近年來國內(nèi)外日益重視控制環(huán)境污染，使水性涂料獲得了迅速的發(fā)展，水性環(huán)氧以其許多獨特的優(yōu)異性能，尤其是防腐耐堿性而受到廣泛重視，同時也對水性環(huán)氧功能化提出了新的要求，其中尤以防靜電的地坪涂料、防污的輸油管道內(nèi)壁防腐涂料等，給廣大科技工作者提出了新的課題。
合肥工業(yè)大學化工學院最近利用環(huán)氧樹脂，與自制的可聚合高分子乳化劑HTP與甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(St)、丙烯酸(AA)等單體接枝共聚，采用相反轉(zhuǎn)技術(shù)得到了自乳化的環(huán)氧樹脂乳液，固化成膜后的親水性有不同程度的提高。合肥工大的科研人員利用可聚合大分子乳化劑改性水基環(huán)氧，得到了功能化的自乳化環(huán)氧樹脂乳液，研究了共聚改性方法，中和、陳化、固化條件對乳液及其涂膜性能的影響。
實驗表明：樹脂耐堿性隨環(huán)氧組分的提高而提高，但乳膠粒也變大；乳液的黏度隨中和度的提高而增加，透射電子顯微鏡(TEM)顯示陳化有利于親疏水微相的分離，使涂膜的各項性能都有提高。固化劑質(zhì)量分數(shù)為3%，固化溫度為260℃時得到的膜的性能最佳。實驗主要原料包括環(huán)氧樹脂E-44、固化劑DMP-30，過氧化苯甲酰BPO、丙烯酸AA、甲基丙烯酸甲酯MMA、苯乙烯St，自制的可聚合高分子乳化劑HTP按文獻的方法合成。該材料聚合和固化成膜主要包括聚合反應(yīng)、固化成膜2個過程，制成后對黏度、陳化穩(wěn)定性、耐堿性測試、親水性測定、持久親水性測定、乳液形態(tài)觀察進行了分析測試。結(jié)果表明樹脂組成對乳液及膜性能的影響：環(huán)氧樹脂的質(zhì)量分數(shù)增加，水性環(huán)氧體系由微乳液到乳液逐漸變化，這一方面是因為環(huán)氧樹脂投料量的提高會導(dǎo)致反應(yīng)體系的黏度增大，不利于環(huán)氧樹脂分子鏈的運動，被自由基碰撞奪氫的幾率減小，未接枝的環(huán)氧樹脂比例增大。
另一方面環(huán)氧樹脂增加，親水基團的相對比例降低、水性環(huán)氧的親水性下降，主鏈卷曲、集束成乳膠粒。環(huán)氧樹脂質(zhì)量分數(shù)增加，對耐堿性的影響極為明顯，這是因為環(huán)氧樹脂中有許多羥基及醚鍵，能與鋁箔很好地吸引、有優(yōu)良的附著力；沒有酯鍵等易皂化、水解的官能團，所以耐堿性好。中和度對水性環(huán)氧樹脂乳液性質(zhì)的影響研究發(fā)現(xiàn)：隨著中和度的上升體系的透明度增加、黏度增大，并且當中和度超過60%以后，增加的趨勢減緩。這主要是由于-COOH經(jīng)堿中和后，親水性增強，環(huán)氧樹脂的分子鏈在水溶液逐漸由卷曲狀態(tài)向較為伸展的狀態(tài)過渡，環(huán)氧樹脂溶于水的部分增多，因此透明性和黏度均增加。陳化對水性環(huán)氧粒子形態(tài)的影響研究背景為：所合成的改性環(huán)氧樹脂要想同時實現(xiàn)防腐和親水的要求，HTP大分子與環(huán)氧分子鏈必須處于良好的微相分離狀態(tài)；由于改性后的分子鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，HTP鏈段與環(huán)氧樹脂鏈段糾纏在一起，實現(xiàn)充分的相分離需要一定的時間。
另外還發(fā)現(xiàn)未經(jīng)陳化的水性環(huán)氧耐堿性、親水性均比較差。固化劑用量對涂膜耐堿性的影響是最大的。開始階段隨著固化劑用量的增加，漆膜的耐堿性增加；但當固化劑的用量超過3%以后，耐堿性開始緩慢下降。這可能是隨著固化劑量的增加，環(huán)氧基團交聯(lián)固化的密度提高，涂膜的耐堿性急劇提高。當固化劑用量達到3%以后，環(huán)氧基團固化速率太快，微相分離不完全，親水性的HTP沒能夠充分離析出來，而是殘留在已交聯(lián)的膜中，導(dǎo)致耐堿性的下降。固化條件的影響則表現(xiàn)為：聚合物在成膜過程中由于發(fā)生分子不同部分的取向并微相分離，才有可能實現(xiàn)親水的“毛”附著在疏水的“皮”的外層，而不是鑲嵌在“皮”內(nèi)成為不可自由活動的部分。在不同的涂裝溫度下水蒸發(fā)的速度不同，驅(qū)動力大小不一樣，直接影響了分子的取向程度。
