1. 研究目的与意义
环氧树脂和丙烯酸酯类树脂都是重要的涂料产品。环氧树脂具有优异的热稳定性、附着性、耐化学品性，广泛应用于水利、交通、电子、汽车、机械及航天航空等领域。丙烯酸酯类树脂具有优良的耐水性、耐候性和光泽度，广泛应用于通用工业设备（储藏罐、桥梁、建筑）、纺织印染、汽车工业、皮革和造纸工业等,而这些传统的溶剂型涂料在应用过程中存在有机溶剂污染环境的问题。上世纪90年代以来，世界涂料需求量以每年3％的速度递增，而涂料涂装成膜后，涂料中的挥发性有机溶剂（VOC）会大量挥发，全世界每年向大气排放VOC已达到20Mt。由于VOC排放高，对人类健康和环境产生危害等原因，发展受到了限制。所以为了人类的健康和生活环境的安全，应大力发展环保型涂料，如：水性涂料、高固体分涂料和粉末涂料；而水性涂料具有黏度低、低VOC、味道小、涂装工艺和传统溶剂型涂料接近、成本低等优点，而广泛受到生产厂家和用户的青睐。
21世纪初美国水性工业涂料已占工业涂料总量的26%，而且呈增长之势。中国的涂料产量目前虽然位居世界第四，但节能、低污染涂料的比例还不到30%，其中水性涂料比例不足15%。因此，大力发展性能好、成本低的水性涂料替代溶剂型涂料是大势所趋。目前，单一品种树脂制备的水性涂料在性能上还无法与传统溶剂型涂料抗衡，限制了水性涂料的推广及应用。如丙烯酸树脂有热粘冷脆现象，耐热性不佳等缺点；环氧树脂涂膜存在耐候性、韧性差和储存稳定性不好等缺点。为了改进单个树脂在使用上的缺陷，20世纪80年代以来，人们试图将环氧树脂和聚丙烯酸酯复合，形成一类性能优异的材料。近年来有关环氧树脂和聚丙烯酸酯复合乳液的研究报道不断出现。通过各组分间的优势使树脂的性能互补来提高水性漆涂膜的整体性能，如光泽度、附着力、耐水性等。与机械共混相比，两者的化学键合既增加了两种树脂的相容性，又把环氧树脂的耐化学品性能好、附着力好与玻璃化温度可调、聚丙烯酸树脂的耐候性好、光泽度好的优点结合一起，具有广阔的发展空间。2. 国内外研究现状分析
一、国内研究概况
1.环氧丙烯酸酯杂化乳液聚合技术。以丙烯酸类单体作溶剂将环氧树脂溶解，预乳化为微乳粒子（平均粒径在500nm以下），再采用乳液聚合工艺制得成膜性能优良、稳定的杂化乳液。乳液聚合技术不断进步和创新，出现了许多新的乳液聚合方法，如壳核型乳液聚合：在核中加入供交联的环氧树脂，在聚合完成后加入固化剂、胶乳互穿网络聚合（ipn）及在此基础上发展起来的胶乳型互穿网络聚合物（lipn）和微乳液聚合：以油、水、表面活性剂、助表面活性剂混合形成的各向同性的透明或半透明的热力学稳定体系等。
2.接枝反应型制备水性环氧防腐涂料。环氧树脂水性化的方法有直接法、相反转法、化学法等，化学改性法所制得的粒子尺寸较小，约几十到几百纳米。化学改性法有醚化型、酯化型和接枝反应3种类型，接枝反应型是通过自由基引发剂引发丙烯酸接枝共聚将亲水组分引入环氧树脂，得到不易水解的水性化环氧树脂。低分子量环氧树脂的软化点小于50℃，聚合度小于2，能溶于酮类、酯类和醚醇类等有机溶剂中。未加固化剂的树脂有较高的贮存稳定性，不会受热固化。固化后的树脂力学性能好，耐酸碱腐蚀，并且固化收缩率小，绝缘强度高。而且低分子量环氧树脂的活性大，易进行改性，树脂透明度好。
3. 研究的基本内容与计划
一、研究内容
1.制备丙烯酸酯改性环氧丙烯酸乳液。环氧树脂具有较强的附着力，优良的抗化学介质性和防腐蚀性能，尤其是耐碱性及较好的保色性和电绝缘性，但其柔韧性差，水溶性不好，不能单独形成水性涂料。丙烯酸酯类涂料具有良好的耐候性、耐水性、成膜性、耐油性和耐化学品性能。所以，研究用丙烯酸酯对环氧丙烯酸加以改性，既保留其原来的优点，又能增大环氧丙烯酸乳液的水溶性、粘度和耐腐蚀性。
2.探索反应条件。通过研究不同环氧酯与丙烯酸酯比例、种子乳液量、c0-436与dsb、0p-10、a-103、amps配合、反应温度、滴加时间等因素对乳液稳定性的影响，确定最佳合成反应条件。例如粘度、成膜情况是环氧丙烯酸乳液的一个重要指标。改性所得产物粘度比未聚合时乳液粘度小，同样，乳液的酸值下降。选用溶剂既要溶解丙烯酸酯，又要溶解改性后的环氧丙烯酸，同时，该树脂又要能够分散于水中，因此溶剂要和水的混溶性好。ph之对环氧丙烯酸乳液稳定性也有影响。ph时，乳液呈凝胶状态；ph值为7-9时，水分散体系可以稳定存在；ph值>9时，基料在强碱性条件下，易发生皂化，对涂料稳定性有一定的影响，因此控制ph值在7-9范围内，水性涂料稳定性较好。性能测试依据以下标准：gb 17201979 《漆膜附着力测定法》；gb/t 17231993《涂料黏度测定法》；gb/t 17301993 《漆膜硬度测定法》；gb/t 17321993《漆膜耐冲击性测定法》；gb/t 17331993《漆膜耐水性测定法》。
4. 研究创新点
随着世界范围内的能源紧缺和环境污染的问题日益严重，环保型产品日益受到关注。
水性涂料成为涂料发展的重要方向和研究热点，环氧树脂因其品种较多，性能优异，而广泛用于涂料生产中，但由于目前所有的环氧涂料大多是溶剂型的，污染严重，因此水性环氧树脂涂料成为当今各国研究水性涂料的热点。
尽管水性环氧涂料的原料价格较高，但随着生产技术的不断成熟和发展，它在工业级商业上具有越来越大的吸引力。
