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水性環(huán)氧樹(shù)脂以其突出的性能優(yōu)勢(shì)，使制備得到的水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料同樣具有優(yōu)異的性能，從而在水性產(chǎn)品大家族里地位越來(lái)越重要，專家認(rèn)為水性環(huán)氧樹(shù)脂在環(huán)保化的今天，前景十分開(kāi)闊。
水性環(huán)氧樹(shù)脂是指環(huán)氧樹(shù)脂以微粒或液滴的形式分散在以水為連續(xù)相的分散介質(zhì)中而配得的穩(wěn)定分散體系。由于環(huán)氧樹(shù)脂是線型結(jié)構(gòu)的熱固性樹(shù)脂，所以施工前必須加入水性環(huán)氧固化劑，在室溫環(huán)境下發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，環(huán)氧樹(shù)脂固化后就改變了原來(lái)可溶可熔的性質(zhì)而變成不溶不熔的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，顯示出優(yōu)異的性能。水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料除了具有溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂涂料的諸多優(yōu)點(diǎn)，一是適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)眾多底材具有極高的附著力，固化后的涂膜耐腐蝕性和耐化學(xué)藥品性能優(yōu)異，并且涂膜收縮小、硬度高、耐磨性好、電氣絕緣性能優(yōu)異等；二是環(huán)保性能好，還具有不含有機(jī)溶劑或揮發(fā)性有機(jī)化合物含量較低，不會(huì)造成空氣污染，因而滿足當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的要求；三是真正水性化，以水作為分散介質(zhì)，價(jià)格低廉、無(wú)氣味、不燃，儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中的安全性也大為提高；四是操作性佳，水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的施工操作性能好，施工工具可用水直接清洗，可在室溫和潮濕的環(huán)境中固化，有合理的固化時(shí)間，并保證有很高的交聯(lián)密度。這是通常的水性丙烯酸涂料和水性聚氨酯涂料所無(wú)法比擬的。
合理選擇環(huán)氧樹(shù)脂基材、固化劑以及各種改性劑和助劑，就可制備出性能各異的水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料。水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的諸多性能特點(diǎn)決定了其與溶劑型或無(wú)溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂涂料相比具有更為廣泛的應(yīng)用前景。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家介紹說(shuō)，目前水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的應(yīng)用主要包括下面幾個(gè)方面：一是工業(yè)地坪涂裝，可作為高性能環(huán)境適應(yīng)型地坪涂料替代溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂涂料，也可作為聚合物成分摻入水泥砂漿制成高性能聚合物砂漿地坪材料；三是木質(zhì)地板涂料，可配成清漆用于木質(zhì)地板，替代目前市場(chǎng)上廣泛使用的溶劑型聚氨酯水晶地板漆，配成色漆可替代溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨酯磁漆，用于廚房、家具和機(jī)械設(shè)備等；四是建筑工程抗?jié)B，借助水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料優(yōu)良的機(jī)械性能和與水泥良好的配伍性，制備高強(qiáng)混凝土，其中水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料作為輔助成分加到混凝土或水泥砂漿中，并可提高混凝土的抗?jié)B性；五是建筑粘接防水，利用環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)水泥材料和眾多有機(jī)材料良好的粘接性能以及環(huán)氧樹(shù)脂本身優(yōu)異的機(jī)械性能和耐化學(xué)藥品性能作為混凝土粘接劑和防水堵漏材料；六是防腐處理和其它用途，利用環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)異的耐腐蝕性作為防腐蝕涂料用作鋼鐵和船舶的防腐底漆，與其它通用乳液如聚丙烯酸乳液、水性聚氨酯配合使用起協(xié)同效應(yīng)得到具有不同性能的涂層。
室溫固化的水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料體系一般分為四類：Ⅰ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系，由低分子量的液體環(huán)氧樹(shù)脂(環(huán)氧當(dāng)量在190左右)和水性環(huán)氧固化劑組成，這類體系中的環(huán)氧樹(shù)脂一般預(yù)先不乳化，而由水性環(huán)氧固化劑在使用前混合乳化，因而這類固化劑必須既是交聯(lián)劑又是乳化劑，它能夠很好地分散或溶解在水中，從而對(duì)低分子量的液體環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的乳化作用，可配成零VOC涂料，涂膜硬度增長(zhǎng)較快；Ⅱ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系，由高分子量的固體環(huán)氧樹(shù)脂乳液和水性環(huán)氧固化劑組成，由于高分子量環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)活性較低分子量環(huán)氧樹(shù)脂小，因此Ⅱ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系的適用期較Ⅰ型長(zhǎng)、表干時(shí)間較Ⅰ型短；Ⅲ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系，由低分子量的液體環(huán)氧樹(shù)脂乳液和水性環(huán)氧固化劑組成，新型反應(yīng)性環(huán)氧樹(shù)脂乳化劑既含有表面活性作用的鏈段(親水鏈段)、又含有環(huán)氧樹(shù)脂鏈段(親油鏈段)，大大改善了乳化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性，可配制分散相平均粒徑為約1～2μm的低分子量液體環(huán)氧樹(shù)脂乳液，同時(shí)對(duì)涂膜有一定的增韌作用；Ⅳ型水性環(huán)氧樹(shù)脂體系，由水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液和聚氨酯改性環(huán)氧固化劑組成，用適量的聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂制得綜合性能良好的聚氨酯改性環(huán)氧固化劑，用它來(lái)固化水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液以改善水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的性能。
固化效果是衡量水性體系產(chǎn)品的重要指標(biāo)。水性環(huán)氧樹(shù)脂體系的固化成膜機(jī)理水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料是一種乳液涂料，其成膜機(jī)理與一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的區(qū)別，同時(shí)與溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂涂料的成膜也不完全相同。對(duì)于水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料，其固化是否充分主要取決于以下兩個(gè)因素：一是環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子的粒徑，在保證水性環(huán)氧固化劑用量相同的情況下，環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子的粒徑較小時(shí)，粒子表面的固化劑濃度較為適中，表面固化速度較慢，固化劑分子有足夠的時(shí)間擴(kuò)散到整個(gè)環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子，使之固化完全，因而可以形成均勻、完全固化的涂膜；二是環(huán)氧固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性，提高環(huán)氧固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性，有利于水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液分散后體系的穩(wěn)定性，并且兩者的相容性越好，環(huán)氧固化劑越容易向環(huán)氧樹(shù)脂微粒內(nèi)部擴(kuò)散，有利于固化反應(yīng)的進(jìn)行。
雙組分反應(yīng)性涂料都有一個(gè)適用期的問(wèn)題。由于水性環(huán)氧樹(shù)脂體系與溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂體系的固化成膜機(jī)理有所不同，因而適用期的判斷準(zhǔn)則也不完全相同。對(duì)溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂體系，體系的粘度隨擱置時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增大，故該體系的適用期可用粘度隨時(shí)間的變化來(lái)表示，即從兩個(gè)組分混合至體系粘度增大到無(wú)法施工的時(shí)間。但對(duì)水性環(huán)氧樹(shù)脂體系，則不能用體系粘度隨時(shí)間的變化來(lái)判定，環(huán)氧樹(shù)脂乳液以及相應(yīng)配得的清漆都會(huì)顯示出觸變性和假塑性，屬于典型的水分散體系。水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的兩個(gè)組分混合后體系粘度變化比較復(fù)雜，有的體系的粘度隨擱置時(shí)間的延長(zhǎng)逐步增加，而有的體系粘度在兩個(gè)組分混合后迅速下降，并在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)基本保持不變。
