传统防腐蚀漆多为溶剂型涂料,这些漆中含有大量的有机1溶剂,在施工过程会挥发到大气中,对施工人员的健康有害,而且还污染环境。近年来,民众环保意识不断增强,世界各国的环保法规对涂料中挥发性有机化合物含量限制日益严格,涂料工业朝着低污染、节能型的方向发展。水性环氧涂料具有溶剂含量极少,不易燃、易加工、固化快、附着力强、涂装后的设备易清洗等优点,但同时伴随有韧性差、强度低、附着力差和耐水性差的缺点。
利用端基为环氧基的聚醚型聚氨酯作为乳化剂,不但可以得到稳定的乳液粒子,其次由于乳化剂端基为环氧基团,能够在固化过程中参与固化反应,乳化剂进入环氧树脂固化物交联网络结构中,提高了涂层的耐水性能,同时,氨基甲酸酯基团的引入有效的增强了环氧树脂涂层的韧性和强度,有效的提高了其综合性能。
相反转是一种制备高分子量环氧树脂乳液较为有效的方法,II型水性环氧树脂涂料体系所用的乳液通常采用相反转方法制备。相反转原指多组分体系(如油/水/乳化剂)中的连续相在一定条件下相互转化的过程,如在油/水/乳化剂体系中,其连续相由水相向油相(或从油相向水相)的转变,在连续相转变区,体系的界面张力低,因而分散相的尺寸小。
通常的制备方法是在高剪切力条件下先将乳化剂与环氧树脂均匀混合,随后在一定的剪切条件下缓慢地向体系中加入水,随着加水量的增加,整个体系逐步由油包水型转变为水包油型,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,对于固态环氧树脂,往往需要借助于少量溶剂和加热使环氧树脂粘度降低后再进行乳化。
在环氧树脂链上引入亲水性聚氧乙烯基团,同时保证每个改性环氧树脂分子上有两个或两个以上环氧基,所得的改性环氧树脂不用外加乳化剂即能自分散于水中形成乳液。如先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和环氧树脂反应,形成端基为环氧基的加成物,利用此加成物和环氧当量为190的双酚A环氧树脂和双酚A混合,以三苯基磷为催化剂进行反应,可得到含有亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链段的环氧树脂。这种环氧树脂不用外加乳化剂即可溶于水中,且由于亲水链段包含在环氧树脂分子中,因而增强了涂膜的耐水性。并且在引入聚氧化1乙烯、氧化丙烯链段后,交联固化的网链分子量有所提高,交联密度下降,形成的涂膜有一定的增韧作用。