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第 7 期 聂长华，等: 环氧树脂水性化的研究进展 ·1283·
加中和剂将其中和成盐，从而使环氧树脂水性化 [33-34] 。 等因素对水性环氧树脂理化性能的影响，通过对单
其反应原理如下图所示。 体转化率的监测，最终确定采用氧化还原引发体系、
单体全部滴加的方式，聚合物转化率可达 98%。
接枝反应型化学改性制备水性环氧树脂乳液有
着诸多优点，极大地保留了环氧树脂分子中的环氧
基以提高固化交联密度，能很好地达到施工条件的
接枝反应 e 要求。然而，因为接枝反应的机理非常复杂，导致
无法将改性单体准确接枝到预期位置，副反应难以
得到有效控制，另外很难准确区分发生在活性亚甲
基氢或次甲基氢的接枝产物 [40] ，因此，无法通过此
改性方法得到高纯度的某一类理想产物树脂，通常
以混合物的状态作为树脂的改性剂，如何控制副反
应的发生以及较好分离接枝产物将会是优化接枝改
性法的可行研究方向。
接枝反应 f
4 固化剂乳化法
反应 e 中环氧树脂与异氰酸酯预聚物反应得到
含羧基或胺基的环氧异氰酸酯树脂，再将其中和成 固化剂乳化法是指对多元胺类环氧树脂固化剂
盐，常用作阴极电泳涂料。反应 f 中常用的丙稀酸 进行扩链、接枝等化学改性，使其具有强亲水性，
类单体有苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、羟丙基丙 同时，其还可作为环氧树脂的乳化剂 [41] 。此时，固
稀酸、丙烯酸甲酯等 [35] ，自由基反应引发剂通常选 化剂除了具有常规水性环氧树脂固化剂的基本固化
用过氧化物（如过氧化苯甲酰），通过自由基反应向 性能外，还具有乳化环氧树脂的作用，即具有固化
环氧树脂分子结构中引入强亲水性基团，再用弱碱 和乳化环氧树脂的双重功能 [42] ，通常会选取常用的
中和成盐，即可制得稳定的水性环氧树脂乳液 [28] 。 乙烯胺、脂肪胺、脂环胺和聚酰胺等。在此基础上
张胜 [36] 等以二异氰酸酯为改性剂对环氧树脂进 进行化学改性，而用于化学改性的化合物种类很多，
行化学改性，生成噁唑烷酮结构，再通过接入聚己 通常选取分子结构中含有环氧基、羧基和异氰酸酯
内酯提高其韧性，用环氧树脂 E-51 作为异氰酸酯基 基等活性基团且可以与氨基发生反应，同时又能为
的封端剂控制分子量，最后利用烧碱中和成盐，加 体系提供适当亲水亲油性的化学物质，如三羟甲基
入去离子水搅拌得到可稳定贮存 12 个月的水性环 丙烷三缩水甘油醚、聚醚多元醇二缩水甘油醚和聚
氧乳液，其涂膜可耐水 48 h、硬度达 3H 且附着力 丙二醇二缩水甘油醚等具有亲水基团的缩水甘油醚
为 0 级。Wang [37] 等通过将苯乙烯、丙烯酸与环氧树 类化合物和亲水的丙烯酸酯类化合物 [28] 。
脂之间发生乳液接枝聚合，成功制备出高含量环氧 将固化剂水溶液和环氧树脂混合，利用固化剂
树脂的苯乙烯丙烯酸/环氧复合胶乳，复合乳胶呈现 与环氧树脂发生反应，在其反应程度远未达到环氧
规则的球形形态，直径范围为 150~300 nm，尺寸分 树脂固化交联密度前，得到固化剂-环氧树脂预聚
布较窄，能与环氧固化剂在常温下反应形成交联结 物，在后续的环氧树脂水性化操作中，此预聚物便
构，交联后的涂膜具有良好的机械性能和优异的耐 充当乳化剂的作用将环氧树脂很好地乳化在水中，
化学性。Tang [38] 等设计了一种制备高接枝率的环氧 即可得到稳定的水性环氧树脂乳液 [43] 。其过程和原
接枝复合乳液的新方法，其用单体作为溶剂，然后 理如下图所示。
使丙烯酸和环氧树脂进行酯化反应，将产物与其他
单体在溶剂中乳化成细乳液滴，最后细乳液进行共
聚，从而获得最终产物环氧接枝丙烯酸酯复合胶乳。
该方法消除了有机溶剂产生污染这一问题，接枝后
的复合胶乳呈现出直径为 100 nm 的球形结构，提高
了涂层的粘合、抗腐蚀和阻尼性能。吕斌 [39] 等通过
烯丙基缩水甘油醚和甲基丙烯酸进行自由基聚合反 在固化剂乳化法中，环氧树脂被乳化成分散相
应，制备出可稳定贮存 6 个月的淡黄色含羧基水性 的形式存在于水相中，而环氧固化剂则溶解在水中，
环氧树脂，并研究了加料方式、引发剂种类及用量 体系呈现出非均相，故在固化交联时存在相际间扩
