水性环氧树脂的制备工艺探究

汤桂荣 俞孝伟 刘吉龙 仇骏

摘  要：环氧树脂涂料十分常见，这种涂料的附着力、耐腐蚀性以及耐化学介质十分优越，是深受人们喜爱的涂料类型。基于此，本文着眼于水性环氧树脂，对这种涂料的特点和优点进行了概述，还对不同类型的水性环氧树脂制备工艺进行了论述，希望能为相关工作人员带来参考。

关键词：水性环氧树脂;防腐涂料;制备工艺

前言：

环氧树脂水性化后可得到水性环氧树脂，它被广泛应用于汽车涂装、医疗器械以及轻工业领域，具有极强的环保性能。在实践工作中，为了提高水性环氧树脂的实用性，相关工作人员应该明确这种材料的特点以及应用方向，并基于实验对水性环氧树脂的制备工艺加以研究。

1水性环氧树脂概述

当处于微粒状态或胶体形式环氧树脂分散在水中，形成稳定的分散体系后，就形成了水性环氧树脂。制作水性环氧涂料是水性环氧树脂的主要用途之一，所以水性环氧树脂在涂料产业中应用广泛。比如，水性涂料、罐头内壁涂料、防静电涂料、防腐蚀涂料的生产都离不开水性环氧树脂的支持。这种材料的挥发性有机化合物含量相对较低，而且具有良好的防腐和安全性能，将会有效提升涂料的实用性。而且，水性环氧树脂涂料的环保性和使用便捷性极高，在市场中备受青睐。

2水性环氧树脂的制备工艺

2.1自乳化制备法

这种方法的原理是将亲水性基团体引入环氧树脂结构，并让分布于环氧树脂滴液的表面[1]。由于亲水基团自身带有同种电荷，所以将其引入环氧树脂结构后液滴会相互排斥则环氧树脂无法成团，将会以稳定状态存在于水相环境中。利用自乳化制备法，可以制作出离子型和非离子型水性环氧树脂。

目前，醚化型、酯化型、接枝型和开环型水性环氧树脂都属于离子型水性环氧树脂。在实际操作环节，基于自乳化工艺来制备离子型水性环氧树脂需要经过以下步骤：（1）加入改性剂，让其与环氧树脂的环氧基、次甲基氢和仲羟基进行反应;（2）将亲水基团引入环氧树脂结构;（3）以酸或碱进行中和，进而获得水性环氧树脂乳液。在这一环节，必须保证环氧树脂活性。而在制备非离子型水性环氧树脂时，相关工作人员同样需要做好改性剂选择，为保障制备工艺应用有效性奠定基础。比如，选用聚乙二醇改性的E-51制备或选用甲氧基聚乙二醇乳化E-44制备水性环氧树脂。在制备水性环氧树脂时，还需要关注乳化剂用量、反应温度和时间等影响因素。从水性环氧树脂制备现状来看，自乳化法的工艺类型十分多样，而且制备出的水性环氧树脂乳液稳定性高、粒径小，还具有较为优越的理化性能。但是，这种制作工业也存在步骤繁杂和成本高的缺点。

2.2机械制备法

机械制备法是水性环氧树脂外加乳化剂制备方法的一种，在实际应用环节需要额外添加乳化剂才能保证环氧树脂的水溶性。因此，在这种工艺条件下，乳化剂的性能将会对水性环氧树脂乳液的质量和稳定性产生直接影响[2]。在基于机械法制备水性环氧树脂时，相关工作人员需要利用乳化剂让环氧树脂直接乳化进而获得水性环氧树脂。因此，此类型工艺的主要步骤就是将固体环氧树脂研磨成微米级粉末，然后在加热状态下使其溶于含有乳化剂的水溶液，并通过机械搅拌获得水性环氧树脂乳液。在实践中，可用于充当乳化剂的物质较为多样。比如，选用氧乙烯脂肪醇缩合物或聚氧乙烯烷芳基醚作为乳化剂。从实际应用情况来看，这种水性环氧树脂制备方法的工艺流程简单且成本相对较低。但是产出的水性环氧树脂乳液稳定性差且存在粒径分布宽和粒子形状不规则的问题。因此，现阶段机械法在水性环氧树脂的工业化生产中应用并不广泛。

2.3相反转制备法

与机械法相同，相反转法也是基于外加乳化剂制备水性环氧树脂的一种工艺方法。在实际应用环节，这种方法将通过物理乳化的方式来制备水性环氧树脂乳液。其具体操作流程为：（1）混合环氧树脂和乳化剂;（2）基于高速剪切作用，为混合体系加水，使其从油包水状态转化为水包油状态;（3）保障二者有效反应，进而让乳化剂的表面活性链段与环氧树脂分子链段相结合。在此环节，生产人员必须不断提升乳化剂与环氧树脂的相容性，进而使乳液体系的稳定性得以提升。基于相反转，混合体系的表面张力、导电性或粘度等性质都会发生变化，则相关工作人员可以对这些性质的变化情况进行监测，为有效判断反应进程提供依据。目前，应用相反转方法制备水性环氧树脂时，大多先基于实际要求合成乳化剂，而后再基于相反转技术制备水性环氧树脂乳液。不过，在实际应用环节，基于此方法制成的水性环氧树脂乳液大多表现出粒径小且稳定性高的特点，可有效保障水性环氧树脂的生产质量。而且，相反转法的工艺流程简单、制作成本低，其应用还可有效弥补机械法的缺陷，所以在工业生产中的应用更为广泛。当然，相反转法也并非毫无缺陷。虽然这种方法的乳化剂用量不高，但是卻对乳化剂性能和品质要求极高，而且很容易出现乳化剂和环氧树脂分层的问题;最为重要的是，虽然基于此方法产出的水性环氧树脂稳定性较高，但对操作条件的要求也非常高，所以在制备过程中操作人员必须强化生产条件和环境把控。

结论：

综上所述，水性环氧树脂的制备方法较为多样，相关工作人员需要基于实际需求而选择制备工艺。在实践中，为了有效提升水性环氧树脂的质量，相关工作人员必须明确水性环氧树脂的制备原理，并且对各种制备方法的优势和劣势加以明确，这样才能确保工艺应用有效。

参考文献

[1]  宋月，王欣，牛耕芜，等.纤维素微纤丝复合环氧树脂水性涂料制备工艺及性能研究[J].应用化工，2020，49（07）：1654-1657.

[2]  黄仕文，计静琦，刘述梅，等.水性环氧树脂及其纳米复合材料研究进展[J].广州化工，2019，47（23）：40-42+67.

作者简介：汤桂荣（1979年10月）男，江苏省扬州市;汉族，高级技师;中专，从事环氧树脂新材料产品生产管理。