在較激烈反應(yīng)條件下,環(huán)氧樹脂可以和羧酸發(fā)生酯化反應(yīng),按化學(xué)計量加入二酸,可得到含一游離羧基的環(huán)氧酯,用有機(jī)胺中和即得穩(wěn)定分散體:磷酸與環(huán)氧樹脂反應(yīng)生成環(huán)氧磷酸酯,由于溶液有利于放熱反應(yīng)進(jìn)行,用環(huán)氧樹脂溶液反應(yīng)可得最好結(jié)果,磷酸最好與水和醇一起逐步加入溶液中,反應(yīng)極易制得二酯,二酯在醇作用下易解離成單磷酯,用胺中和,可得不易水解的較穩(wěn)定水分散體。環(huán)氧樹脂與丙烯酸樹脂發(fā)生酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng),或環(huán)氧樹脂與丙烯酸單體溶液反應(yīng),丙烯酸通過酯鍵接枝于環(huán)氧樹脂上,這兩種改性方法所得的水乳體系,大量用作罐頭內(nèi)壁涂料。目前,環(huán)氧樹脂磺化水性化的報道較少,低相對分子質(zhì)量的含環(huán)氧基有機(jī)物,在亞硫酸氫鈉作用下可以磺化,通過這種方法有可能將低相對分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂改性,使其水性化。
酯化法的缺點是酯化產(chǎn)物的酯鍵會水解,導(dǎo)致體系不穩(wěn)定。為避免這一缺點,可將含羧基單體通過形成碳碳鍵接枝于高相對分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂上。
(3)開環(huán)接枝型
選羥基含量較高的環(huán)氧樹脂作骨架材料,用不飽和脂肪酸進(jìn)行酯化制成環(huán)氧酯,再以不飽和二元羧酸(酐)與環(huán)氧酯的脂肪酸上的雙鍵進(jìn)行自由基引發(fā)加成反應(yīng),以引進(jìn)羧基。然后加堿中和,直接加水稀釋即得水性環(huán)氧乳液。如可用亞麻油酸與環(huán)氧樹脂制成環(huán)氧酯后,與馬來酸酐進(jìn)行自由基反應(yīng)制備水性環(huán)氧樹脂。
這種方法制得的粒子較細(xì),通常為納米級,相反轉(zhuǎn)法以及直接乳化法制得的粒子較大,通常為微米級。從此意義上講,化學(xué)法雖然制備步驟多,不易操控,且成本高,但在某些方面仍具有實際意義。
4、固化劑乳化法
將多元胺固化劑進(jìn)行擴(kuò)鏈、接枝、成鹽,使其成為具有親環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)的水分散型固化劑,同時它作為陽離子型乳化劑對環(huán)氧樹脂進(jìn)行乳化,兩組分混合后可制成穩(wěn)定的乳液。雙酚A環(huán)氧樹脂和過量的二乙烯三胺反應(yīng),形成胺封端的環(huán)氧樹脂加成物,真空蒸餾除去多余的二乙烯三胺,再加入單環(huán)氧基化合物將氨基上的伯氫反應(yīng)掉,最后加入乙酸中和,制成酸中和的環(huán)氧樹脂固化劑。此固化劑可分散于水中,向其水溶液中直接加入環(huán)氧樹脂或環(huán)氧樹脂乳液,均可形成穩(wěn)定的水乳化環(huán)氧一胺組合物,可配制水性常溫固化清漆。