水性环氧乳液的制备与性能
水性环氧防腐涂料的研究与制备
水性环氧防腐涂料的研究与制备摘要：结合具体的水性环氧防腐涂料的工作和环境特点，考察不同自制水性环氧乳液、自制环氧固化剂，环境友好型防锈颜料，在水性双组分环氧涂料中对附着力、耐冲击、耐水耐盐雾性的影响。
从水性环氧固化剂、水性环氧乳液原材料选取、搭配，防锈颜料的选择等多个影响涂料性能的因素和条件进行分析，以求分析出影响漆膜各项性能的最大因素。
获得水性双组分环氧防腐涂料最佳方案。
关键词：水性；改性胺；环氧乳液；防锈颜料引言：水性双组分环氧防腐涂料因其性能突出而获得市场广泛认可。
近年来从环氧乳液方面，环氧固化剂方面还是防锈颜料方面对其性能影响进行研究的文章不少[1-2]。
但从自主合成环氧乳液和固化剂出发，探讨环氧乳液、环氧固化剂和防锈颜料这3个对环氧防腐涂料性能影响最大的因素的相关文章较少。
结合工程机械、汽车零部件等应用领域对漆膜的性能要求，以及可能出现的高湿度涂装，本文通过测试漆膜的早期（24h）耐水性，耐盐雾性、附着力和耐冲击性，分析水性改性胺环氧固化剂、水性环氧乳液原材料的选取、搭配，以及防锈颜料的选择搭配对涂料性能的影响，找出能平衡涂料稳定性和漆膜各项性能的环氧乳液和环氧固化剂方案，同时获得水性双组分环氧防腐涂料最佳方案。
一、实验部分1.1、实验原料及步骤水性改性胺环氧固化剂：在干燥氮气保护下，将三乙烯四胺TETA（分析纯）投入到装有回流冷凝管、温度计及搅拌器的500 ml四口反应瓶中，在65±5℃时滴加环氧E51（巴陵石化）和PM混合物，反应4 h得到TETA与E51加成物；升温至70±5℃，滴加聚乙二醇二缩水甘油醚PEGDGE 215，反应3 h；升温至75±5℃，滴加单环氧化合物BEG（江苏森菲达）封端，反应至活泼氢当量为（120±10），最后加入去离子水稀释到60%固含。
环氧乳液：将E20溶于PM中，加入用PEG-8000、PEG4000（陶氏）自制的反应型乳化剂，在65-75℃，高速分散(2000-3000/min)下缓慢加入去离子水直至相转换，稀释至所需的固含和粘度。
环氧乳液 制备
环氧乳液制备1. 简介环氧乳液是一种常用的水性环氧树脂产品，具有良好的粘接性能、耐化学腐蚀性和耐热性，广泛应用于涂料、粘合剂、地坪等领域。
本文将详细介绍环氧乳液的制备过程。
2. 原材料准备制备环氧乳液所需的原材料包括环氧树脂、固化剂、分散剂和稀释剂等。
其中，环氧树脂是主要成分，固化剂用于与环氧树脂发生反应形成固态聚合物，分散剂用于将环氧树脂分散在水中形成乳液，稀释剂用于调节乳液的粘度。
3. 制备步骤步骤一：配制固化剂溶液1.将适量的固化剂溶解在适量的稀释剂中，并搅拌均匀。
2.调整固化剂溶液的浓度，使其符合产品要求。
步骤二：配制分散剂溶液1.将适量的分散剂溶解在适量的水中，并搅拌均匀。
2.调整分散剂溶液的浓度，使其符合产品要求。
步骤三：制备环氧乳液1.将适量的环氧树脂加入到分散剂溶液中，并搅拌均匀。
2.在搅拌的同时，将固化剂溶液缓慢加入到环氧树脂溶液中。
3.持续搅拌，直至乳液形成。
4.调整乳液的粘度和pH值，使其符合产品要求。
步骤四：过滤和包装1.将制备好的环氧乳液进行过滤，去除其中的杂质。
2.将过滤后的乳液进行包装，以便后续使用。
4. 质量控制在环氧乳液制备过程中，需要进行严格的质量控制以确保产品质量稳定可靠。
以下是常用的质量控制方法：•测定固化时间：通过调整固化剂用量、温度等条件，控制环氧乳液的固化时间。
•测定粘度：使用粘度计测定乳液的粘度，根据产品要求进行调整。
•测定固含量：通过烘干法测定乳液中固态成分的含量，以控制产品质量。
•检测pH值：使用pH计检测乳液的pH值，确保其在合适的范围内。
5. 应用领域环氧乳液具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：•涂料：环氧乳液作为水性环氧树脂基料，可用于室内外墙面、地板、金属防腐等领域的涂料。
•粘合剂：环氧乳液可用于木材、纸张、纤维等材料的粘接。
•地坪：环氧乳液可用于工业地坪和商业地坪的施工，具有耐磨、耐腐蚀、易清洁等特点。
6. 结论通过以上步骤，我们可以成功制备出优质的环氧乳液。
水性环氧防腐漆配方及应用研究
水性环氧防腐漆配方及应用研究随着环保意识的增强，对高性能防腐涂料的需求也十分迫切。
本文介绍了水性环氧防腐涂料的制备方法，讨论了水性环氧体系的优点。
标签：水性环氧；底漆；防腐性引言随着国家对环境保护的重视及人们环保意识的日益增强，水性涂料成为涂料发展的重要方向和研究热点。
水性环氧防腐涂料是以水为分散介质，环氧树脂作为主要成膜物质的一种的涂料，因其绿色环保、生产施工方便、无安全隐患、成本较低等优势而成为研究热点。
1.实验部分1.1实验原料和制备方法主要原料：水，润湿剂，分散剂，增稠剂，消泡剂，助溶剂，闪锈剂，环氧乳液及固化剂（美国翰森，亨斯曼，美国空气化学，自制），功能填料（三聚磷酸铝粉，磷酸锌粉），滑石粉，硫酸钡，云母粉等。
A组份制备方法：在搅拌釜中依次加入水，润湿剂，分散剂，闪锈剂，助溶剂，消泡剂等，控制搅拌速度为400转/min，搅拌20min-30min，然后将滑石粉，磷酸锌粉，硫酸钡，三聚磷酸铝粉，云母粉等加入上述混合液中，开启高速分散模式，转速900转/min。
搅拌1h，加入反应釜中分散均匀，最后加入环氧树脂乳液，增稠剂制得水性环氧防腐涂料A组份，并将A组份研磨至细度≤40um。
B组分制备方法：在搅拌釜中加入消泡剂，润湿流平剂，水性环氧固化剂搅拌均匀即可。
1.2水性环氧防腐涂料基本配方水性环氧防腐涂料基础配方见表1所示。
1.3试验仪器和水性环氧防腐涂料性能检测漆膜硬度仪（TQC-SP0500），高速分散搅拌器（FJS-300），盐雾试验仪（YWX/Q-250），NDJ旋转粘度计等。
水性环氧防腐涂料依据《水性环氧树脂防腐涂料》HG/T4759-2014标准要求制作检测样板。
2.结果与讨论2.1水性环氧树脂乳液与固化剂体系对成膜性能的影响2.1.1胺氢当量对漆膜基本性能的影响本试验采用自主开发的水性环氧树脂固化剂体系，研究胺氢当量对漆膜基本性能的影响。
其结果如表2所示。
2.1.2防腐清漆对比试验影响本文通过自主开发的水性环氧乳液清漆体系与市售产品清漆体系进行对比试验，其性能结果如表3所示。
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
水性环氧丙烯酸乳液的性能及合成技术分析
科 技 创 新
水性环氧丙烯酸乳液的性能及市鑫 雨贸 易有限公 司， 广东 广州 ５ １ ０ ６ ６ ３ ）
摘 要： 溶剂型的环氧树脂不溶于水 ， 易溶于酯 、 酮、 醚等有机溶剂， 但是不符合环保的需要 。 为 了开发出环保型的环氧树脂材料 ， 加强其水洗化的研 究是十分有必要的。 水性环氧树脂 中没有挥发性的有机溶剂， 所以对环境 比较友好 ， 而且还具有良好的机械性 能、 耐化 学性 和绝 缘性 能等 。 近年 来水性 丙烯 酸 改性 环氧 树 脂成 为 了研 究的 热点 ， 而 且取 得 了一 定 的成 果 。 环 氧 丙烯 酸 不仅 保 留 了环氧树脂的优点， 而且还具有非常好的光活性 ， 因此成为固化涂层材料 中应用比较广泛的感光性树脂。
关键词： 环 氧 树脂 ； 水性 ； 环 氧 丙烯 酸乳 液 ； 丙烯 酸 改 性
水性环 氧树脂体 系能够 有效 的降低挥发 性有机物 的使用 ，符合环 此时环氧丙烯酸树脂的 ｐ Ｈ值达到 ７ ～ ７ ． ５ ，然后用水稀释达到其 固含量 Ｏ ％± ２ ％， 然后得 到淡 黄色透 明粘稠状的水 性环氧丙烯酸 树脂 。水 性 保要求， 因此在工业生产和生活中得到了广泛的应用。密切常用的环氧 的 ５ 树脂涂料大部分是溶剂型的，其中的挥发物则含有易燃易爆的有毒物 环 氧丙烯酸涂 漆的配料如 下表所示 质， 在 挥发 的过程 中直接排 放到大 自 然 中， 在 阳光的作用 下会形 成烟雾 原料 规格 质量分数 （ ％ ） 或者酸雨 ， 对环境产生了比较大的破坏作用。 水 涂料以及高固体份涂 水性环氧丙烯酸树脂 自制，５ Ｏ ％ ±２ ％ ４ Ｏ ６ Ｏ 料等环保型的涂料 日 益得到了人们的重视 ， 因此得到了比较快的发展， 水『 生 氨基树脂 国产，７ ５ ％ ±２ ％ ５ １ ２ 而且水性涂料在使用的过程中还具有节省资源 、 有机物排放量比较低 高岭土 国产，工 业品 ５ ｌ Ｏ 的优 点 。 色素炭黑 国产 ，工 业品 ２ ３ １ 环 氧树脂 的性 能简介 滑石粉 国产，工业品 ３ １ Ｏ 专用稀释剂 自 制 １ ５ ２ ５ 环氧树脂是常用的热固性树脂， 在热固性树脂 中的用量比较大， 而 多聚磷酸铝 国产，工业品 ４ ８ 且应用比较广泛。 在环氧树脂中含有独特的环氧基 、 羟基以及醚键等活 消泡剂 进口 适量 性基团， 所以能够表现出优异的性能。环氧树脂具有许多种类 ， 而且性 分散剂 进口 适量 能各异 ， 还具有非常多的改胜剂、 促进剂 、 添加剂等， 可以组成多种组合， 从而得到性能不同的环氧固化体系， 能够满足各种 胜能和工艺的要求 。 制作工艺 ， 将水 『 生 环氧丙烯酸树脂 、 专用稀释剂、 分散剂投放到调 环氧树脂具有 良好的力学性能 ， 其分子结构紧密 ， 具有非常强的内 漆缸中 ， 搅拌均匀后加入颜填料 ， 分散均匀之后用砂磨机研磨 ， 其细度 聚力 ， 其 力学性能 比不饱 和 的聚酯树脂 、 酚醛树脂等 热 固性 树脂优 良的 达到￣ ＜３ ０ １ ｘ ｍ， 然后再加入水性环氧丙烯酸树脂、 水性氨基树脂 、 稀释剂 多。而且还具有黏结强度高 ， 粘接ｌ 生 能优异等优点， 其中含有的羟基 、 环 搅拌均匀之后 ， 过滤即得到成品。在合成环氧丙烯酸树脂的过程中， 其 氧基 、 醚键等具有 比较大的活性， 决定了其 良好的黏接强度 ， 可以用来 关键是单体的选择 ，可以选择不同的单体组合来满足涂料漆膜的使用 作为结构胶。 对于大部分金属和非金属材料都具有良好的粘接Ｉ 生， 例如 要求。共聚物的玻璃化温度对于合成成功与否具有密切的关系， 在共聚 木材、 玻璃、 陶瓷等。 但是大部分环氧树脂都不能溶于水 ， 对环境有比较 物转化的过程中， 其许多物理ｌ 生 能都发生了剧烈的变化。可以根据推算 大的危害 ， 给其施工、 运输以及存储等都带来了不便， 因此用水来作为 出的共聚物 的玻璃化 温度来调 整环氧 树脂 的硬度 ，并且 加入 羧基和 羟 溶剂的水性环氧树脂受到了人们的重视口 。水性环氧树脂不但对环境比 基使其达到水溶 和交联官能团目 。 在合成水溶性树脂的方法中， 可以用 较友好， 而且可以在潮湿 的界面上施工 ， 而且使用简单 ， 对于施工环境 有机胺中和环氧丙烯酸树脂上的羧基使其表现出水溶性。有机胺具有 的要求不高， 便于清洗 、 存储等优点 ， 因此成为 了环氧树脂发展的主要 定的挥发性， 在涂料加工的过程中释放出醇基， 它能够和涂料 中的氨 方 向。 基 树脂发 生反应 ， 从 而形成具 有 良好 『 生 能 的交 联涂膜 。胺 的选择 不同 ， 环氧树脂的分子结构中含有羟基、 环氧基以及醚键等基团， 从而表 对于涂料的性能 、 粘度 、 涂膜固化以及贮存时的稳定性等都具有重要 的 现出了一系列优异的物理 陛能，例如具有良好的绝缘性能和机械Ｉ 生能 影响。 二甲基乙醇胺用量 比较少， 在使用之后涂膜的表面不容易形成缺 以及耐化学洼能等 ， 在复合材料基体、 胶粘剂 、 涂料等方面得到了广泛 陷 ，所 以可 以选择 二 甲基 乙醇胺来作 为 中和剂来提 高环氧 丙烯酸树 脂 的应用。 为了进一步的提高其使用性能， 降低环氧树脂材料对于环境的 的水溶性， 还要调节涂料的粘度和涂膜的流平胜。 可以通过加入少量的 危害， 加强其水溶性研究非常重要。环氧树脂的水性改善是在环氧树脂 醇和醇 醚类 亲水性 助溶剂 的方法 ， 在 本方法 中选择使 用丁醇 、 乙二 醇醚 的大分子上加入强的亲水基团， 然后使其具有 自乳化和水溶性的功能， 类溶剂来作为助溶剂。 助溶剂和水按照一定的比例混合使用 ， 得到的涂 常见的水性改 胜剂有羟基、 氨基 、 羧基等化合反应日 。对环氧树脂水性化 料在施工的过程中粘度合适、 固体分高， 而且涂膜的外观和流平性 比较 的重要方法是成盐的方法 ， 在其分子的骨架上引入极性基团， 然后使其 好。由于乙二醇醚类溶剂对人体的健康具有危害性 ， 在实际生产中可以 亲水因子在水 中分散 。具体的操作中可以先把环氧树脂变成含有碱基 用丙二醇醚类溶剂来替代。环氧丙烯酸树脂和水性氨基树月 旨 能够交联 团的树脂 ， 然后利用碱或者酸来中和成为盐来水性化的方法。 其中利用 成膜， 最终成为不溶不熔的涂膜， 氨基树脂的用量对涂膜的物理性能如 碱 中和 的方法 应用 的 比较 多 ， 如： 利用 不包 含 的脂肪 酸 、 丙 烯酸 类单 体 硬度、 耐冲击性附着力等具有重要的影响。水 胜涂料用水来作为溶剂 ． 和聚合物等化合物 ，其次还可以利用二元酸和环氧树脂上的双键进行 而且大 部分树脂 都表现 出弱碱性 ，水 陛涂料 在颜料 的使用 上和传 统 的 加 成反应 ， 最后用 碱来 中和成为盐 ， 最终得 到水 性环氧树 脂乳液 。 溶剂型涂 料的使用存 在 比较大 的不 同 。 对于水 性涂料来说 ， 其 颜料要满 ２水 胜环氧丙烯酸乳液的合成和应用性能分析 足在水 中不发胀 、 耐高温 以及遇水 不返粗 ， 其 酸碱度 接近 中＿ Ｉ 生 等 。如果 在环氧树 脂的水性改 『 生中对 于环氧基 的处理 比较灵 活 ，在 固化反 ｐ Ｈ太高， 容易造成树脂皂化 ； 如果 ｐ Ｈ值太低 ， 容易导致树脂分层。 应中除了环氧基和固化剂发生交联之后 ， 还可以依靠引进的羧基、 羟基 对于涂料的 皂 来说，其质量的好坏和成膜的底料具有 密切的关 等官能 团和固化剂发生 交联 固化 。在环氧树脂 的水 『 生 化方法 中 ， 有 多种 系， 成膜物质决定了涂层的理化陛能。合成工艺对于乳液的水分散稳定 方 法可 以选择 ，例 如可 以引入不饱 和的脂肪 酸和环 氧树 月 韶自 化反应 来 性具有重要的影响， 为了得到良好的实验效果， 要选择使用合适的原料 生 成环氧酯 ， 环氧 树脂还可 以和干 ｌ 生 油脂 酸酯化而得 到环氧酯底 漆。环 合成工艺 ， 从而得到性能优异的涂膜。 在合成的过程中聚合稳定对于聚 氧丙烯酸酯型是其中应用最为广泛的方法，可以利用丙烯酸类的单体 合稳定性和产品的质量具有重要的影响， 温度是其中关键的因素。 如果 或者聚合物和环氧树脂发生接枝共聚，生成具有酸陛基团的环氧丙烯 反应的温度过高， 就容易导致引发剂的分解速度加快。在环氧树脂和丙 酸树脂， 然后用碱中和Ｈ 。 环氧树脂和异氰酸酯预聚物反应之后可以得到 烯酸单体的共聚反应中，存在着羧基单体之间的共聚反应和羧基单体 含有氨基 、 羧基、 羟基的环氧异氰酸酯树脂 。 和环氧树脂的共聚反应 。如果反应温度不同，
水性环氧聚氨酯乳液的制备及性能研究
３ ８
邓朝霞： 水性环氧聚氨酯乳液的制备及性能研究
绝 缘材 料 ２ ０ １ ３ ， ４ ６ （ ２ ）
水性环氧 聚氨 酯乳液 的制备及性能研 究
邓朝霞
新型水性环氧乳化剂的制备及应用
新型水性环氧乳化剂的制备及应用一、引言水性环氧乳化剂是一种具有环氧基团的乳化剂，它能够使环氧树脂在水中分散形成乳液，并且具备较好的耐水性能。
随着环保意识的提高和涂料市场的变化，水性环氧乳化剂作为一种环保型乳化剂开始受到广泛应用。
本文将详细介绍新型水性环氧乳化剂的制备工艺及其在涂料领域的应用。
二、水性环氧乳化剂的制备1.原材料的准备：环氧树脂、乳化剂、表面活性剂等；2.乳化剂制备：将乳化剂溶解于适量的水中，加热搅拌，使其均匀溶解；3.添加环氧树脂：将环氧树脂加入乳化剂溶液中，并持续搅拌，使其均匀混合；4.调节pH值：通过添加碱性或酸性溶液，调节乳液中的pH值，使其适宜；5.稳定剂的添加：将适量的稳定剂加入乳液中，用于增加乳液的稳定性；6.乳化过程控制：控制乳化剂和环氧树脂的加入速率及温度，使得乳液的质量得以保证；7.过滤：对乳液进行过滤，去除杂质，提高产品的质量。
三、水性环氧乳化剂的应用1.水性环氧地坪涂料：水性环氧乳化剂可以作为水性环氧地坪涂料的胶黏剂，具有以下特点：耐水性好、粘结强度高、环境友好等。
通过在乳液中加入颜料、填料等成分，可以根据实际需要制备出适用于不同场合的地坪涂料。
2.水性环氧防腐涂料：水性环氧乳化剂因其耐水性能好，被广泛应用于防腐涂料领域。
水性环氧乳化剂与防腐颜料、填料等混合后，形成的涂料不仅可以有效防腐，还具备抗水、抗渗透性能。
3.水性环氧胶：水性环氧乳化剂也可以应用于水性环氧胶的制备中。
水性环氧胶具有耐水性好、粘结力强、环保等特点，广泛用于家具、家装等领域。
4.其他领域的应用：水性环氧乳化剂还可以应用于水性环氧树脂涂料、水性环氧地坪漆、水性环氧防水涂料等领域。
四、总结随着环保意识的提高，水性环氧乳化剂作为一种环保型乳化剂在涂料领域得到了广泛应用。
通过对新型水性环氧乳化剂的制备和应用进行研究，可以推动涂料行业的绿色发展，为环境保护做出贡献。
同时，还可以推动乳化剂技术的创新和发展，提升产品的性能和质量，满足市场的需求。
水性环氧乳液的制备及起泡性能研究
在 ２ Ｌ的环 氧乳 液 中 ， 入 不 同量 的起 泡 ０ｍ 加 剂 Ａ Ｓ 高速搅 拌 ３ｍｎ 使之起 泡 ， Ｏ ， ｉ， 用泡 沫析 液半 衰期 法对 泡 沫 的起 泡 体 积 及 稳 定 性 进 行 静 态 评
价， 果 见 表 ４ 结 。起 泡 剂 用 量 （ 量 分 数 ） 质 为
３８
Ａ Ｖ ＤＡ
Ａ
细
石
油
化
工
进
展
ＮＣＥＳ Ｉ ＦＩ Ｎ ＮＥ ＥＴＲＯＣＨ ＥＭ Ｉ ＡＬＳ Ｐ Ｃ
第 ｌ 一 １期 ３卷第
水 性环 氧 乳 液 的制 备 及 起 泡 性 能研 究
李 宏 ， 宋 奇 ， 李超群 ，闫国锋
（ 中国石油大学 （ 东 ） 华 石油工程学 院 ， 岛 ２ ６５ ） 青 ６ ５ ５ ［ 摘 要 ］ 环 氧树 脂 Ｅ一 ４与 聚乙二醇在催 化剂作用下发生 聚合 反应 ， ４ 合成 了一种 水性 环氧
树脂乳化剂 ， 并通过相反转 法制 得了稳定的水性 环氧乳 液 。当乳 化剂 质量分数 为 １％ ， ５ 乳化 温度 为 ５ ｃ时 ， ０ｏ 环氧乳液有 良好 的稳 定性 。当环氧乳液含量 为 ５ ％ ， ０ 加入 ０４ 的起 泡剂 Ａ Ｓ和 ３ ．％ Ｏ ％
稳 泡 剂 ， 液 的起 泡 性 能最 佳 ， ９ 乳 在 ０℃ 时 泡 沫 半 衰期 大 于 ４ ｉ。 ０ｍｎ
定性 进行 静态 评价 ， 验结 果见 表 ３ 实 。
由表 １可 知 ， ５ 。 下 制 得 的乳 液 粒 径 较 在 ０【 ＝ 小 ， 比较 稳定 。其 原 因可 能有 两方 面 ： 且 一是乳 化
表 ３ 不 同起泡 剂对 乳液起 泡 性能 的影 响
剂在 某一 温 度时 能 发 挥 出 最佳 乳 化 效 果 ， 随着 温 度升 高 ， 化 剂 的 亲水 性 降 低 ， 化效 率 下 降 ； 乳 乳 二 是分 散相 粒 子获 得的 动能增 加 ， 热运 动加 剧 ， 在乳 化过 程 中乳胶 粒相 互 碰撞 ， 聚结 的几 率增 大 ， 使乳 液稳 定性 下 降 。另 外 ， 高 的温 度也 会 引起 乳 胶 过
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第39卷第5期2019年10月投稿网址：http ：//辽宁石油化工大学学报JOURNAL OF LIAONING SHIHUA UNIVERSITYVol.39No.5Oct.2019水性环氧乳液的制备与性能海春杰，宋雨方，李兰，林娜，张洪吉，东为富（江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡214122）摘要：采用丁二酸酐对聚乙二醇单甲醚(mPEG)进行改性，得到羧酸型mPEG⁃COOH ，将mPEG⁃COOH 与环氧树脂反应，得到水性环氧树脂乳化剂。
环氧树脂乳化剂与环氧树脂混合，通过相反转技术，得到稳定的水性环氧树脂乳液。
采用红外光谱、高效液相色谱、粒度分析仪等对该乳化剂的结构及环氧树脂乳液的稳定性、粒径分布等进行表征。
研究了乳化剂合成时甲氧基聚乙二醇相对分子质量、环氧树脂相对分子质量、乳化剂浓度等对乳液稳定性的影响。
结果表明，成功制备出了水性环氧乳化剂及水性环氧乳液。
水性环氧乳液的粒径分布在0.8~1.5μm ，且乳液稳定性良好。
该水性环氧树脂乳液与胺类固化剂室温固化后，所得涂膜具有较好的耐水、耐污性能，其吸水率和耐水失重率分别为0.35%和0.25%。
关键词：乳化剂；水性环氧；相反转；耐水性中图分类号：TQ317文献标志码：Adoi ：10.3969/j.issn.1672⁃6952.2019.05.002Preparation and Properties of Waterborne Epoxy EmulsionHai Chunjie ，Song Yufang ，Li Lan ，Lin Na ，Zhang Hongji ，Dong Weifu（College of Chemistry and Materials Engineering ，Jiangnan University ，Wuxi Jiangsu 214122，China ）Abstract :Methoxypolyethylene glycols (mPEG)was first modified with succinic anhydride to obtain carboxylic acidterminated mPEG(mPEG⁃COOH).Epoxy resin emulsifier was fabricated by mixing the mPEG⁃COOH with epoxy resin,and the stable aqueous epoxy resin emulsion was obtained by phase inversion technique.The emulsifier structure,particle size distribution and the emulsion stability were characterized by infrared spectroscopy,high performance liquid chromatography and particle size analyzer.The effects of the molecular weight of mPEG,the type of epoxy resin and the emulsifier concentration on emulsion stability were carefully studied.The results showed that aqueous epoxy emulsifier and waterborne epoxy emulsion were successfully prepared.The aqueous epoxy emulsion has a particle size distribution of 0.8~1.5μm and good emulsion stability.The obtained cured films by reacting the emulsion and amine curing agent at room temperature showed good water resistance and pollution resistance.Its water absorption rate and water loss weight loss rate were 0.35%and 0.25%,respectively.Keywords :Emulsifier ；Waterborne epoxy emulsion ；Phase inversion ；Water resistance环氧树脂作为三大通用型热固性树脂材料之一，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[1⁃3]。
根据相似相溶原理，传统的环氧树脂只能溶于有机溶剂，不能溶于水。
但是，有机溶剂不仅成本高，而且挥发性强，挥发的有机溶剂对人和环境都造成很大的危害[4⁃5]。
随着人们环保意识的增强，对环保无污染涂料的需求也越来越多[6⁃8]。
因此，制备环保无污染的水性环氧树脂就显得尤为重要。
制备水性环氧树脂的方法主要有机械法、自乳化法、相反转法[9⁃11]。
机械法制备水性环氧树脂工艺简单，但是制备的环氧树脂乳液粒径较大，约为50μm ，且制备环氧树脂乳液的稳定性较差。
自乳化法也称为化学改性法，是在环氧树脂上接入一些亲水文章编号：1672⁃6952（2019）05⁃0007⁃06收稿日期：2019⁃07⁃03修回日期：2019⁃07⁃24基金项目：国家自然科学基金项目（BK20150135）。
作者简介：海春杰（1994⁃），女，硕士研究生，从事双亲性大分子研究；E⁃mail ：chunjiehai@ 。
通信联系人：东为富（1976⁃），男，博士，教授，博士生导师，从事聚合物复合材料研究；E⁃mail ：wfdong@ 。
辽宁石油化工大学学报第39卷基团。
自乳化法制备的环氧树脂乳液粒径较小，但是制备方法较为复杂，可操控性差，原料成本高[11]。
相反转法是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法，即多组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程，例如在油/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[12⁃15]。
由于水性环氧乳液体系中含有亲水性的乳化剂，因此树脂在使用过程中耐水性会大大下降，为了提高树脂的耐水性行为，必须减少亲水链段的引入。
但是，乳化剂的加入量过少会导致乳液粒径较大，稳定性较差。
乳液中液滴的尺寸越小，其重力分离和液滴聚集的稳定性就越好。
传统的水性环氧乳液的粒径一般分布在1~2μm，制备过程中用到的乳化剂质量分数一般为20%左右，制备的固化膜的耐水性较差，这就限制了水性环氧乳液在各个行业的使用。
因此，为了既保证乳液的稳定性又能提高固化膜的耐水性及耐污性，本文制备了一种高效的反应性乳化剂，改善了乳化剂与环氧树脂的相容性，并且乳化剂在固化过程中能够参与反应。
在保障乳液稳定性的前提下，该乳化剂质量分数可降低至5%。
以此环氧乳液制备的固化膜具有较好的耐水性和耐污性。
在相同条件下，取市售环氧乳液制备室温固化膜，对比了两者的耐水性，结果表明本文制备的固化膜耐水性较好。
1实验部分1.1试剂与设备试剂：聚乙二醇单甲醚1000（mPEG1000）、聚乙二醇单甲醚1200(mPEG1200)、聚乙二醇单甲醚2000(mPEG2000)，工业级，南通德瑞克化工有限公司；丁二酸酐，工业级，山东佰仟化工有限公司；双酚A型环氧树脂（E⁃51、E⁃20），工业级，广州市葵邦化工有限公司；丙二醇甲醚醋酸，化学纯，上海麦克林生化科技有限公司。
设备：RW20机械搅拌器、RCT basic package 加热磁力搅拌器，德国IKA公司；ZetaPALS纳米粒度分析仪，美国布鲁克海文仪器公司；Waters THF 高效液相色谱仪，美国沃特世科技有限公司；LYNX4000离心机，美国赛默飞世尔科技公司；ZK⁃82A真空干燥箱，上海实验仪器厂；JB/T5374⁃1991电子天平，瑞士Mettler Toledo公司。
1.2环氧树脂乳化剂的合成按一定比例将mPEG、丙二醇甲醚醋酸酯、丁二酸酐加入到装有机械搅拌的三口烧瓶中，加热至80℃反应12h。
第二阶段加入环氧树脂升高温度至130℃，继续反应2h，得到环氧树脂乳化剂。
改变mPEG、环氧树脂的相对分子质量以探究不同条件下制备的乳化剂的乳化效果。
乳化剂的编号：以R⁃1⁃51为例，R代表乳化剂，1代表反应中所用聚乙二醇为mPEG1000，51代表反应中所用环氧树脂为E⁃51。
其他乳化剂编号以此类推。
不同条件下制备的乳化剂编号见表1。
1.3水性环氧树脂乳液的制备称取一定比例的上述乳化剂、环氧树脂于装有机械搅拌的三口烧瓶中，混合均匀后缓慢滴加一定量的去离子水，得到水性环氧树脂乳液。
改变乳化剂的种类及乳化剂的质量分数，探究不同条件下制备的水性环氧乳液的稳定性。
环氧乳液的固含（乳液烘干后剩余部分占总量的质量分数）均为50%。
环氧树脂选用E⁃20时，由于E⁃20相对分子质量较大，需要加入一定量的溶剂。
不同条件下制备的水性环氧树脂乳液编号见表2。
1.4性能测试与表征1.4.1红外表征采用全反射傅里叶红外光谱仪对mPEG及乳化剂进行结构表征。
扫描范围为4000~500cm-1，分辨率为1cm-1，扫描50次。
1.4.2乳化剂相对分子质量测试采用高效液相色谱仪对mPEG、环氧树脂及乳化剂进行相对分子质量测试。
测试条件：溶剂为THF，注射体积为20μL，样品运行时间为25min。
1.4.3乳液稳定性测试分别称取一定质量的水性环氧树脂乳液，加入离心机离心管中，在转速为1500r/min的条件下，离心5min，观察体系分层现象，分析乳化剂种类、质量分数对乳液稳定性的影响。
1.4.4乳液粒径测试将制备的水性环氧树脂乳液稀释到一定程度，进行离心处理。
取上清液于比色皿中，放入纳米粒度分析仪，测定体系的粒径分布。
表1乳化剂编号乳化剂编号R⁃1⁃51R⁃1.2⁃51R⁃2⁃51R⁃2⁃20mPEGmPEG1000mPEG1200mPEG2000mPEG2000环氧树脂E⁃51E⁃51E⁃51E⁃208第5期海春杰等.水性环氧乳液的制备与性能2结果与讨论2.1乳化剂红外光谱分析图1为环氧树脂及乳化剂的红外光谱图。
从图1可以看出，乳化剂在1732cm-1处出现了C=O的伸缩振动峰，这是mPEG⁃COOH与环氧树脂E⁃51、E⁃20上的环氧基团发生反应产生的。