水性環氧樹脂的制備工藝探究

湯桂榮 俞孝偉 劉吉龍 仇駿

摘 ?要：環氧樹脂涂料十分常見，這種涂料的附著力、耐腐蝕性以及耐化學介質十分優越，是深受人們喜愛的涂料類型?；诖?，本文著眼于水性環氧樹脂，對這種涂料的特點和優點進行了概述，還對不同類型的水性環氧樹脂制備工藝進行了論述，希望能為相關工作人員帶來參考。

關鍵詞：水性環氧樹脂;防腐涂料;制備工藝

前言：

環氧樹脂水性化后可得到水性環氧樹脂，它被廣泛應用于汽車涂裝、醫療器械以及輕工業領域，具有極強的環保性能。在實踐工作中，為了提高水性環氧樹脂的實用性，相關工作人員應該明確這種材料的特點以及應用方向，并基于實驗對水性環氧樹脂的制備工藝加以研究。

1水性環氧樹脂概述

當處于微粒狀態或膠體形式環氧樹脂分散在水中，形成穩定的分散體系后，就形成了水性環氧樹脂。制作水性環氧涂料是水性環氧樹脂的主要用途之一，所以水性環氧樹脂在涂料產業中應用廣泛。比如，水性涂料、罐頭內壁涂料、防靜電涂料、防腐蝕涂料的生產都離不開水性環氧樹脂的支持。這種材料的揮發性有機化合物含量相對較低，而且具有良好的防腐和安全性能，將會有效提升涂料的實用性。而且，水性環氧樹脂涂料的環保性和使用便捷性極高，在市場中備受青睞。

2水性環氧樹脂的制備工藝

2.1自乳化制備法

這種方法的原理是將親水性基團體引入環氧樹脂結構，并讓分布于環氧樹脂滴液的表面[1]。由于親水基團自身帶有同種電荷，所以將其引入環氧樹脂結構后液滴會相互排斥則環氧樹脂無法成團，將會以穩定狀態存在于水相環境中。利用自乳化制備法，可以制作出離子型和非離子型水性環氧樹脂。

目前，醚化型、酯化型、接枝型和開環型水性環氧樹脂都屬于離子型水性環氧樹脂。在實際操作環節，基于自乳化工藝來制備離子型水性環氧樹脂需要經過以下步驟：（1）加入改性劑，讓其與環氧樹脂的環氧基、次甲基氫和仲羥基進行反應;（2）將親水基團引入環氧樹脂結構;（3）以酸或堿進行中和，進而獲得水性環氧樹脂乳液。在這一環節，必須保證環氧樹脂活性。而在制備非離子型水性環氧樹脂時，相關工作人員同樣需要做好改性劑選擇，為保障制備工藝應用有效性奠定基礎。比如，選用聚乙二醇改性的E-51制備或選用甲氧基聚乙二醇乳化E-44制備水性環氧樹脂。在制備水性環氧樹脂時，還需要關注乳化劑用量、反應溫度和時間等影響因素。從水性環氧樹脂制備現狀來看，自乳化法的工藝類型十分多樣，而且制備出的水性環氧樹脂乳液穩定性高、粒徑小，還具有較為優越的理化性能。但是，這種制作工業也存在步驟繁雜和成本高的缺點。

2.2機械制備法

機械制備法是水性環氧樹脂外加乳化劑制備方法的一種，在實際應用環節需要額外添加乳化劑才能保證環氧樹脂的水溶性。因此，在這種工藝條件下，乳化劑的性能將會對水性環氧樹脂乳液的質量和穩定性產生直接影響[2]。在基于機械法制備水性環氧樹脂時，相關工作人員需要利用乳化劑讓環氧樹脂直接乳化進而獲得水性環氧樹脂。因此，此類型工藝的主要步驟就是將固體環氧樹脂研磨成微米級粉末，然后在加熱狀態下使其溶于含有乳化劑的水溶液，并通過機械攪拌獲得水性環氧樹脂乳液。在實踐中，可用于充當乳化劑的物質較為多樣。比如，選用氧乙烯脂肪醇縮合物或聚氧乙烯烷芳基醚作為乳化劑。從實際應用情況來看，這種水性環氧樹脂制備方法的工藝流程簡單且成本相對較低。但是產出的水性環氧樹脂乳液穩定性差且存在粒徑分布寬和粒子形狀不規則的問題。因此，現階段機械法在水性環氧樹脂的工業化生產中應用并不廣泛。

2.3相反轉制備法

與機械法相同，相反轉法也是基于外加乳化劑制備水性環氧樹脂的一種工藝方法。在實際應用環節，這種方法將通過物理乳化的方式來制備水性環氧樹脂乳液。其具體操作流程為：（1）混合環氧樹脂和乳化劑;（2）基于高速剪切作用，為混合體系加水，使其從油包水狀態轉化為水包油狀態;（3）保障二者有效反應，進而讓乳化劑的表面活性鏈段與環氧樹脂分子鏈段相結合。在此環節，生產人員必須不斷提升乳化劑與環氧樹脂的相容性，進而使乳液體系的穩定性得以提升?；谙喾崔D，混合體系的表面張力、導電性或粘度等性質都會發生變化，則相關工作人員可以對這些性質的變化情況進行監測，為有效判斷反應進程提供依據。目前，應用相反轉方法制備水性環氧樹脂時，大多先基于實際要求合成乳化劑，而后再基于相反轉技術制備水性環氧樹脂乳液。不過，在實際應用環節，基于此方法制成的水性環氧樹脂乳液大多表現出粒徑小且穩定性高的特點，可有效保障水性環氧樹脂的生產質量。而且，相反轉法的工藝流程簡單、制作成本低，其應用還可有效彌補機械法的缺陷，所以在工業生產中的應用更為廣泛。當然，相反轉法也并非毫無缺陷。雖然這種方法的乳化劑用量不高，但是卻對乳化劑性能和品質要求極高，而且很容易出現乳化劑和環氧樹脂分層的問題;最為重要的是，雖然基于此方法產出的水性環氧樹脂穩定性較高，但對操作條件的要求也非常高，所以在制備過程中操作人員必須強化生產條件和環境把控。

結論：

綜上所述，水性環氧樹脂的制備方法較為多樣，相關工作人員需要基于實際需求而選擇制備工藝。在實踐中，為了有效提升水性環氧樹脂的質量，相關工作人員必須明確水性環氧樹脂的制備原理，并且對各種制備方法的優勢和劣勢加以明確，這樣才能確保工藝應用有效。

參考文獻

[1] ?宋月，王欣，牛耕蕪，等.纖維素微纖絲復合環氧樹脂水性涂料制備工藝及性能研究[J].應用化工，2020，49（07）：1654-1657.

[2] ?黃仕文，計靜琦，劉述梅，等.水性環氧樹脂及其納米復合材料研究進展[J].廣州化工，2019，47（23）：40-42+67.

作者簡介：湯桂榮（1979年10月）男，江蘇省揚州市;漢族，高級技師;中專，從事環氧樹脂新材料產品生產管理。