環(huán)氧樹(shù)脂室溫固化劑常用的改性方法有功能性單體擴鏈法和自由基接枝改性法。功能性單體擴鏈法是利用環(huán)氧基與一些低分子擴鏈劑如氨基酸、氨基苯甲酸、氨基苯磺酸等化合物上的胺基反應，環(huán)氧樹(shù)脂室溫固化劑在環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中引入羧酸、磺酸基團，中和成鹽后就可分散在水相中。

自由基接枝改性法是利用雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中的亞甲基活性較大，在過(guò)氧化物作用下易于形成自由基，能與乙烯基單體共聚，可將丙烯酸、馬來(lái)酸酐等單體接枝到環(huán)氧樹(shù)脂分子鏈中，再中和成鹽后就可制得能自乳化的環(huán)氧樹(shù)脂。

陽(yáng)離子型。含胺基的化合物與環(huán)氧樹(shù)脂反應生成含叔胺或季胺堿的環(huán)氧樹(shù)脂，再加入揮發(fā)性有機一元弱酸如醋酸中和得到陽(yáng)離子型的水性環(huán)氧樹(shù)脂。

這類(lèi)改性后的環(huán)氧樹(shù)脂在實(shí)際中應用較少，這是因為環(huán)氧樹(shù)脂室溫固化劑通常是含有胺基的堿性化合物，兩個(gè)組分混合后，體系容易出現破乳和分層現象而影響該體系的使用性能。

非離子型。一般多在環(huán)氧樹(shù)脂鏈上引入親水性聚氧乙烯基團，同時(shí)保證每個(gè)改性環(huán)氧樹(shù)脂分子中有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基，所得的改性環(huán)氧樹(shù)脂不用外加乳化劑即能自分散于水中形成乳液。

如用分子量為4000～20000的雙環(huán)氧端基乳化劑與環(huán)氧當量為190的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚A混合，以三苯基膦化氫為催化劑進(jìn)行反應，可制得含親水性聚氧乙烯、聚氧丙烯鏈端的環(huán)氧樹(shù)脂，該樹(shù)脂不用外加乳化劑便可溶于水，且耐水性增強。



2,2-二羥甲基丁酸(擴鏈劑親水劑dmba)用途:dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團的新戊基羧酸,因此可以被用作合成水性高分子體系,可廣泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性能,因此可以使工作效率得到很大的改善。

dmba被視為水性聚氨酯用新一代綠色環(huán)保型擴鏈劑和內乳化劑,生產(chǎn)水性聚氨酯膠黏劑,無(wú)需使用有機溶劑,有機殘留物為零。不存在使用dmpa熔點(diǎn)高、溶解慢、反應時(shí)間長(cháng)、能耗高、產(chǎn)品性能差、需要加入有機溶劑、溶劑殘留量大等問(wèn)題。還可用于水性環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯等膠黏劑的制造。目前水性聚氨酯、水性樹(shù)脂、水性膠粘劑、水性涂料等水性產(chǎn)品多用途改性助劑(親水擴鏈劑),作為單體,改性過(guò)程中,二羥甲基丁酸(dmba)無(wú)需添加任何有機溶劑(以水代替),生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)單,性能穩定,.其中二羥甲基丙酸(dmpa)以?xún)?yōu)越的性?xún)r(jià)比使得其在水性領(lǐng)域應用較為普遍!

用途：

1.水性聚氨酯/聚酯體系涂料、膠粘劑、皮革涂飾的生產(chǎn)中。

2.涂料助劑，用于水溶性聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、膠粘劑等。

3.dmba是帶有兩個(gè)活性的羥甲基團的新戊基羧基，因此可以被用作合成水性高分子體系，可廣泛用于水溶性聚氨酸、聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂等方面。dmba在不同溶劑中具有比dmpa更好的溶解性，因此可以使工作效率得到很大的改善。
 
dmba和dmpa相比,dmba存在如下明顯優(yōu)點(diǎn):

(1). dmba在有機溶劑中有更好的溶解性,下表為dmba與dmpa在不同溫度下,在不同溶劑中的溶解度數據;(單位g/100g溶劑)

由于dmba具有優(yōu)良的溶解性和低熔點(diǎn),因而它在合成水性聚氨酯乳液過(guò)程不需要溶劑或少加溶劑。

(2).高反應率,反應速度快,反應溫度低。合成聚氨酯預聚體反應時(shí)間短,一般只要50-60分鐘,而dmpa則要150-180分鐘。這是因為dmba結構中比dmpa多了一個(gè)亞甲基,使羧基與亞甲基的距離加大,羧基與異氰酸酯的空間位阻減少,從而使反應速率增大。

(3).用于水性聚氨酯乳液其粒徑更細且分布窄,膠膜性能優(yōu)異,光澤度高。


另外，這種方法制得的粒子較細，通常為納米級，前面兩種方法制得的粒子較大，通常為微米級。從此意義上講，化學(xué)法雖然制備步驟多，成本高，但在某些方面具有實(shí)際意義。

在環(huán)氧樹(shù)脂鏈上引入親水性聚氧乙烯基團，同時(shí)保證每個(gè)改性環(huán)氧樹(shù)脂分子上有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基，所得的改性環(huán)氧樹(shù)脂不用外加乳化劑即能自分散于水中形成乳液。

如先用聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇和環(huán)氧樹(shù)脂反應，形成端基為環(huán)氧基的加成物，利用此加成物和環(huán)氧當量為190的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚A混合，以三苯基磷為催化劑進(jìn)行反應，可得到含有親水性聚氧乙烯、聚氧丙烯鏈段的環(huán)氧樹(shù)脂。

這種環(huán)氧樹(shù)脂不用外加乳化劑即可溶于水中，且由于親水鏈段包含在環(huán)氧樹(shù)脂分子中，因而增強了涂膜的耐水性。

并且在引入聚氧化乙烯、氧化丙烯鏈段后，交聯(lián)固化的網(wǎng)鏈分子量有所提高，交聯(lián)密度下降，形成的涂膜有一定的增韌作用。

相反轉是一種制備高分子量環(huán)氧樹(shù)脂乳液較為有效的方法，II型水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料體系所用的乳液通常采用相反轉方法制備。

相反轉原指多組分體系（如油/水/乳化劑）中的連續相在一定條件下相互轉化的過(guò)程，如在油/水/乳化劑體系中，其連續相由水相向油相（或從油相向水相）的轉變，在連續相轉變區，體系的界面張力最低，因而分散相的尺寸最小。

通常的制備方法是在高剪切力條件下先將乳化劑與環(huán)氧樹(shù)脂均勻混合，隨后在一定的剪切條件下緩慢地向體系中加入水，隨著(zhù)加水量的增加，整個(gè)體系逐步由油包水型轉變?yōu)樗托?，形成均勻穩定的水可稀釋體系。

乳化過(guò)程通常在常溫下進(jìn)行，對于固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂，往往需要借助于少量溶劑和加熱使環(huán)氧樹(shù)脂粘度降低后再進(jìn)行乳化。


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