水性环氧树脂的研究进展
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稳定性 ， Ｈ稳 定性 ， ⑤ｐ ⑥稀释稳 定性
２２ 粒径 尺 寸大 小及 其分 布 ．
直 径有关 ， 即消光值 是乳 胶粒 直径 的 函数 。在 紫外 光 度计 上测 得消光值 以后 ， 即可计算 出乳胶 粒的平均直径 。
． 乳液分散相粒径及其分 布是 聚合 物乳 液 的重要 技术 指标 。 ２ ３ 黏 度 目前 ， 黏度测 量方法主要有 ： 它与乳 液的性 能及 聚合 物乳 液 的推 广 应用 密切 相 关 。一 般 来
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抽｝ 生 环氧树脂的研 究进展／ 孟祥玲等
既可放在 固化剂部分 ， 又可放在环 氧乳 液部分 ， 比外加乳化剂 这 型环氧树脂乳液 的制漆 性能好 。
・３ ５・ ８
相 比尤显 优势 ， 具 有低 Ｖ ｃ和低 成 本 等优 点 。树 脂 和 固化 且 Ｏ
固化 剂乳化 法 ｎ Ａ ｕｏ ｉ等［ ．Ｄ ｂｗｋ 从改变树脂和固
化剂 的粒度分 布出发 ， 明 了一 种新 的零 Ｖ Ｃ的双组 分环 氧 发 Ｏ
树脂分散体 该体系呈现出 Ｉ 型和 Ｉ型水性环氧体系的优点， Ｉ 尤其是在 固化 和干燥过 程 中， 的耐雨 能力 与普通 水分散 体系 它
而 小粒 子则流出 的慢 。此法 在国外 已经应 用到乳液 聚合研究 和
生 产中。
（） ４ 光散射法 当一束光照 到乳 液上以后 。 由于乳液 中有乳
尤其是 环氧树脂乳 液在制 备水性 涂料 时影 响着涂 膜 的附着 力 、 胶 粒存 在 ， 就会发生 散射 。散射光 在 与 主光束 成一 定 角度上 的 方 向上会 出现散射光强 的最 大值或最 小值 。出现第 一个散 射光 流平性 等 。而每一项性 能又有其具体 的测 试方法 。
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差
相反转法［ ９ ］分层 ～
一般为 １ 乳 液的稳定性好， ～２ｍ 埘， 乳 好 而反应型乳化剂， 可降低成膜后涂层对水的敏感性， 还可提高涂膜的耐 水性 ］ 前很多研究 ” 。目 都集中 在反应型乳化剂的开发上。 化剂用量小。
。
通过 对环氧树脂分子进行改 ， 性 将离子基团或极性基团引人到环氧 树脂分子的 不用外加乳化剂即能 自 行分散于水中形 自 乳化法 非极性链上， 使它成为亲水亲油的两亲性聚合物， 从而具有表面活性剂的作 成乳液， 制成乳液的分散相粒子尺寸小， 好 用 。 其改性途径主要有： 酯化反应型 。 醚化反应型ｃ 以及接枝反应 可达几十到几百纳米， ～ 、 ２ ３ 乳液的稳定性好，
讲， 分散相粒径越 小 ， 布越均 匀 ， 分 乳液 稳定 性则 越好 。最 常 用
的乳 胶粒直径 的测定方法有 ５ ： 种 （） １电子显微镜法 （） １ 同轴 双圆筒旋转黏度计 法 。量程 １ 一 ～１ 。 ａ・Ｓ测量 Ｏ ＯＰ ， 误 差不大于满 刻 度 的 ４ ， 内外 直 径 比＜ １ １ 测 试 温 度 ２ ± Ａ ０ ．， Ｏ
剂的溶解度参数对涂料的成膜影响较大， 为使树脂和固化剂的
溶解度参 数相匹配 ， 提高环氧涂料 的性 能 ， 要求固化剂具有适 当 的疏水性 ， 并与树脂有很好 的相溶性 ， 为达 到这样的 目的已开展 了相关 的研究［ ３ 。随着 目前 国内外 对水性 环 氧树 脂 固化剂研 究 的越加 深入 ， 一方 法将有很大 的应用前景 这
型 ～ 。 物化眭能较好。 灵活运用分子设计 使得环氧树脂更 。 ，
固 化剂乳化法 固化剂 在具有固化环氧树脂的同时， 兼具有乳化功能。可分为 Ｉ 型和Ｉ型。 好地乳化， 提高了固化剂和环氧树脂 好 Ｉ 同时
的相容性。
２ 乳液性能的表征
乳 液的性 能对其以后 的加工 和应用 推 广有着 重 要的影 响 ，
．℃ 电镜 是一 种专业性很强 的仪 器 ， 片难 Ｏ ２ 。 制 （） ２ 旋转 式黏度计法 。可根 据试 样 黏度 大 小选用 不 同范 围 度很 大 ， 测定时要经过 一个 涂层 、 吸收 、 固定 、 切片 、 色 、 染 洗涤 、
干燥 等很复杂的处理程序 。对 于较软 的聚 合物 颗粒 ， 由于在 制
表 １ 环 氧树脂 乳化技术 方法 特 点 优 点 成膜性
直接法
通过机 械搅拌 将粒子分 散于水中， 方法只适用具有高分子 此 量的固体树脂。 工艺简单， 乳化剂用量少。 指多 组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程， 不同类型的乳化剂对 树脂的 物理性能 影响 很大。 普通乳化剂乳化效果均不够 理性， 容易和环氧树 制得的乳液粒径小， 脂 其分散相的平均粒径
的测定容器和配套转子及转速， 精确度应高于（） １法。
（） 式黏度计法 。杯 式 黏度计 叉 称涂一 杯 和涂一 杯 黏度 ３杯 １ ４ 片过程中容易发生粒子变形很难 得到可靠 的测定结果 。 计， 是一类 构造简单 的黏度计 。其原 理 是从杯 内通过 规定 尺 寸 （） ２ 离心法 离心法 是一 种方 便 、 快速 的方 法 ， 无需 贵重设 备， 且试样不需要复 杂的处 理 。本 法不仅 可 以测定 乳胶粒 平 均 的底孔流 出等体积 的恒温 液体 的时 间长 短来 判断 黏度 的 大小 ， 时间短则黏 度小 。 目前该 法在工业上应 用较多 。 直径 ， 以测定粒度分 布 ， 定的数据有一定 的精确度 。离 时间长粘度大 ， 还可 所测 ． 心法测定乳胶粒直径的理论 基础是 Ｓｏ ｅ ｔｋｓ定律 ， 乳胶 粒的直 径 ２ ４ 乳液 固含 量 的测定 分别将干燥前 后的 乳液 试样 称 重 即可计 算 乳 液 的 固体含 是沉降速度的函数， 通过测定乳胶粒沉降一定距离所需时间， 即 可测定 出试样 中不 同级别乳 胶粒 的直径 。 量。
２ １ 稳定 性 ．
强 最小值时的散射角是乳胶 粒直径 的函数 ， 测定 出这 个散射 角 ，
乳液 的稳 定性是乳液非 常重 要 的一项 技术指 标 ， 测试 内容 就 可以计算 出乳胶粒 的平 均直径 。 （） ５消光法 根 据光散射原理 ， 光减弱 的程 度与乳 胶粒 透射 主要有 ： ①钙离子稳定性 ， ②机械稳定性 ， ③冻融稳 定性 ， ④高 温
２２ 粒径 尺 寸大 小及 其分 布 ．
直 径有关 ， 即消光值 是乳 胶粒 直径 的 函数 。在 紫外 光 度计 上测 得消光值 以后 ， 即可计算 出乳胶 粒的平均直径 。
． 乳液分散相粒径及其分 布是 聚合 物乳 液 的重要 技术 指标 。 ２ ３ 黏 度 目前 ， 黏度测 量方法主要有 ： 它与乳 液的性 能及 聚合 物乳 液 的推 广 应用 密切 相 关 。一 般 来
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抽｝ 生 环氧树脂的研 究进展／ 孟祥玲等
既可放在 固化剂部分 ， 又可放在环 氧乳 液部分 ， 比外加乳化剂 这 型环氧树脂乳液 的制漆 性能好 。
・３ ５・ ８
相 比尤显 优势 ， 具 有低 Ｖ ｃ和低 成 本 等优 点 。树 脂 和 固化 且 Ｏ
固化 剂乳化 法 ｎ Ａ ｕｏ ｉ等［ ．Ｄ ｂｗｋ 从改变树脂和固
化剂 的粒度分 布出发 ， 明 了一 种新 的零 Ｖ Ｃ的双组 分环 氧 发 Ｏ
树脂分散体 该体系呈现出 Ｉ 型和 Ｉ型水性环氧体系的优点， Ｉ 尤其是在 固化 和干燥过 程 中， 的耐雨 能力 与普通 水分散 体系 它
而 小粒 子则流出 的慢 。此法 在国外 已经应 用到乳液 聚合研究 和
生 产中。
（） ４ 光散射法 当一束光照 到乳 液上以后 。 由于乳液 中有乳
尤其是 环氧树脂乳 液在制 备水性 涂料 时影 响着涂 膜 的附着 力 、 胶 粒存 在 ， 就会发生 散射 。散射光 在 与 主光束 成一 定 角度上 的 方 向上会 出现散射光强 的最 大值或最 小值 。出现第 一个散 射光 流平性 等 。而每一项性 能又有其具体 的测 试方法 。
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差
相反转法［ ９ ］分层 ～
一般为 １ 乳 液的稳定性好， ～２ｍ 埘， 乳 好 而反应型乳化剂， 可降低成膜后涂层对水的敏感性， 还可提高涂膜的耐 水性 ］ 前很多研究 ” 。目 都集中 在反应型乳化剂的开发上。 化剂用量小。
。
通过 对环氧树脂分子进行改 ， 性 将离子基团或极性基团引人到环氧 树脂分子的 不用外加乳化剂即能 自 行分散于水中形 自 乳化法 非极性链上， 使它成为亲水亲油的两亲性聚合物， 从而具有表面活性剂的作 成乳液， 制成乳液的分散相粒子尺寸小， 好 用 。 其改性途径主要有： 酯化反应型 。 醚化反应型ｃ 以及接枝反应 可达几十到几百纳米， ～ 、 ２ ３ 乳液的稳定性好，
讲， 分散相粒径越 小 ， 布越均 匀 ， 分 乳液 稳定 性则 越好 。最 常 用
的乳 胶粒直径 的测定方法有 ５ ： 种 （） １电子显微镜法 （） １ 同轴 双圆筒旋转黏度计 法 。量程 １ 一 ～１ 。 ａ・Ｓ测量 Ｏ ＯＰ ， 误 差不大于满 刻 度 的 ４ ， 内外 直 径 比＜ １ １ 测 试 温 度 ２ ± Ａ ０ ．， Ｏ
剂的溶解度参数对涂料的成膜影响较大， 为使树脂和固化剂的
溶解度参 数相匹配 ， 提高环氧涂料 的性 能 ， 要求固化剂具有适 当 的疏水性 ， 并与树脂有很好 的相溶性 ， 为达 到这样的 目的已开展 了相关 的研究［ ３ 。随着 目前 国内外 对水性 环 氧树 脂 固化剂研 究 的越加 深入 ， 一方 法将有很大 的应用前景 这
型 ～ 。 物化眭能较好。 灵活运用分子设计 使得环氧树脂更 。 ，
固 化剂乳化法 固化剂 在具有固化环氧树脂的同时， 兼具有乳化功能。可分为 Ｉ 型和Ｉ型。 好地乳化， 提高了固化剂和环氧树脂 好 Ｉ 同时
的相容性。
２ 乳液性能的表征
乳 液的性 能对其以后 的加工 和应用 推 广有着 重 要的影 响 ，
．℃ 电镜 是一 种专业性很强 的仪 器 ， 片难 Ｏ ２ 。 制 （） ２ 旋转 式黏度计法 。可根 据试 样 黏度 大 小选用 不 同范 围 度很 大 ， 测定时要经过 一个 涂层 、 吸收 、 固定 、 切片 、 色 、 染 洗涤 、
干燥 等很复杂的处理程序 。对 于较软 的聚 合物 颗粒 ， 由于在 制
表 １ 环 氧树脂 乳化技术 方法 特 点 优 点 成膜性
直接法
通过机 械搅拌 将粒子分 散于水中， 方法只适用具有高分子 此 量的固体树脂。 工艺简单， 乳化剂用量少。 指多 组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程， 不同类型的乳化剂对 树脂的 物理性能 影响 很大。 普通乳化剂乳化效果均不够 理性， 容易和环氧树 制得的乳液粒径小， 脂 其分散相的平均粒径
的测定容器和配套转子及转速， 精确度应高于（） １法。
（） 式黏度计法 。杯 式 黏度计 叉 称涂一 杯 和涂一 杯 黏度 ３杯 １ ４ 片过程中容易发生粒子变形很难 得到可靠 的测定结果 。 计， 是一类 构造简单 的黏度计 。其原 理 是从杯 内通过 规定 尺 寸 （） ２ 离心法 离心法 是一 种方 便 、 快速 的方 法 ， 无需 贵重设 备， 且试样不需要复 杂的处 理 。本 法不仅 可 以测定 乳胶粒 平 均 的底孔流 出等体积 的恒温 液体 的时 间长 短来 判断 黏度 的 大小 ， 时间短则黏 度小 。 目前该 法在工业上应 用较多 。 直径 ， 以测定粒度分 布 ， 定的数据有一定 的精确度 。离 时间长粘度大 ， 还可 所测 ． 心法测定乳胶粒直径的理论 基础是 Ｓｏ ｅ ｔｋｓ定律 ， 乳胶 粒的直 径 ２ ４ 乳液 固含 量 的测定 分别将干燥前 后的 乳液 试样 称 重 即可计 算 乳 液 的 固体含 是沉降速度的函数， 通过测定乳胶粒沉降一定距离所需时间， 即 可测定 出试样 中不 同级别乳 胶粒 的直径 。 量。
２ １ 稳定 性 ．
强 最小值时的散射角是乳胶 粒直径 的函数 ， 测定 出这 个散射 角 ，
乳液 的稳 定性是乳液非 常重 要 的一项 技术指 标 ， 测试 内容 就 可以计算 出乳胶粒 的平 均直径 。 （） ５消光法 根 据光散射原理 ， 光减弱 的程 度与乳 胶粒 透射 主要有 ： ①钙离子稳定性 ， ②机械稳定性 ， ③冻融稳 定性 ， ④高 温