相反转法合成一种水性环氧树脂乳液的研究
新型水性环氧涂料的制备与实验分析方法
新型水性环氧涂料的制备与实验分析方法一、引言二、新型水性环氧涂料的制备（一）原材料的选择1、环氧树脂选择合适的环氧树脂是制备水性环氧涂料的关键。
常用的环氧树脂有双酚 A 型环氧树脂、双酚 F 型环氧树脂等。
这些环氧树脂具有良好的附着力、耐化学腐蚀性和机械性能。
2、固化剂水性环氧涂料的固化剂通常采用水性胺类固化剂，如改性脂肪胺、聚酰胺等。
固化剂的选择应根据环氧树脂的类型和性能要求进行。
3、助剂为了提高涂料的性能，还需要添加一些助剂，如消泡剂、流平剂、分散剂、增稠剂等。
（二）制备工艺1、乳液法将环氧树脂和乳化剂在高速搅拌下分散于水中，形成乳液。
然后加入固化剂和助剂，搅拌均匀，得到水性环氧涂料。
2、相反转法将环氧树脂溶于有机溶剂中，加入乳化剂和水，在一定条件下进行相反转，使环氧树脂从油相转变为水相，形成乳液。
最后加入固化剂和助剂，得到水性环氧涂料。
三、实验分析方法（一）性能测试1、外观观察涂料的外观，包括颜色、光泽、平整度等。
2、干燥时间采用指触法或干燥时间测定仪测定涂料的表干时间和实干时间。
3、附着力按照国家标准 GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》进行附着力测试。
4、硬度使用铅笔硬度计或摆杆硬度计测定涂料的硬度。
5、耐水性将涂有涂料的样板浸泡在水中，观察其外观变化和附着力的变化，评估涂料的耐水性。
6、耐化学腐蚀性将涂有涂料的样板分别浸泡在酸、碱、盐等溶液中，观察其外观变化和附着力的变化，评估涂料的耐化学腐蚀性。
（二）微观结构分析1、扫描电子显微镜（SEM）通过SEM 观察涂料的微观结构，包括涂层的表面形貌、孔隙率等。
2、傅里叶变换红外光谱（FTIR）利用 FTIR 分析涂料中化学键的变化，确定固化反应的程度和官能团的存在。
四、实验结果与讨论（一）性能测试结果1、外观制备的水性环氧涂料外观均匀，颜色鲜艳，光泽度良好，平整度高。
2、干燥时间表干时间为 2-4 小时，实干时间为 24-48 小时，满足实际施工的要求。
水性环氧乳液的制备及其性能研究
胶 体 与 聚 合 物
第３ １ 卷
逐渐增加 ， 涂膜的热稳定性增加 ， 四种涂膜在温 ７ ０ ℃时均具有 良好的热稳定性。 在环氧值 ： 胺氢值 的摩尔 比为 １ ： １ ， 涂料 固含 度低于 ２ 为３ ０ ％的条件下， 将乳化剂含量不同的环氧乳液 ２ ． ４ 乳 化温度 对乳 液粒度分 布 的影响 在 乳化 剂用 量为 ９ ％的条 件下 ，通 过改 变乳 与 固化剂反应涂膜 ， 在 室温下 固化完全后 ， 分别
双 酚 Ａ 环氧 树脂 Ｅ 一 ５ １ ， 工业 级 ； 三 羟 甲基 丙 烷 三缩 水 甘油 醚 （ 伽 Ｅ Ｇ） ， 工业 级 ； 水 性 环 氧树
２ 结 果 与讨 论
２ ． １ 乳化 剂用 量对 乳液及 其涂 膜性 能的影 响
脂 固化剂 ， 工业 级 ； 丙二 醇 甲醚 ， 化学纯 ； 聚 乙二
醇（ Ｐ Ｅ Ｇ ４ ０ ０ ０ ） ， 化学纯 ； Ｌ ｅ ｗ ｉ ｓ 酸， 实验室 自 制。 １ ． ２ 水性环氧树脂乳液及清漆的制备 １ ． ２ ． １水性环氧树脂乳化剂 的合成 在三 口烧瓶
中 加 入 摩 尔 比为 １ ： ３ ： ４的 Ｔ ＭＰ Ｅ Ｇ、 Ｐ Ｅ Ｇ ４ ０ ０ ０ 、 环
９ ％时 ， 乳液的离心稳定性不再变化。随着乳化剂 用量 的增加 ， 涂膜 的硬度和附着力先变好后又变 差 。综合考虑涂膜表观 ， 乳化剂用量为 ９ ％最佳。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ ． １ ２ ． １ ２ 通讯作者 ： 古绪鹏教 授 ， 主要研究 方 向： 水性涂料 与 导电高分子材料． Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｇ ｘ ｐ ＠ｂ ｈ ｕ ｔ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ａ
硬度 附着力 涂膜表观 ／ ｝ Ｉ ／ 级 ２ 欠丰满 ， 光泽度一般， 流平性好 ３ 丰满 ， 光泽度好， 流平性好 不分层 ３ 丰满 ， 光泽度好， 流平性好 不分层 ２ 较丰满 ， 光泽度好 ， 流平性欠佳
一种水性环氧树脂乳液的制备
一种水性环氧树脂乳液的制备作者：方永瑞来源：《科学与财富》2019年第22期摘要：一般采用的环氧树脂E-44、聚乙二醇（PEG）都会通过反向转换处理合成水乳化的环氧树脂E-51原料，从而生产52%颗粒含量的水性环氧树脂。
通过红外光谱（FT-IR）显示出乳化剂的结构，然后再使用性能测试其粘度、离心稳定性和粒度，并有效分析催化剂的类型、聚乙二醇的分子量、环氧基团和羟基。
乳液生产率的提高和乳化剂质量检测是确定水性环氧树脂纯度的最佳证明，最佳分子量的一般是6000左右，环氧基团的羟基摩尔比优选1：1.6至1：1.7，最低剂量乳化剂约为21%。
热重分析（TGA）结果表明，环氧树脂乳液的耐热性对应于未改良的水性环氧树脂的水基耐热性。
关键词：水性；环氧树脂；乳液；制备人们选择使用水性环氧树脂，主要是因为它们含有独特的环氧基团，如羟基这类反应性基团和醚键这类极性基团。
它具有优异的粘合性能、机械性能、电性能，以及高水平的技术性能，所以对应的它也被使用于电子、工程、运输和建筑等场合[1-4]。
常规的环氧树脂通常是液体或粘性固體，它需要生产和使用各种有机溶剂，如芳烃和酮，一般是重工业经常使用[5-6]。
随着公众对环境意识的不断提高，不含有机溶剂的环氧树脂行业的发展理念变成了无毒环保。
1.实验部分1.1主要试剂双酚A型环氧树脂（型号E-44，E-51）的工业品牌代表是杭州五慧港胶粘剂有限公司，该产品的聚乙二醇（PEG）分子量通常是选用600，2000，4000，6000，10000；全纯分析代表是北京伊利精细化工有限公司；钾含量正常的代表者天津东江，其中的三氟化硼单边率极高；质量精密化工厂的分析评价，一般是指国药化学试剂有限公司；NaHO纯度分析最到位的是上海化学试剂公司；环氧树脂固化剂最著名的则是杭州五慧港胶粘剂有限公司。
1.2乳化剂的制备将固定量的PEG置于装有动力搅拌器和回流冷凝器的260ml三颈烧瓶中并加热至92℃。
水性环氧树脂的合成研究 精品
水性环氧树脂的合成研究环氧树脂是三大通用型热固性树脂之一，具有优良的机械性能、电绝缘性能、热稳定性、耐化学品性和粘结性能，被广泛应用于电子电气、机械制造、航空航天、船舶运输等领域。
随着社会的发展和人们环保意识的不断增强，以水为溶剂或分散介质的环氧树脂水性化改性愈来愈受到重视，水性化改性的环氧树脂不仅兼有溶剂型环氧树脂的优点，而且VOC（有机挥发物）含量低，施工性好，清洗方便，储运使用安全，价格也低廉，因而成为环氧树脂应用的发展方向之一[1～4]。
目前，对环氧树脂进行水性化改性的方法主要有机械法、相反转法和化学改性法[5]。
机械法和相反转法制得的水性环氧树脂乳液粒径较大，稳定性差。
化学改性法是现在环氧树脂水性化改性研究的热点，利用该法合成的水性环氧树脂乳液粒径较小，稳定性也较好。
本文采用自由基接枝共聚的方法，在过氧化苯甲酰（BPO）的引发下，将甲基丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸丁酯接枝到环氧树脂上，使环氧树脂具备水溶性，同时保留了大量的环氧基，从而使改性树脂的亲水性和反应活性达到合理的平衡[6]。
合成的水性环氧树脂分散体系粒径较小，稳定性较好，并考察了甲基丙烯酸用量、接枝聚合时间和中和度对水性环氧树脂的影响。
1实验部分1.1主要原料双酚A环氧树脂E-12：黄山恒远化工有限责任公司；甲基丙烯酸（MAA）：分析纯，天津市光复精细化工研究所；过氧化苯甲酰（BPO）,分析纯，天津市光复精细化工研究所；丙烯酸丁酯（BA）：分析纯，天津市光复精细化工研究所；苯乙烯（St）：分析纯，天津市光复精细化工研究所；正丁醇：分析纯，上海苏懿化学试剂有限公司；乙二醇丁醚，分析纯，天津市光复精细化工研究所；N，N-二甲基乙醇胺，分析纯，天津市光复精细化工研究所；去离子水。
1.2水性环氧树脂的合成将一定量环氧树脂和正丁醇与乙二醇丁醚组成的混合溶剂（质量比为1:1）加入到带有搅拌棒、温度计、冷凝管和滴液漏斗的250ml四口烧瓶中，升温至100℃预溶好；在搅拌条件下2h内匀速缓慢滴加甲基丙烯酸、过氧化苯甲酰、丙烯酸丁酯和苯乙烯的混合溶液；升温至110℃，恒温反应5h ；降温至80℃，滴加N ，N-二甲基乙醇胺和正丁醇的混合溶液中和，加水乳化制得固含量为30%水性环氧树脂乳液。
水性环氧树脂乳液制备及研究
水性环氧树脂乳液制备及研究
胡飞燕;徐朝华;胡晓光
【期刊名称】《山西化工》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】本文通过双酚A型环氧树脂E-51(EP-51)与聚乙二醇4000(PEG-4000)进行酯化反应和开环反应,合成环氧乳化剂,利用相反转技术制备出了一种水性环氧树脂乳液,通过对反应过程中的催化剂的选择、反应温度、环氧树脂乳液制备方法的研究讨论,研究合成出一种能够满足市场需求、性能优异的环氧树脂乳液。
【总页数】2页(P28-29)
【作者】胡飞燕;徐朝华;胡晓光
【作者单位】江门职业技术学院;广东安美迅新材料有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】O633.13
【相关文献】
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聚乙二醇乳化的环氧树脂
聚乙二醇（PEG）可以作为环氧树脂的乳化剂。
将环氧树脂E44与亲水性聚乙二醇(PEG)反应，合成一种水性环氧树脂乳化剂，并与环氧树脂E44按一定比例混合，用相反转法制备水性环氧树脂剂。
研究表明，当聚乙二醇的相对分子质量为6000，羟基与环氧基的摩尔比为1.00∶1.25，反应温度为130℃左右时，合成的乳化剂具有较好的乳化效果。
当乳化剂用量为12%时，制备的涂膜具有良好的机械稳定性、冻融稳定性、附着力2级、硬度3H。
此外，不同相对分子质量的聚乙二醇对环氧乳液性能有不同的影响。
例如，当采用PEG600和PEG800乳化环氧树脂时，得到的环氧树脂乳液粒径较大，甚至为油溶性。
而当采用PEG4000时，得到的环氧乳液水溶性较好，稳定性较好，粒径较小。
而采用更大相对分子质量的PEG6000和PEG8000时，得到的环氧树脂乳液性能非但没有得到提升，反而稳定性、亲水性等性能均有所降低。
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一种水性环氧树脂乳液的制备方法[发明专利]
![一种水性环氧树脂乳液的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/bea6c9e3f78a6529657d5343.png)
专利名称：一种水性环氧树脂乳液的制备方法专利类型：发明专利
发明人：李辉
申请号：CN201610852340.6
申请日：20160926
公开号：CN107868259A
公开日：
20180403
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明一种水性环氧树脂乳液的制备方法，涉及水性环氧树脂乳液及其乳化的制备。
水性环氧树脂乳液以辛烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、十二烷基硫酸钠为复合体系制得的乳化剂，在高剪切、超声波作用下，同时结合相反转技术，制备的环氧树脂乳液的分散相粒子细，粒径分布集中，具有很好的离心稳定性、冻融稳定性和稀释稳定性等特点，相比现有的环氧树脂乳液，固化后的涂层具有更强的韧性、强度、附着力和耐水性。
申请人：青岛九洲千和机械有限公司
地址：266000 山东省青岛市李沧区金水路1577-10号305-65室
国籍：CN
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相反转法制备水性环氧乳液
溶 剂 或进 行加 热来 降 低环 氧 树脂 的本体 粘 度 ， 后再 然
进 行乳 化 。
机 械法 ： 固体 环 氧 树 脂 预 先 磨 成 微 米 级 的 】 将 Ｊ 环 氧树脂 粉 末 ， 加 热 的条 件 下 ， ， － 化 剂水 溶 液 ， 在 Ｉ ￣ Ｈ Ｌ 机械 搅拌 即可 制 得水 性 环 氧 乳 液 。此 方 法 的优 点 是
度分 布较 宽 ， 得乳 液 的稳 定 性差 。 所
化学 改 性 法 ｌ， ｊ 通 过 对 环 氧 树 脂 进 行 改 性 ， ：
将 离 子基 团或 极 性 基 团 引 入 到 环 氧树 脂 的 非极 性 链
中 ， 其成 为 亲水 亲 油 的 两性 聚 合 物 ， 而使 其 具 有 使 从
氧树 Ｉ－ 化 剂 ＿ ＩＬ ￣ 】 。通 过将 具 有 表 面 活 性 作 用 的 分 子
链 段 引 入环 氧 树脂 分 子链 中 ， 大改 善 了乳 化剂 与 环 大
表 面 活性 剂 的作 用 。 此 方 法 制 得 的水 性 环 氧乳 液 中 分 散相 粒 子 的粒 度， ／ 约 几 十到 几 百纳 米 ）但 化学 ｌ ｂ（ ￣ ，
（ Ｇ Ｅ ， 学 纯 ， 海 试 剂 三 厂 产 品 ； 面 活 性 剂 Ｅ Ｍ Ｅ）化 上 表 （ Ｍ ０ ０ Ｂ Ｊ ０ Ｏ Ｂ Ｊ６ ０ ） 化学 纯 ， Ｂ Ｊ１０ ， Ｍ Ｏ ， Ｍ Ｏ Ｏ ， ４ 上海化 学 试 剂 公 司产 品 。 ２ ２ 反 应 型环 氧 树脂 乳 化 剂 的合成 ．
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转酱
施 雪珍 ， 陈
摘
铤 ， 国芳 顾
（ 同济 大 学材料 科 学与 工程 学 院 ， 海 ２ ０ ９ ） 上 ０ ０ ２
一种水性环氧树脂乳液的制备
一种水性环氧树脂乳液的制备郑延清;林棋【摘要】以环氧树脂E-44和聚乙二醇(PEG)为原料合成环氧树脂乳化剂,并用相反转法对环氧树脂E-51进行乳化,制备了固含量为50%的水性环氧树脂乳液.乳化剂结构通过红外光谱(FT-IR)得以表征.通过粘度、离心稳定性、粒径分析等性能测试,分析了催化剂种类、聚乙二醇分子量、环氧基团与羟基的摩尔比、乳化剂用量对乳液性能的影响,确定催化剂选择三氟化硼乙醚,聚乙二醇最佳分子量为6000,环氧基团与羟基的摩尔比以1:1.5~1:1为宜,乳化剂的最低用量为20%.热重分析(TGA)结果表明,水性化的环氧树脂乳液固化物的耐热性能与未改性的环氧树脂相当.【期刊名称】《闽江学院学报》【年(卷),期】2017(038)005【总页数】6页(P80-85)【关键词】水性环氧;乳液;非离子型;稳定性【作者】郑延清;林棋【作者单位】闽江学院化学与化学工程系,福建福州350108;绿色染整福建省高校工程研究中心,福建福州350108;闽江学院化学与化学工程系,福建福州350108;绿色染整福建省高校工程研究中心,福建福州350108【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4环氧树脂因含有独特的环氧基，以及羟基、醚键等活性基团和极性基团，而具有优异的粘结性能、力学性能、电性能和良好的加工性能，因此被广泛应用于电子、机械、交通、建筑等领域[1-4].传统的环氧树脂大多为粘稠的液态或者固态，生产和使用过程中需要用到大量的芳烃类、酮类等有机溶剂，对环境污染严重[5-6].随着人们环保意识的增强，开发不含有机溶剂、无毒、环保的水性环氧树脂已成为该行业的发展方向[7].目前，环氧树脂水性化的方法主要有机械法、化学法、相反转法等[8].机械法是先将环氧树脂磨成粉末，然后在外加乳化剂的情况下，通过机械搅拌的方法将环氧粒子分散于水中，所制得的乳液粒径大、稳定性差；化学法是利用部分环氧基团的开环反应或者通过自由基接枝反应，引入极性基团，使其能够分散于水中，此方法制备的乳液粒径较小，稳定性较好，但是制备步骤繁琐，成本高[9].相反转法是通过外加乳化剂，在一定的剪切作用下向体系中滴加蒸馏水，使聚合物从油包水的状态转变成水包油的状态，该法制得的乳液稳定性较机械法好，又可克服化学改性法制备乳液步骤难控制、成本高等一系列问题.本研究通过聚乙二醇PEG对环氧树脂进行改性，将亲水链段引入到环氧树脂分子链中，合成环氧树脂乳化剂，并结合相反转工艺制备了性能稳定的水性环氧树脂乳液，并对影响乳液稳定性的各种因素进行了系统研究，为提高水性环氧乳液的制备工艺及条件提供了有价值的参考数据.1.1 主要试剂双酚A型环氧树脂(型号E-44、E-51)：工业级，杭州五会港胶粘剂有限公司；聚乙二醇(分子量=600、2 000、4 000、6 000、10 000)：均为分析纯，北京益利精细化学品有限公司；过硫酸钾：分析纯，天津东天正精细化学试剂厂；三氟化硼乙醚络合物：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；氢氧化钠：分析纯，上海化工试剂公司；环氧树脂固化剂：工业级，杭州五会港胶粘剂有限公司.1.2 乳化剂的制备将一定量的PEG加入装有电动搅拌器、回流冷凝管的250 mL三口烧瓶中，加热至90 ℃.待PEG完全熔融后，向三口烧瓶中加入催化剂，搅拌均匀后，缓慢滴加加热熔融后的环氧树脂E-44，反应6～7 h，得到水性环氧乳化剂.1.3 水性环氧乳液的制备将环氧树脂E-51和上述乳化剂按质量比加入三口烧瓶中，加热至70 ℃，搅拌0.5 h，待两者混合均匀后，在1 000 r/min的搅拌速度下，缓慢滴加蒸馏水，当体系的粘度突然下降时，体系由油包水型转变为水包油型，加完水后继续搅拌30 min，得到固含量为50%的水性环氧树脂乳液.1.4 测试与表征1.4.1 红外表征使用Nicolet is5型傅立叶变换红外光谱仪进行测定.1.4.2 乳液粘度的测试使用NDJ-1型旋转式粘度计测定.1.4.3 乳液离心稳定性进行测定通过将一定量的环氧乳液装入离心机配套试管，在3 000 r/min的转速下旋转30 min，观察是否分层、破乳进行评定.1.4.4 乳液室温储存稳定性测定将水性环氧乳液于室温下密封静置，观察其发生分层、沉淀的时间.1.4.5 热失重测试分别在自制的水性环氧乳液与未改性的环氧树脂E-51中加入一定配比的固化剂，搅拌均匀涂膜，室温固化1 d后进行热失重分析, 测定条件为测试温度范围：25～800 ℃；升温速率：10 ℃/min；氛围：N2.1.4.6 乳液粒径测试采用Zetasizer Nano ZS 90 激光粒度分析仪测定乳液粒径.2.1 乳化剂结构表征根据环氧基与羟基不同摩尔比，将环氧树脂与聚乙二醇反应，可获得不同结构的共聚物，反应方程式如式 (1)、式 (2)、式(3)所示.本反应采用环氧基团与羟基的摩尔比为1∶1，具备上述式 (1)类型所示的分子结构的乳化剂和环氧树脂E-44的红外光谱图，如图 1所示.由图1(a)可以看出，1 607 cm-1和1 509 cm-1为苯环骨架的伸缩振动吸收峰，915 cm-1为环氧基团的特征吸收峰.与图1(a)对比可知，在乳化剂的红外光谱图中，915 cm-1处的环氧基团特征吸收峰基本消失，说明生成乳化剂的过程中环氧基团发生了开环反应，基本反应完全；1 106 cm-1处出现了醚键的强吸收峰，3 400 cm-1附近的羟基吸收峰也明显增强，说明反应为醚化反应，合成的乳化剂结构中带有大量的饱和脂肪醚键和羟基亲水官能团.由此可知，合成了目标产物. 2.2 催化剂种类对反应的影响本实验以PEG-6000和环氧树脂E-44为原料，固定环氧基和羟基的摩尔比为1∶1，乳化剂用量为20%，考察催化剂种类对乳液稳定性的影响，结果见表1.从表1可知，在不加催化剂的情况下，即使温度高达180 ℃，经过9 h，反应效率很低，合成的乳化剂也无法乳化环氧树脂，制得的环氧乳液分层.采用过硫酸钾和三氟化硼乙醚作为反应催化剂，合成的乳化剂均可乳化环氧树脂，但是后者催化效果较好，合成的环氧乳液稳定性较好，离心30 min不分层.因此，采用三氟化硼乙醚作为催化剂合成乳化剂.2.3 聚乙二醇分子量对乳液性能的影响以三氟化硼乙醚为催化剂，环氧基和羟基摩尔比为1∶1，乳化剂用量为20%，考察聚乙二醇分子量对乳液性能的影响，结果见表2.从表2中可以看出, 当乳化剂的用量一定时, 合成乳化剂所用的聚乙二醇相对分子质量越大, 乳液的稳定性越好.这是因为采用PEG和E-44为原料合成的乳化剂既有亲水链段也有亲油链段，采用相反转法制备环氧乳液时，此乳化剂对环氧树脂E-51起到乳化作用，其亲水亲油平衡值对乳液稳定性影响很大.当聚乙二醇相对分子质量过小时，乳化剂分子中亲水基含量少，不能与水分子充分缔合，形成的乳液稳定性差.聚乙二醇相对分子质量越大，亲水链段越长，包覆能力越好，从而合成的乳化剂乳化环氧树脂的效果越好.但聚乙二醇的相对分子质量也不是越大越好，当聚乙二醇的相对分子质量超过10 000时，制备的水性环氧树脂乳液粘度很大，且影响乳液涂膜性能.2.4 环氧基与羟基摩尔比对乳液的影响以三氟化硼乙醚为催化剂，聚乙二醇相对分子质量为6 000，乳化剂用量为20%，改变环氧基与羟基的摩尔比，测试乳液的离心稳定性，结果见表3.从表3可以看出，当环氧基或羟基过量太多时，乳液的稳定性均不好.这可能是因为环氧树脂和聚乙二醇合成的乳化剂为非离子型乳化剂，无论环氧基团过量太多还是羟基过量太多，均会破坏乳化剂的亲水亲油平衡，导致形成的乳液稳定性较差.另外，环氧基与羟基物质的量相差较大时，易使合成的乳化剂分子链较短，乳化效果不好.所以环氧基与羟基摩尔比以1∶1.5～1∶1为宜.2.5 乳化剂用量对乳液稳定性的影响乳化剂用量对乳液的稳定性有重要的影响.本研究以三氟化硼乙醚为催化剂，聚乙二醇相对分子质量为6 000，环氧基与羟基的摩尔比为1∶1，改变乳化剂用量，测试乳液的离心稳定性，结果见表4.从表4可知，所合成的乳化剂的最低用量为20%，当乳化剂用量低于此值时，乳液的稳定性较差.2.6 乳液粒径图2为最优条件下制得的乳化剂乳化E-51所得乳液的粒径分布图，从图2中可以看出，乳液粒径大都分布在1.61 μm左右.2.7 稳定性表征分别在未改性的环氧树脂E-51和自制水性环氧树脂中加入一定配比的固化剂在室温下固化一天，其中固化剂与环氧树脂E-51的用量比均为1∶2，分别对两种固化物进行热失重分析，结果如图3和图4所示.由图3和图4可以看出，25 ℃到300 ℃之间，两种固化物均有持续的质量损失，且两者均于360 ℃左右出现热失重变化速率较大的峰，说明加入一定量的乳化剂对环氧树脂固化物的交联网状结构并未产生明显变化，水性环氧树脂乳液的固化物的耐热性能与未改性的环氧树脂相当.1)反应采用三氟化硼乙醚作为催化剂，聚乙二醇最佳相对分子质量为6 000，环氧基团与羟基的摩尔比为1∶1.5～1∶1，合成的乳化剂乳化效果较好，乳化剂的最低用量为20%，形成的乳液较为稳定，乳液的粒径为1.16 μm左右.2)水性环氧树脂乳液固化物与未改性的环氧树脂固化物的热重分析(TGA)结果表明，两者耐热性能相当，说明加入一定量的乳化剂对环氧树脂固化物的交联网状结构并未产生明显变化.【相关文献】[1] 代少俊，张峰. 涂料与黏合剂[M]. 镇江：江苏大学出版社，2014：21-22．[2] 李晋，李鹏，蔡晴，等. 非离子型水性环氧树脂乳液的合成与性能研究[J].化工新型材料.2015，43(1)：178-181.[3] ZHOU H R , YANG Y F , LIU X J. Preparation of waterborne epoxy resinemulsion[J].Applied Mechanics and Materials,2013(364):627-630.[4] 赵晓磊.浅谈水性环氧树脂研究现状[J].科学与探讨,2016(10)：238.[5] RODRGUEZ R, BARANDIARAN M J, ASUA J M. Polymerization strategies to overcomelimiting monomer conversion in silicone-acrylic mini-emulsion polymerization[J]. Polymer,2008,49(3):691-696．[6] WEIS Q，BAI Y P，SHAO L. A novel approach to graft acrylates onto commercial silicones for release film fabrications by two-step emulsion synthesis[J]. European Polymer Journal,2008(44):2 728-2 736．[7] 王小刚，武建斌，马宁博，等.水性环氧防腐涂料的研制[J].中国涂料， 2016，31(2)：47-52.[8] 柯志刚，易昌凤，徐祖顺，等.水性环氧树脂的研究进展[J].现代涂料与涂装，2015(8)：17-20.[9] 李坚辉，孙明明，张绪刚，等.水性环氧树脂的研究进展[J].黑龙江科学，2013，4(8)：49-51.。
水性环氧树脂的制备与性能研究
水性环氧树脂的制备与性能研究李进，张良均，童身毅，唐进伟(武汉工程大学化工与制药学院湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室，武汉430074) 慧聪涂料网讯：摘要：采用中等相对分子质量环氧树脂与聚醚反应，合成了非离子环氧树脂乳化剂，再结合相反转技术，制备水性环氧树脂乳液。
讨论了乳化剂的用量对乳液粒径和稳定性的影响；研究了乳化剂、环氧固化剂用量与涂膜吸水率、凝胶含量、机械性能之间的关系。
关键词：环氧树脂；水性环氧树脂；相反转技术0.引言环氧树脂固化物具有优异的物理化学性能，尤其以优良的耐水性、耐化学品性、极佳的粘附性能而广泛应用于涂料领域[1]。
现在，人们在追求涂料高性能的同时，对于节约资源、保护生态环境越来越重视，研究开发水性环氧涂料已经成为涂料工业发展的一大趋势，具有广阔的前景。
转相乳化法是制备高分子聚合物水基化微粒体系的有效方法[2]，但制备乳胶粒径小且分布均匀、稳定性好的乳液体系受许多因素影响，其中乳化剂的影响最为重要。
近年来，对于非离子型乳化剂及其合成乳液的报道已经很多[3-7]，本文利用环氧基团的高反应活性，在Lewis酸的催化作用下，与亲水性的聚乙二醇进行亲核加成反应，合成了具有两亲性同时又带有与油相成分完全相同组分的高分子乳化剂，同时对在乳化剂用量不同的条件下乳液的粒径和稳定性进行了考察，并且研究了乳化剂的用量、AB-HGF固化剂用量与涂膜吸水率、凝胶含量、机械性能之间的关系。
1.实验部分1.1原材料双酚A型环氧树脂：江苏三木集团；聚醚：分析纯，上海化学试剂公司；乙二醇丁醚：化学纯，天津东天正精细化学试剂厂；三氟化硼乙醚络合物：化学纯，国药集团化学试剂有限公司；AB-HGF水性环氧固化剂：浙江安邦新材料发展有限公司。
1.2环氧树脂乳化剂的合成在干燥氮气保护下，将脱水的聚醚和环氧树脂按环氧基与羟基物质的量的比为1∶1.0～1.2的比例加到装有温度计、搅拌装置和回流冷凝器的四口烧瓶中，搅拌下，升温至80～90℃使原料熔化，搅拌混匀，滴加催化剂三氟化硼乙醚络合物，在90～110℃下反应5～6h，出料，室温冷却即得乳化剂EP-S。
水性环氧树脂乳液的合成及性能研究
仪器: T J270 30红外分光光度计 (天津市光学仪 器厂 ) ; W inner2000激光粒度分析仪 ( 济南微纳仪器
( 几十到几百纳米 ) , 贮存稳定性好; 可以根据需求, 有限公司 ) 。
用不同的改性剂使环氧树脂获得不同的独特性能, 1. 2 环氧树脂的合成及水性环氧树脂乳液的制备
这是其他 2种方法无法比拟的。
1. 2. 1 高分子质量环氧树脂的合成
本文研究了一种高分子质量的具有柔顺性的环 氧树脂和中等分子质量的带有双键的环氧树脂的制
苯酐和聚乙二醇经酯化反应后生成链端带有羧 基的线性树脂 A[ 3] 。A 和 E 44环氧树脂发生酯化反
备方法, 并利用这类环氧树脂在 BPO 作用下经乙烯 应生成末端带有环氧基的树脂 B。 B再与双酚 A 在
研究报告及专论
2008 年 2 月
链生成相对分子质量 6 000左右的中等分子质量环 氧树脂 D[ 2 ] 。D 再与同摩尔的丙烯酸反应引入双键 即得中等分子质量环氧树脂 MMW。 1. 2. 3 水性环氧树脂乳液的制备
将 HMW 和 MMW 按一定比例混合后 [ 3] , 用正丁 醇预溶解在装有搅拌器、恒压漏斗、冷凝管和氮气导
关键词: 水性环氧树脂; 接枝聚合反应; 乳液稳定性 中图分类号: TQ 433. 4+ 37; TQ436+ . 5 文献标识码: A 文章编号: 1001- 5922( 2008) 02- 0014- 05
自 1930年由瑞士卡斯 坦和美国格林里合成环 氧树脂 [ 1] , 并于 1947年开始了工业化 生产以来, 环
( 1) 酸值测定: 准确称取 [ 4] 0. 1~ 0. 5 g的试样溶 解在约 50 mL 丙酮和无水乙醇的等体积混合液中, 以酚酞为指示剂, 用 0. 1 m o l/L 氢氧化钠水溶液滴定 至浅红色出现为终点。同法做一空白对比实验。
水性环氧树脂专用乳化剂的制备及性能研究
水性环氧树脂专用乳化剂的制备及性能研究倪维良,柳云骐,陈克磊 (中国石油大学(华东)化学化工学院,山东青岛266555)摘 要: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。
采用溴代乙烷成盐,醋酸调整p H 5 6合成得到季铵盐型离子表面活性剂。
采用高速分散相反转技术制备的环氧乳液,粒径大小在200nm左右。
关键词:水性环氧乳化剂;乳液稳定性;表面活性剂;粒径分布中图分类号:TQ630 4+9 文献标识码:A 文章编号:0253-4312(2010)12-0061-04Study on Synthesis and Properties ofSpecific Em ulsifier forW aterborne Epoxy R esi nN iW e iliang,Liu Yunq,i Chen Ke lei(Co llege of Che m istry and Che m ica l Engineer i ng,China University of Petroleum,Q ingdao Shandong,266555,Chi na) Abstrac t:A high m o lecular w ei g ht i o nic e m u lsifiers w ere synthesized by epoxy resi n and d iet h ano-la m ine.E m u lsificati o n ab ility w as dete m ined by usi n g different salify i n g m ethods.B ro m oethane w as used to prepare quater nary a mm on i u m sa l.t A cetic acid w as used to adjust p H to5 6to obta i n a quaternar y a mm on-i um salts of ion ic surfactan.t The w aterborne epoxy resi n e m u lsion w as prepared by the phase-inversi o n techn ique w ith high-speed d ispersi o n.The e m ulsion partic le size is about200n m.K ey W ords:w ater borne epoxy e m u lsion;e m u lsion stab ility;surfactan;t particle size d istribution0 引 言环氧树脂不溶于水(H LB 3),现有的环氧树脂涂料大多采用有机溶剂体系,有悖于社会对环境友好的要求和无污染或低污染涂料的发展方向,水性涂料作为一种新型的功能材料得到了迅速发展。
浅析水性环氧乳液制备方法
浅析水性环氧乳液制备方法摘要：水性环氧膨胀型防火涂料环境友好、附着力强及高效防火的特性使其在降低钢结构建筑物火灾风险的需求日益迫切。
作为当下最为常用的热固性树脂材料之一，环氧树脂在生产使用方便的同时，固化过程收缩少、粘附性好，固化产物耐热性优良、化学稳定性优异、力学性能和电气性能均较好，常被用作各类涂料的聚合物粘接剂。
本文对水性环氧乳液制备方法进行研究，总结出了水性环氧乳液制备的四种方法。
关键词：水性环氧乳液；制备；方法前言近年来，随着社会的不断进步和国家经济的迅猛提升，越来越多的建筑尤其是高层建筑拔地而起，作为承担人们工作、娱乐或居住等重要功能的场所，极大丰富和方便了大家的日常生活。
近年来，无卤阻燃已经成为阻燃材料的发展趋势。
在这其中，非膨胀型涂料的涂层较厚，导致该类涂料相对而言用量更大、成本更高，而防火效率偏低[1]。
相较之下，膨胀型涂料质轻、颗粒细、涂层薄、无毒、低烟、无熔滴滴落，且施工方便、具有更好的美观性，既能满足阻燃要求，又能满足人们的高装饰要求。
成为防火涂料的研究重点。
另一方面，随着制度的规范和人们环保意识的增强，开发水性或无溶剂涂料体系已成为涂料行业的发展趋势。
1环氧基环氧基，也称为环氧环，是由两个碳原子和一个通过化学键连接的氧原子形成的环。
根据定义，环氧树脂（ Epoxy Resin，EP）是指以脂环族、脂肪族或者芳香族等有机物为基础结构，每个分子中含有两个或以上的环氧基，并且可以与某些化学试剂反应形成三维网状结构固化产物的化合物[2]。
环氧树脂质地较脆、耐候性差也常常为人诟病。
近些年来，随着研究者们的不断努力和深入，筛选合适的环氧低聚物和固化剂，加之合适的改性方法，可以在很大程度上规避这些缺点和弊端。
2水性环氧树脂传统溶剂型涂料释放的挥发性有机物（VOC）对大气污染及对人类健康的影响，已然成为化工行业发展、生态建设与环境保护不可忽视的重点之一。
制度层面，各国陆续提出了对VOC的限制政策或标准，在我国国家环保局批准发布的《大气污染物综合排放标准》及《污水综合排放标准》中，均有对各类VOC 排放的严格限制，在此背景下，开发水性或无溶剂涂料体系已成为涂料行业的发展趋势。
水性环氧乳液的合成及性能影响分析
基于环氧树脂不溶于水的特征 ，目前 有三种方 法可使 环氧 树脂 水性 化 ：一种为化学改性法 ，其 不仅成本较 高 ，而且 制备
１ ． ３ 乳化剂 的 制备
把 配 方 中 聚 乙二 醇 和环 氧树 脂 Ｅ ２ ０放 人 １ ０ ０ ０ ｍＬ的 装 有 温
步骤不好 控制 ；另一 种是 机械法 ，所 制 得的乳 液稳 定性 较差 ； 最后 一种是相反转法 ，其成本没有化 学改性法 高 ，步骤也 较好
度计 、搅拌器 和 冷凝 管 的四 口烧瓶 里 ，在 氮气 保 护 中进行 加 热 ，温度达到 １ １ ０℃后 ，将物料进行搅拌 ，搅 拌均匀后 加入 自 制 的催 化 剂 ，然 后 于 （ ９ ０±５ ）℃ 进 行 恒 温 反 应 ，经 过 一 定 时 间 后可制成乳化剂 Ｅ Ｐ ６ …。
１ ． ４ 水 性环 氧乳 液 的制备
首先 按 比例把加 热后 的环 氧树脂 Ｅ ４ ４和乳化 剂 Ｅ Ｐ ６放入 ２ Ｌ的广 口不锈 钢釜里进行匀速搅拌 ，当体系温度为 （ ６ Ｏ± ５ ） ℃ 时 ，边搅拌边缓慢 地将蒸 馏水滴 入其 中 ，直 到体系 黏度 骤降 ，
水性环氧树脂乳液的制备及表征
水性环氧树脂乳液的制备及表征周浩然;毛珊珊【摘要】研究了水性环氧树脂乳液的制备工艺,采用相反转法,将在过硫酸钾催化条件下由环氧树脂E-51和聚乙二醇-4000反应制得乳化剂与环氧树脂E-51、去离子水按一定比例机械混合,制备出水性环氧树脂乳液.采用红外光谱、激光粒度分析仪、扫描电镜等对该水性环氧树脂乳液的水溶性、稳定性、结构及粒径分布进行表征.结果表明:乳化剂的合成最佳条件为n(E-51)∶n(PEG-4000):n(K2S2O8)=2.5∶2.5∶1,反应温度为180℃,反应时间为2h;当乳化剂质量分数为20％,固质量分数为60％时,所制备的乳液的水溶性和稳定性最好,乳液的粒径分布在0.21～0.37μm区间内.【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》【年(卷),期】2018(023)004【总页数】5页(P103-107)【关键词】相反转法;乳化剂;水性环氧树脂乳液;稳定性【作者】周浩然;毛珊珊【作者单位】哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TQ630.40 引言作为三大通用型热固性树脂材料之一，环氧树脂自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。
环氧树脂具有优良的力学强度、粘结性、耐化学药品性和电绝缘性，广泛用作复合材料、胶黏剂、涂料等方面[1-5]。
除此之外，其还具有固化时间短，固化物交联密度高等特点[6-7]。
但传统的环氧树脂难溶于水，只溶于芳烃、酮及醇类有机溶剂中。
这些有机溶剂不仅成本高而且挥发性强，对环境造成污染[8]。
因此研制开发“三无”即无毒、无味、无污染的环境友好型的水性环氧树脂成为当前的研究热点[9-10]。
常用的水性环氧树脂的制备方法主要有机械法[11-12]、相反转法[13-15]、自乳化法[16-18]和固化剂乳化法[19-20]。
本文采用相反转法，用环氧树脂E-51和聚乙二醇-4000为原料，在过硫酸钾催化下制备水性环氧树脂乳化剂，然后将乳化剂、环氧树脂E-51和去离子水按一定比例机械混合制得环氧树脂乳液。
水性环氧树脂的制备工艺探究
水性环氧树脂的制备工艺探究作者：汤桂荣俞孝伟刘吉龙仇骏来源：《科学导报·学术》2020年第44期摘 ;要：环氧树脂涂料十分常见，这种涂料的附着力、耐腐蚀性以及耐化学介质十分优越，是深受人们喜爱的涂料类型。
基于此，本文着眼于水性环氧树脂，对这种涂料的特点和优点进行了概述，还对不同类型的水性环氧树脂制备工艺进行了论述，希望能为相关工作人员带来参考。
关键词：水性环氧树脂;防腐涂料;制备工艺前言：环氧树脂水性化后可得到水性环氧树脂，它被广泛应用于汽车涂装、医疗器械以及轻工业领域，具有极强的环保性能。
在实践工作中，为了提高水性环氧树脂的实用性，相关工作人员应该明确这种材料的特点以及应用方向，并基于实验对水性环氧树脂的制备工艺加以研究。
1水性环氧树脂概述当处于微粒状态或胶体形式环氧树脂分散在水中，形成稳定的分散体系后，就形成了水性环氧树脂。
制作水性环氧涂料是水性环氧树脂的主要用途之一，所以水性环氧树脂在涂料产业中应用广泛。
比如，水性涂料、罐头内壁涂料、防静电涂料、防腐蚀涂料的生产都离不开水性环氧树脂的支持。
这种材料的挥发性有机化合物含量相对较低，而且具有良好的防腐和安全性能，将会有效提升涂料的实用性。
而且，水性环氧树脂涂料的环保性和使用便捷性极高，在市场中备受青睐。
2水性环氧树脂的制备工艺2.1自乳化制备法这种方法的原理是将亲水性基团体引入环氧树脂结构，并让分布于环氧树脂滴液的表面[1]。
由于亲水基团自身带有同种电荷，所以将其引入环氧树脂结构后液滴会相互排斥则环氧树脂无法成团，将会以稳定状态存在于水相环境中。
利用自乳化制备法，可以制作出离子型和非离子型水性环氧树脂。
目前，醚化型、酯化型、接枝型和开环型水性环氧树脂都属于离子型水性环氧树脂。
在实际操作环节，基于自乳化工艺来制备离子型水性环氧树脂需要经过以下步骤：（1）加入改性剂，让其与环氧树脂的环氧基、次甲基氢和仲羟基进行反应;（2）将亲水基团引入环氧树脂结构;（3）以酸或碱进行中和，进而获得水性环氧树脂乳液。
水性环氧乳液的研制及性能研究
水性环氧乳液的研制及性能研究陈俊芳;李素芳;从洪云;黄娟萍;李娇【摘要】Polymeric nonionic emulsifiers were prepared by polyethylene glycol( PEG) and epoxy resin E -44, which was then used to prepare the epoxy resin emulsion by phase inversion process. The effect of molecular weight of PEG, amount and structure of emulsifiers on emulsion stability and film properties were discussed. The results showed that the emulsifier synthesized by use of PEG6000 and E -44( 1: 1. 25 mole ratio) at (132 ±2) ℃ provided good emulsifying properties and coatings film with good comprehensive properties as incorporated with the dosage of 12% wt tertiary amines as catalyst.%采用环氧树脂E-44与不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)反应合成了高分子非离子型水性环氧树脂乳化剂,并使用相反转法制备了水性环氧树脂乳液,考查了PEG相对分子质量、乳化剂结构及其用量对环氧树脂乳液的离心、冻融、稀释稳定性及涂膜性能的影响.结果表明:采用聚乙二醇相对分子质量为6 000,n(羟基):n(环氧基)=1:1.25,以叔胺为催化剂,于130～134℃反应合成的乳化剂具有较好的乳化效果；乳化剂用量在12%时,制得的涂膜综合性能最佳.【期刊名称】《涂料工业》【年(卷),期】2011(041)008【总页数】4页(P46-49)【关键词】非离子乳化剂;相反转;乳液稳定性;水性环氧乳液;涂膜性能【作者】陈俊芳;李素芳;从洪云;黄娟萍;李娇【作者单位】湖南大学化学化工学院,长沙410082;湖南大学化学化工学院,长沙410082;湖南大学化学化工学院,长沙410082;湖南大学化学化工学院,长沙410082;湖南大学化学化工学院,长沙410082【正文语种】中文【中图分类】TQ630.4随着人类对环境保护要求的日益迫切和严格，环保水性环氧树脂越来越受到人们的青睐。
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施雪珍（上海绿嘉水性涂料有限公司 200082）摘要：简述了双组分水性环氧树脂涂料的特点及其用途，分别介绍了水性环氧树脂乳液和水性环氧固化剂的制备方法、双组分水性环氧树脂涂料的分类、混合体系的固化成膜机理和适用期的判断。
最后给出了对水性环氧树脂涂料进行配方设计时应考虑的因素。
关键词：水性环氧树脂乳液、水性环氧固化剂、成膜机理、适用期、配方设计Study on Novel Waterborne Epoxy Resin Emulsion and its Film FormationShi Xuezhen(Shanghai Greenguard Co. Ltd, Shanghai 200082, China)Abstract：The novel waterborne epoxy resin emulsion was prepared by the phase inversion technique using so called reactive emulsifier synthesized by reaction between epoxy resin and a surfactant which contains both epoxy group and surface active group。
The effect of the surfactant on the stability, particle size of epoxy resin emulsion and its curing property was investigated. Also the film formation and the pot life of the water borne epoxy system were studied. It is found that film formation of the waterborne epoxy resin system is quite different from solvent-based epoxy resin system and pot life of the emulsion should be determined by the film hardness or gloss change with the time instead of viscosity change。
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稳定
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稳定
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2. 2 反应温度对乳液粒径及稳定性的影响
反应温度对乳液粒径及稳定性的影响见表 2。
表 2 乳化温度对乳液稳定性的影响 Table 2 Effect of temperature on emulsion stability
乳化温度 / ℃ 粒径大小 / μm
离心稳定性
Study on preparation of Waterborne epoxy resin emulsion by phase inversion technique
HUANG Si-ping
（ School of Chemistry and Chemical Engineering，Xianyang Normal University，Xianyang 712000，China）
外光谱仪；DF-101S 集热式恒温加热磁力 搅 拌 器； XZ-6G 实验室离心机；Malvern 激光粒度仪。 1. 2 实验方法 1. 2. 1 非离子型水性环氧树脂乳化剂的制备 将 环氧树脂 E-44 和表面活性剂 OP-10、聚乙二醇按不 同的比例混合，装入 250 mL 三口瓶中，加热至一定 温度，待环氧树脂溶解完全后停止加热。保温搅拌， 溶液均匀后滴加适量的三乙醇胺催化剂，升至一定 温度后再恒温，回流反应 3 h。加蒸馏水稀释制得非 离子水溶性乳化剂溶液。 1. 2. 2 非溶性环氧树脂水乳液的相反转法制备 将溶有环氧树脂的乙二醇溶液与非离子水性乳化剂 溶液按照一定比例混合，搅拌均匀后，边搅拌边不断 滴加蒸馏水，并检测体系粘度；当体系粘度突然下降 后，加快搅拌速度，一段时间后加适量蒸馏水稀释， 测定乳液固含量，就得到水性环氧树脂乳液。 1. 3 性能测定 1. 3. 1 离心稳定性的测定 精确称取环氧树脂乳 液 1 g，投入已恒重的带刻度的 10 mL 离心试管中， 用 蒸 馏 水 稀 释 到 刻 度，放 入 离 心 机 中，以 转 速 3 000 r / min，离心 30 min。观察离心管中水层的高 度。 1. 3. 2 环氧树脂乳液粒子的大小及形态 将环氧 树脂乳液稀释到一定的倍数，滴在载玻片上，立即用 显微镜观察并拍照，测定并计算粒子的粒径。 1. 3. 3 红外光谱测定 水性环氧树脂减压蒸去溶 剂、干燥，E-44 树脂干燥。分别将试样涂于 KBr 晶 体载片上，在红外光谱仪 FTIR 上制作谱图。
水性环氧树脂通常是指环氧树脂在强烈的机械 搅拌及乳化剂的作用下，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。水 性环氧树脂作为一种 VOC 低排放的绿色环保材料 基料，具有节省资源、低污染、力学性能优异、耐热性 好、耐候性等性能，广泛应用于建筑涂料、粘合剂及 复合材料等现代工业领域［1-2］。水性环氧树脂优势 突出表现在：一方面混合体系可在室温或潮湿的环 境下固化；另一方面表现在固化时间适中，并保证有 较高的力学强度。因此，环氧树脂的水性化是当前 环氧树脂在应用领域里的发展趋势，也是当前研究 的热点之一，具有重要的开发意义和实用价值［3］。
Abstract：The waterborne epoxy resin emulsion is preparation by phase inversion technique. One of its raw materials was water emulsifier which was synthesis of epoxy resin（ E-44），surfactan（t OP-10）and catalyst. The effect of emulsifier，reaction temperature，etc. on waterborne epoxy resin particle size and structure were discussed. The results showed that the optimum technology condition of preparation to waterborne epoxy resin emulsion were as follows：triethanolamine as catalyst，and the emulsifier amount of 20% ，the temperature of 60 ℃ ，and the time of 6 h. Key Words：waterborne epoxy resin；phase inversion technique；waterborne epoxy resin emulsifier
反应时间对乳液稳定性的影响见图 1。
图 2 水性环氧树脂红外光谱 Fig. 2 IR of the waterborne epoxy resin
由图 2 可知，3 490 cm - 1 为羟基 OH—的伸缩振 动峰；3 056，1 608，1 590，1 564 cm - 1 等吸收峰的存 在，说明苯环的存在；1 460，2 960 cm - 1 等的存在，说 明了甲基 CH3 —的存在；2 930 cm - 1 等说明亚甲基 —CH2 —的存在；环氧基的不对称伸缩振动和对称 伸缩振 动 吸 收 峰 在 838，1 250 cm - 1 处 依 然 存 在； 1 108 cm - 1 的吸收峰为烷基醚键 C—O—C 的伸缩 振动［7］。说明苯环氧树脂分子结构基本不变，仍然 保持原来的分子结构。
第 43 卷第 6 期 2014 年 6 月
应用化工 Applied Chemical Industry
Vol. 43 No. 6 Jun. 2014
相反转法合成一种水性环氧树脂 乳液的研究
黄四平
（ 咸阳师范学院 化学与化工学院，陕西 咸阳 712000）
摘 要：用环氧树脂 E-44 和表面活性剂 OP-10 合成水性环氧树脂乳化剂，然后在表面活性剂的作用下，采用相反 转法，将油包水状态环氧树脂转化成水包油状态的水性环氧树脂。探讨了乳化剂用量、反应温度等对水性环氧树 脂粒径和结构的影响。结果表明，合成水性环氧树脂的最佳工艺条件是：以三乙醇胺为催化剂，乳化剂用量为 20% 时，反应温度为 60 ℃ ，反应时间为 6 h。 关键词：水性环氧树脂；相反转法；水性环氧树脂乳化剂 中图分类号：TQ 314. 255 文献标识码：A 文章编号：1671 - 3206（2014）06 - 1061 - 03
形成的水滴表面，形成具有一定张力的亲油性界面
膜，小水滴之间的距离变大，根据吸引能
EA
＝
-
a rm
和排斥能 ER ＝ rbn（ 式中 a、b、m、n 为常数，r 为微粒
间距离），使 得 水 滴 间 的 排 斥 能 大 于 水 滴 间 的 吸 引
能，形成具有恒定大小的小水滴。此时，缓慢加入蒸
馏水，小水滴间的距离变小，吸引能急速增大。当体
3 结论
（1）采用非离子水性环氧树脂乳化剂较容易的 对环氧树脂水性化，获得较为稳定的环氧树脂乳液。
（2）当乳化剂的用量为环氧树脂用量的 1 / 4 以 上时，可以获得粒径较小和能长时间稳定水性环氧 树脂乳液。当乳化剂的用量 > 20% 时，环氧树脂乳 液最为稳定。
当乳化剂用量低于 CMC 时，乳化剂分子不能完全包 覆小水滴，在强烈剪切力的作用下，小水滴相互碰撞
形成大水滴，小水滴没有足够的浓度融合成连续相，
发生相反转，就被环氧树脂固定在分散相中，最终形
成油包水型乳液，这种状况下形成的乳液稳定性不
好，分散相粒子的平均粒度也较大。因此，乳液分散
相粒子的粒度随乳化剂用量增大而快速下降，稳定
本文利用自制的一种非离子型水性乳化剂与环 氧树脂相互作用，通过相反转，将环氧树脂从油包水 状态转变成水包油状态，制得非水溶性环氧树脂水
收稿日期：2014-03-07 修改稿日期：2014-03-18 基金项目：陕西省教育厅项目（2013JK0918）；咸阳师范学院专项科研基金项目（11XSYK106） 作者简介：黄四平（1971 - ），男，陕西泾阳人，咸阳师范学院讲师，博士，从事有机化工方面研究。电话：13152337898，
30
21. 45
1 000 r / min，10 min，分层
50
2. 46
2 000 r / min，20 min，不分层
60
1. 36
3 000 r / min，30 min，不分层
80
12. 24
2 000 r / min，10 min，分层
第6 期
黄四平：相反转法合成一种水性环氧树脂乳液的研究
E - mail：huangsiping1971@ 163. com
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应用化工
第 43 卷
乳液。期望获得微粒粒径小、尺寸分布窄的稳定的 环氧树脂水乳液。
1 实验部分
1. 1 试剂与仪器 E-44 环 氧 树 脂、三 乙 醇 胺、乙 二 醇、聚 乙 二 醇
PEG-4000、OP-10 乳化剂均为化学纯；乙醚，分析纯。 CP124S 电 子 天 平；FTIR-8400S 傅 里 叶 变 换 红
当前环氧树脂水性化主要有 3 种方法：借助机
械作用使非水溶性环氧树脂水乳化的相反转法、借 助在环氧树脂链上引入强亲水基的化学改性法和借 助分子设 计 与 工 艺 设 计 的 化 学 合 成 法［4］。 其 中 相 反转法是制备高分子水性乳液较为普遍的一种方 法，它的原理是在外加乳化剂的作用下，通过物理乳 化的方法，使环氧树脂连续相从油包水相转变为水 包油相，得到对应的稳定且均匀的水性可稀释环氧 树脂乳液体系。特点是制备的乳液分散相粒子粒径 小、制备方法简单、容易实施，但是乳液稳定性差，且 固化后有较多的表面活性剂残留［5］。
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由表 2 可知，当反应温度由 30 ℃ 升高到 60 ℃ 左右时，环氧树脂的平均粒径从 21. 45 μm 减小到 1. 36 μm，呈现出减小趋势，这是因为当温度从室温 开始升高时，乳 化 剂 活 性 增 强，环 氧 树 脂 的 黏 度 下 降，这有利 于 提 高 乳 化 速 度，同 时 可 使 乳 胶 粒 子 变 小；当温度由 60 ℃ 升高到 80 ℃ 时，环氧树脂的平均 粒径又由 1. 36 μm 增大到 12. 24 μm，呈增大趋势， 这是因为若乳化反应温度过高，水分挥发速度过快， 局部温度达到甚至超过表面活性剂的浊点，使乳化 反应效果变 差，乳 液 容 易 分 层，且 使 得 平 均 粒 径 增 大。总体看，环氧树脂的平均粒径随反应温度的升 高而先变小，然后再增大。当温度在 60 ℃ 左右时， 得到的环氧树脂平均粒径是最小的。也就是说，温 度过高，温度降低则使乳胶粒子变大，但都可能导致 乳液体系不稳定，产生凝聚或絮凝。乳液中含水量 过少时，导 致 乳 液 体 系 粘 度 过 大，易 产 生 凝 聚 或 絮 凝，造成乳液稳定性变差。 2. 3 反应时间对乳液稳定性的影响