水性环氧树脂涂料研究现状与应用前景

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1、水性环氧树脂涂料的合成及研究进展骆云（西安工业大学，班级100310，学号100310122）摘要本文综述了水性环氧树脂涂料的分类和性能，介绍了目前国内外关于水性环氧树脂涂料的研究现状及与应用，并展望了水性环氧树脂涂料的发展前景。关键词水性环氧树脂涂料；性能；合成；应用；前景引言近些年来，环境保护的要求日益迫切和严格,许多国家因此相继颁发了有关控制VOC（挥发性有机化合物,VolatileOrganicCompound）的法令。由于环保法规不断强化促使涂料工业加速发展,其中发展最快的是水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料和辐射固化涂料，其中

2、由于溶剂价格的上涨以及环境保护法规的限制，使得以水作为溶剂成为涂料发展的一个热点。开发既不含VOC或不含HAP(有害空气污染物,HazardousAirPollutants)的系统成为新的研究方向,[1]水性环氧树脂涂料具有无污染、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发展前景。1水性环氧树脂涂料概述水性环氧树脂涂料被称作“绿色涂料”。绿色环保是当今世界的主题也是人类文明进步的表现。水性环氧树脂涂料具有有意的金属附着性和防腐蚀性，同时还有很好的化学稳定性和粘结性能，故水性环氧树脂涂料是目前

3、各国研究的重点。1.1水性环氧树脂涂料定义水性环氧树脂涂料是由水性环氧树脂改性聚酰胺树脂及其它辅助材料配置而成的,对基材的附着力强，耐化学药品性及电绝缘性能优异。水性环氧树脂涂料由双组分构成：（1）疏水性环氧树脂分散体（乳液）；（2）亲水性的胺类固化剂。1.2水性环氧树脂涂料的分类目前水性涂料品种繁多，大致分为三种主要类型:水分散型、胶体分散型、和水溶性。市场上广泛使用的主要是疏水性环氧树脂和亲水性胺类固化剂2个组分,根据2个组分的物理形态可分为5种类型。水性环氧树脂的分类方法很多,按照经典的分类方法将水性环氧树脂涂料分成Ⅰ型、II型、

4、Ⅲ型、Ⅳ型等4类:Ⅰ型水性环氧树脂体由低分子液体双酚A环氧树脂和水性固化剂组成。采用各种活性稀释剂来调节环氧树脂的粘度和固化后涂膜的交联密度。II型采用高分子量固体双酚A型环氧树脂。环氧树脂是亲油性分子,其亲水亲油平衡值(HLB)小于Ⅲ型。Ⅲ型由低分子量的液体环氧树脂乳液和水性环氧固化剂组成,低分子量液体环氧树脂乳液一般采用相反转技术制备。Ⅳ型水性环氧树脂Ⅳ型由Ⅲ型改进而来。由水性环氧树脂乳液和聚氨酯改性环氧固化剂组成。1.3水性环氧树脂涂料性能与特点由于环氧树脂分子结构中含有的环氧基、醚键、羟基以及苯环结构等特征基团，对涂膜的最终性能

5、起着重要的作用，使环氧涂料具有以下性能：（1）优良的附着力。环氧树脂涂料具有优良附着力主要是由环氧树脂的分子结构及其固化反应特点决定的。环氧树脂分子结构中具有环氧端基、羟基及醚键等极性基团，这些基团的存在使环氧树脂分子与相邻界面产生电磁吸附或化学键，[2]因此环氧树脂涂料涂膜与金属、木材、混凝土等基材表面能产生很强的黏结力。（2）良好的耐化学腐蚀性能。环氧树脂中含有亲水的羟基、醚键以及固化剂中的氨基等亲水性基团都会影响到涂膜的耐水性，但双酚A环氧树脂分子中的两个苯环与一个亚丙基对羟基与醚键具有屏蔽作用，从而保证了整个漆膜的耐水性。环氧树

6、脂固化成膜后，由于分子结构中含有稳定的苯环和醚键，分子结构又较为紧密，因此对化学介质有较好的稳定性。(3)涂料品种的多样性与广泛的适应性。环氧树脂与环氧固化剂的品种都很多，可以通过改变配方以适应于不同的施工条件与应用环境，使环氧涂料表现出品种的多样性与应用的灵活性。2溶剂型环氧树脂涂料和其它水性树脂涂料所无法比拟的。因而，水性环氧树脂涂料是环氧树脂发展的重要方向之一，具有广阔的应用前景。环氧树脂本身不溶于水，只溶于芳香烃及酮类等有机溶剂。制备水性环氧树脂就是使原本的溶剂型环氧水性化，采用的方法通常是在原环氧树脂分子链中引入亲水性的分子链

7、段，或者引入具有乳化剂功能的组分，使环氧树脂能够在水中溶解或分散。根据水性化的方式不同，可以将制备的水性环氧树脂涂料分为自乳化水性环氧树脂、外加乳化剂乳化水性环氧树脂和相反转法乳化水性环氧树脂。2.1自乳化水性环氧树脂自乳化法又称化学改性法。它是指通过化学反应，将极性基团引入环氧树脂分子中，使其具有亲水的性质。环氧树脂分子中活性基团较多，在环氧基、亚甲基、仲羟基上都可引入亲水基团，所以此方法还是有很大的开发潜力的。自乳化法具有的特点是制得的乳液的粒径小，可以达到纳米级，而且比较稳定，在储存运输过程中不易沉降变质。而且，因其不需要引入外加

8、的乳化剂，所以可以避免外加物质对成膜效果的不良影响。根据化学改性方法的不同，自乳化法又可分为胺基反应法、羧基反应法和接枝法。2.1.1胺基反应法自乳化胺基反应法是指由伯胺基、仲胺基等亲核基团与环氧树脂中的环