在水性环氧涂料体系中,水性固化剂至关重要,可分为水溶型和乳液型,市面上应用较多的为水溶型固化剂,但水溶型固化剂的亲水基团含量较高,易对后期漆膜性能产生不利影响;乳液型固化剂和环氧乳液的相容性好,在控制合适的乳化剂用量下可得到耐性很好的固化漆膜,但乳液型固化剂的贮存稳定性较差,使其应用范围受限。本文旨在开发一种新型的方法来制备结构设计性强且稳定性好的环氧固化剂乳液,将其与环氧树脂配制成双组分水性环氧清漆后进行固化动力学研究和固化性能研究。(1)硫醇类环氧固化剂乳液的制备以二烯类单体和多元硫醇化合物为原料,采用巯基-烯乳液聚合制备了一系列硫醇类环氧固化剂乳液,系统地探究了对硫醇类环氧固化剂乳液性能的影响因素。结果表明:设计硫醇类环氧固化剂乳液的固含为42%,当引发剂用量为0.5%,乳化剂用量为4%,在聚合温度为85℃,反应4h后,硫醇类固化剂乳液的单体转化率较高,粒径较小,贮存、钙离子稳定性优异。其中,TH固化剂中的单体为三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)与1,6-己二醇二丙烯酸酯,PH固化剂中的单体为季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯与1,6-己二醇二丙烯酸酯,TD固化剂中的单体为三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)与邻苯二甲酸二丙烯酯,PD固化剂中的单体为季戊四醇四(3-巯基丙酸)酯与邻苯二甲酸二丙烯酯,投料比分别为1.5:1,1.1:1,1.5:1,1.4:1。(2)硫醇类环氧固化剂乳液的固化动力学研究采用非等温差示扫描量热法(DSC),探究硫醇类环氧固化剂乳液PD与市售环氧乳液瀚森6520的配比对固化性能的影响;通过Kissinger、Ozawa方程和Crane方程分别计算出了固化体系的表观活化能与反应级数,确定了该体系合适的固化工艺参数。结果表明:固化剂与环氧树脂的质量比达到0.8:1时,固化反应的放热量最大,固化体系的活化能E=142.79k J/mol,反应级数n=0.95。经固化动力学分析,利用T-β外推法可判断固化工艺为:涂膜表干后,置烘箱内梯度烘干,75℃/1h+105℃/2h+220℃/1h。(3)硫醇类环氧固化剂乳液的应用性能将TH、TD、PH、PD硫醇类环氧固化剂乳液分别与瀚森6520复配固化,并研究漆膜的交联度和应用性能。结果表明:TD、PD固化剂和环氧乳液的活泼氢与环氧基物质的量之比为1:1,且固化工艺为105℃/2.0h或115℃/1.5h时,涂膜外观透明、光滑平整,光泽度分别为105.6°和113.2°,交联度可达93%,耐水53h,涂膜柔韧性1mm,附着力1级,正反耐冲击性50/50,铅笔硬度分别可达H和2H。