涂料基础 | 两种不同的水性环氧树脂涂料

搞技术开发熟悉基础很重要，基础扎实，思路才更开阔。

双组分室温固化水性环氧树脂涂料体系可分为两大类，统称为I型和Ⅱ型水性环氧树脂涂料体系。

I型水性环氧树脂涂料体系是基于低分子量液体环氧树脂(环氧当量为175~240)和水性环氧固化剂组成。低分子量环氧树脂一般不先乳化，而是由既具有固化作用又具有乳化作用的固化剂对它进行乳化。

Ⅱ型水性环氧树脂涂料体系由高分子量固体环氧树脂(环氧当量为500左右)和水性环氧固化剂组成，而高分子量环氧树脂一般先配成水性环氧树脂乳液。

对I型水性环氧树脂体系，其固化剂要求具有固化和乳化液体环氧树脂的双重功能。

这类型的研究较早，技术比较成熟。

这类固化剂主要是经过部分成盐改性的脂肪胺固化剂。如采用低相对分子质量环氧树脂与多乙烯多胺反应生成端氨基环氧胺加成物，再用单环氧化合物将其封端，并用醋酸中和部分的仲胺以调节固化剂的亲水亲油平衡值和降低固化剂的反应性，延长适用期。

还有将低相对分子质量液体环氧树脂(E51)与聚乙二醇反应生成端环氧化合物，然后与三乙烯四胺反应生成端氨基环氧胺加成物，再用单环氧化合物封端，最后用醋酸中和成盐制得。由于长链聚乙二醇的引入降低了交联密度，在一定程度上提高了涂膜的柔韧性。

I型水性环氧固化剂后来向不成盐型方向发展。

如用环氧树脂与过量间苯二甲胺(MXDA)反应，生成端氨基环氧胺加成物，再与端羧基聚醚醇反应生成酰胺-胺，最后再经封端得到I型水性环氧树脂固化剂。

还有专家采用聚醚多元醇缩水甘油醚( DGEPG)、三乙烯四胺(TETA)及液体环氧树脂(828)为原料，采用二步扩链法合成一种非离子型I型水性环氧固化剂。首先通过滴加DGEPG到TETA的丙二醇甲醚(PM)溶液中进行扩链反应，在固化剂分子中引入亲水性的柔性聚醚链段，合成TETA-DGEPG加成物。然后滴加828到TETA-DGEPG加成物的PM溶液中进一步扩链反应，在固化剂分子中引入环氧树脂分子链段，以提高固化剂与环氧树脂的相容性。最后减压蒸馏除去大部分的PM溶剂后，滴加蒸馏水到TETA-DGEPG-828加成物中，将其稀释到一定的固含量，最终制备出一种非离子型I型水性环氧固化剂。

对于Ⅱ型水性环氧固化剂其改性方法与I型水性环氧固化剂有相似之处。

如用改性聚酰胺作为Ⅱ型水性环氧固化剂。它是将聚酰胺树脂与醋酸、磷酸或盐酸反应得到铵盐，再在醇醚类溶剂的辅助下溶解于水中。

目前，使用的Ⅱ型水性环氧固化剂主要是采用嵌有亲水性聚氧乙烯链段的脂肪胺与环氧树脂反应制得环氧-胺类固化剂，或采用嵌有亲水性聚氧乙烯链段的脂肪胺与二聚酸反应生成聚酰胺类固化剂。它利用聚氧乙烯链段的亲水性使得固化剂可以稳定地分散于水中，而在固化剂分子中引入环氧树脂链段可以提高固化剂与环氧树脂的相容性。

如先用聚氧乙烯二缩水甘油醚与双酚A环氧树脂反应合成环氧树脂自分散体，再用它与聚氧丙烯二胺和异佛尔酮二胺反应生成环氧胺类固化剂。

还可以先将多乙烯多胺与环氧树脂(EP1001)反应生成端氨基环氧胺加成物，再与端羧基聚醚醇反应制得一种酰氨基胺化合物，最后用单环氧化合物封端得到一种酰氨基胺类固化剂。

也有人将端羧基聚醚醇和脂肪胺反应生成酰氨基胺，再与环氧树脂反应生成端环氧基化合物，再与脂肪胺反应，最后用单环氧化合物封端。

总之，水性环氧固化剂是随着水性环氧树脂技术发展而发展的，增强水性环氧树脂体系中固化剂和环氧树脂的相容性，降低VOC，延长涂料适用期，实现涂膜的高性能化是其研究重点。