随着对环境保护的要求日益严格，不含挥发性有机化合物VOC、低VOC、不含有害空气污染物的体系已成为新型材料的研究方向。与溶剂型涂料相比，水性环氧涂料具有诸多优点，如VOC低、气味小、使用安全、可用水直接清洗等，在工业和商业上具有很大的吸引力，正在被不断推广。因此，环氧树脂的水性化研究成为国内外研究的热点。环氧树脂是一个分子中含有两个或两个以上环氧基，且在适当的化学试剂存在下形成三维交联网状固化物的化合物的总称。环氧树脂具有优异的附着性、热稳定性、耐化学品性、绝缘性及机械强度等，广泛用于涂料、粘合剂及复合材料等领域。但是，常用的环氧树脂为非水溶性，只溶于芳烃类、酮类及醇类等有机溶剂。有机溶剂不但价格较贵，而且具有挥发性，对环境造成污染，这限制了环氧树脂在涂料、胶粘剂行业中的大规模使用。

    相反转法

    相反转法即通过改变水相的体积，将聚合物从油包水(W/O)状态转变成水包油(O/W)状态。其是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法，几乎可将所有的高分子树脂借助于外加乳化剂的作用并通过物理乳化的方法制得相应的乳液。

    相反转原指多组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程，如在油/水/乳化剂体系中，当连续相由水相向油相(或从油相向水相)转变时，在连续相转变区，体系的界面张力最低，因而分散相的尺寸最小。通过相反转法将高分子树脂乳化为乳液，其分散相的平均粒径一般为1～2μm[5]。用相反转法制备水性环氧树脂乳液的具体过程是在高速剪切作用下缓慢地向体系中加入蒸馏水，随着加水量的增加，整个体系逐步由油包水向水包油转变，形成稳定的水可稀释体系。在这一过程中，水性环氧树脂乳液的许多性质会发生改变，如体系的黏度、导电性和表面张力等，通过测定体系乳化过程中的电导率和黏度的变化就可判断相反转是否完全。该乳化过程可在室温环境下进行，对于固体环氧树脂，则需要借助于少量有机溶剂或进行加热来降低环氧树脂的本体黏度，然后再进行乳化。 

   环氧树脂水性化技术

    环氧树脂本身不溶于水，不能直接加水进行乳化，故要制备稳定的水性环氧树脂乳液，通常须使环氧基料带一定数量的亲水基团，如羧基、羟基、氨基和酰胺基等。根据环氧树脂制备方法的不同，环氧树脂的水性化方法主要有机械法、相反转法、化学改性法和固化剂乳化法。

    机械法

    机械法即直接法，可用球磨机、胶体磨、均质器等将环氧树脂磨碎，再加入乳化剂水溶液，然后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[3]。可采用的乳化剂有聚氧乙烯烷芳基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酯等，另外也可自制活性乳化剂。专利[4]报道，采用聚乙二酸，双酚A环氧树脂在路易斯酸的催化作用下也可制得环氧树脂乳化剂。此方法的特点是工艺简单，成本低廉，乳化剂用量较少，但环氧树脂在乳液分散相中微粒较大，约50μm左右。粒子形状不规则且尺寸分布较宽，导致乳液稳定性差，涂料成膜性能也欠佳。而且由于非离子表面活性剂的存在，影响涂膜的外观和一些性能。

    我国在此方面的研究较多，用聚乙二醇—邻苯二甲酸酐—环氧树脂E-44多元嵌段共聚体为乳化剂，将环氧树脂E-44乳化成水包油的稳定水基乳液，并用乳液体系电导率和黏度的变化表征了相反转乳化过程。施雪珍等采用环氧树脂和非离子表面活性剂反应，合成反应型水性环氧乳化剂，将具有表面活性的分子链段引入环氧树脂分子链中，并借助于相反转技术制备了水性环氧乳液。

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来源：襄阳厚德复合材料有限公司 发布时间：2013-3-12