酸酐加成合成了一种阴离子型水性环氧树脂。
（4）对于分子质量较大的环氧树脂中的仲羟基，具有一定的活性，可通过其反应引入亲水基团或链段。
对于利用仲羟基进行酯化反应，对环氧树脂的分子量的选择很重要。
分子量太小，由于空间位阻效应，仲羟基不活波不能进行酯化反应；分子量太大，仲羟基含量很大，则反应时可能会很快而不易控制。
3.3自由基接枝法接枝反应是利用环氧树脂中次甲基上的氢，在引发剂的作用下通过自由基聚合机理将亲水性单体接枝到环氧树脂链上，用氨水或有机碱中和羧基成盐制备水可分散环氧树脂。
4环氧乳液的应用环氧乳液已用作玻璃纤维及其制品的浸润剂, 建筑涂料, 混凝土胶粘剂, 环氧树脂沙浆, 混凝土和胶泥, 罐头和易拉罐内壁涂料, 金属、钢结构防腐涂料, 地坪涂料等[10]。