5.2　水性環(huán)氧樹脂的基本特性及分類

5.2.1　水性環(huán)氧樹脂的基本特性

環(huán)氧樹脂（Epoxy resin）是泛指含有兩個或者兩個以上環(huán)氧基，以脂肪族、脂環(huán)族或芳香族等有機(jī)化合物為骨架并通過環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)形成的熱固性產(chǎn)物的高分子低聚體，是一種從液態(tài)到黏稠態(tài)、固態(tài)多種形態(tài)的物質(zhì)。目前使用最多的就是雙酚A型環(huán)氧樹脂，其典型的結(jié)構(gòu)式如下所示：

由于環(huán)氧樹脂擁有大量的醚鍵和苯環(huán)等分子結(jié)構(gòu)，因此具有優(yōu)異的物理性能、電絕緣性能、耐藥品性能和黏結(jié)性能，可以作為涂料、澆鑄料、模壓料、膠黏劑、層壓材料以直接或間接使用的形式滲透到日常生活用品到高新技術(shù)領(lǐng)域的國民經(jīng)濟(jì)的各個方面，特別是在涂料應(yīng)用領(lǐng)域。目前全世界范圍內(nèi)40%的環(huán)氧樹脂用于涂料。目前開發(fā)的水性環(huán)氧樹脂也主要應(yīng)用于涂料行業(yè)，也有部分應(yīng)用于纖維處理等行業(yè)^[5，6]。

水性環(huán)氧樹脂是指環(huán)氧樹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)中而得到的穩(wěn)定分散體系。由于環(huán)氧樹脂是線型結(jié)構(gòu)的熱固性樹脂，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)氧樹脂固化后就改變了原來可溶可熔的性質(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)氧樹脂涂料除了具有溶劑型環(huán)氧樹脂涂料的諸多優(yōu)點(diǎn)，如對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，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，不會造成空氣污染，因而滿足當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的要求；同時以水作為分散介質(zhì)，價格低廉、無氣味、不燃，儲存、運(yùn)輸和使用過程中的安全性也大為提高；而且水性環(huán)氧樹脂涂料的操作性能好，施工工具可用水直接清洗。水性環(huán)氧樹脂涂料的突出優(yōu)勢還表現(xiàn)在該混合體系可在室溫和潮濕的環(huán)境中固化，有合理的固化時間，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法比擬的。

目前水性環(huán)氧樹脂涂料的應(yīng)用主要包括下面幾個方面。

① 在工業(yè)地坪涂裝方面，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；

② 配成清漆可用于木質(zhì)地板，替代目前市場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)氧樹脂和聚氨酯磁漆，用于廚房、家具和機(jī)械設(shè)備等；

③ 借助于水性環(huán)氧樹脂涂料優(yōu)良的力學(xué)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；

④ 利用環(huán)氧樹脂對水泥材料和眾多有機(jī)材料良好的粘接性能以及環(huán)氧樹脂本身優(yōu)異的力學(xué)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；

⑤ 利用環(huán)氧樹脂優(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；

⑥ 與其他通用乳液配合使用，起協(xié)同效應(yīng)得到具有不同性能的涂層^[7-9]。