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环氧树脂具有良好的耐腐蚀性、耐化学稳定性以及高强度等性能,因而被广泛的应用在民用、军工、土木建筑、化学防腐、航天航空等领域,成为各个领域中的基础性材料。传统的环氧树脂难溶于水,只溶于有机溶剂,在使用过程中必须用有机溶剂作为分散介质,不仅浪费资源增加成本,而且易造成环境污染,损害人体健康。开发环境友好的水溶性环氧树脂体系成为目前的研究热点,本文采用亲水性的甲基丙烯酸单体改性环氧树脂,在环氧树脂主链中引入亲水性链段,制备得到了水性环氧树脂乳液,乳液分散性良好,粒径为纳米级。主要内容包括:(1)采用溶液聚合法制备得到了水性环氧树脂体系。采用甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯作为反应单体,正丁醇、乙二醇丁醚作为溶剂和稀释剂,过氧化二苯甲酰作为引发剂合成水性环氧树脂。讨论了甲基丙烯酸含量及温度对产物水溶性的影响。考察了最佳实验条件下体系固含量、粘度等各项性能。(2)采用乳液聚合法制备得到了水性环氧树脂体系。实验过程分为乳化过程和化学反应过程。讨论了乳化过程中温度、乳化剂用量及滴加速度与乳液分水率的关系,通过乳液稳定性确定最佳乳化条件:反应温度为80℃、复合乳化剂的加入量为3.6%、滴加速度为0.5ml/min,此时乳液的粒径为0.8-2.5μm;通过粒径分析和TEM照片观察到:经过化学反应过程制备得到的水性环氧树脂胶粒为核壳结构,随着甲基丙烯酸含量的增加,乳胶粒的壳层结构厚度增加,随着温度的升高,乳胶粒粒径增大,粒径分布变宽,乳液粒径在50-150nm之间。通过傅里叶红外光谱、紫外光谱和凝胶色谱证明了甲基丙烯酸单体成功接枝到环氧树脂中,并测试了合成乳液的各项性能。(3)两种方式制备的乳液涂膜固化后,具有较好的耐酸碱性、耐盐性和附着力,由于含有亲水性基团,吸水率较高,易发生溶胀。通过红外测试讨论了甲基丙烯酸含量的改变后聚合物结构的变化;利用接触角、吸水率、金相照片及电化学测试讨论了甲基丙烯酸含量改变对乳液涂膜固化后膜层性能的影响,结果表明:随着甲基丙烯酸含量的增加,膜层接触角逐渐变小、吸水率升高、附着力降低,膜层均一性和致密性增强。