水性环氧树脂的性能特点和种类

来源：塑胶五金网发布时间：2014-05-05 09:48:50点击率：

　　1、水性环氧树脂的性能特点

　　对于大多数聚合物体系来说，水性树脂的物理力学性能比相应的溶剂型的要差，水性环氧树脂也不例外。但另一方面，部分物理力学性能的损失却能带来其他所需要的重要性能，并使应用领域得到扩展。与溶剂型或无溶剂型环氧树脂相比，水性环氧树脂的优点在于：1、低VOC含量和低毒性，适应环保要求;2、在无溶剂或者仅有少量助溶剂存在的情况下，具有很大的黏度可调范围;3、对水泥基材有很好的渗透性和粘结力，能够与水泥或者水泥砂浆配合使用;4、可以在潮湿的条件下固化，并可以很方便的与其他水性聚合物体系混合使用。

　　2、水性环氧树脂的种类

　　水性环氧树脂主要是环氧乳液。在建筑上以各种用途和目的使用的环氧乳液，通常是指含有活性环氧基团的、基于双酚A型环氧树脂的水分散体。根据分子量的大小，环氧乳液可以分为Ⅰ型和Ⅱ型两种。

　　Ⅰ型环氧乳液是由低分子量液体环氧树脂(环氧当量190左右)和水性固化剂组成。低分子量环氧树脂通常为双酚A型液体树脂，如国产的环氧E-51(环氧618)、美国的shell公司的EPON828等。环氧树脂可预先用表面活性剂乳化，或者在使用前由固化剂混合乳化。因而，固化剂必须既是交联剂又是乳化剂。该类固化剂以多胺为基础，在其分子中引入表面活性的链段，使其成为两性分子，从而具有很强的乳化能力。Ⅰ型体系中不必加入成膜助剂，因此VOC含量为0。

　　Ⅱ型水性环氧体系由高分子量固体环氧树脂(环氧当量500左右)及水性环氧固化剂组成。水性环氧固化剂与环氧树脂乳液必须有较好的相容性，但不要求具有乳化作用。高分子量环氧树脂在室温下为固体，软化点为60～80℃，一般由生产厂预先配置成乳液。通常其中可能含有少量活性稀释剂。国外已有Ⅱ型水性环氧的商品生产。Ⅱ型环氧乳液大都含有少量助溶剂作为成膜助剂。

　　此外，根据制备方法的不同，环氧乳液可以分为外乳化型和内(自)乳化型两类。外乳化型是借助外加乳化剂的作用将环氧树脂乳化于水中，相当于Ⅱ型环氧乳液。通常的制备方法是，在高剪切力的作用下先将乳化剂和环氧树脂均与混合，随后在一定的剪切条件下缓慢的向体系中加入水。随着加水量的增加，整个体系逐步由油包水型乳液逐步转换为水包油性乳液，形成均匀稳定的水可稀释体系。乳化过程通常在常温下进行，因而对于固化环氧树脂，往往还需要借助于少量溶剂(共溶剂)使之变成液体再进行乳化。与丙烯酸树脂体系相比，环氧树脂较难通过乳化聚合形成稳定乳液，可以成功地乳化环氧树脂的乳化剂种类不多，目前使用的多事阴离子型乳化剂。但是，一般低分子的阴离子型乳化剂并不能用于环氧树脂的乳化。较适合的乳化剂是含有一定长度的氧化乙烯链节，该类乳化剂同时具有阴离子和非离子两种性质。此外，一些高分子聚合物，例如，含丙烯酸盐的聚丙烯酸酯、聚氨酯等对环氧树脂也具有较好的乳化效果。

　　通过化学改性，可以将一些亲水基团引入到环氧树脂的分子链上，使环氧树脂具有自乳化性质。这是自乳化型环氧树脂制备的基本原理。根据所引入的亲水性集团的性质，自乳化型环氧树脂可以分为阴离子型、阳离子型和非离子型等几类。

　　(1) 阴离子型环氧乳液通过适当的方法在环氧树脂分子链上引入羧酸、磺酸等功能性基团，中和成盐后环氧树脂就具备了水分散的性质。常用的方法是功能性单体扩链法和自由基接枝改性法。

　　(2) 阳离子型环氧乳液含氨基的化合物与环氧树脂反应生成含有叔胺或季铵盐的环氧，用酸中和后得到阳离子型环氧树脂。这类环氧树脂在实际中很少使用，由于环氧固化剂通常是含氨基的碱性化合物，两者混合后，体系容易失去稳定性而引起性能不稳定。

　　(3) 非离子型环氧乳液通过含亲水性的氧化乙烯链段的聚乙二醇或其他嵌段共聚物上的羟基或含聚氧化乙烯链段的氨基与环氧基团反应，可以将聚氧化乙烯链段引入到环氧分子链上，得到含非离子亲水成分的水性环氧树脂。该反应通常在含有催化剂的情况下进行，常用的催化剂有三氟化硼络合物、三苯基膦和强无机酸。

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