1.3化學改性法

1)酯化反應型。通過適當的方法在環(huán)氧樹脂分子鏈中引入羧酸、磺酸等功能基團，中和成鹽后環(huán)氧樹脂就具備了水分散的性質。最常用的方法是功能性單體擴鏈法，即利用環(huán)氧樹脂與一些低分子擴鏈劑如氨基酸、氨基苯甲酸等化合物上的氨基反應，在環(huán)氧樹脂分子鏈上引入羧酸、磺酸基團，中和成鹽得水分散體。酯化法的缺點是酯化產物的酯鍵隨時間增加而水解，導致體系不穩(wěn)定。為避免這缺點，可將含羧基單體通過形成碳碳鍵接枝于高分子質量的環(huán)氧樹脂上[9]。用羧基聚合物酯化環(huán)氧樹脂也可制備水分散環(huán)氧樹脂體系。美國瓦爾斯巴公司[10]發(fā)明了一種新的方法，即環(huán)氧樹脂與羧基聚合物在酯化催化劑作用下反應，并在酯化反應完成前抑制反應混合物而制備水分散涂料組分。臺灣省中油公司[11]用環(huán)氧樹脂與二元酸酐反應制備一種可發(fā)生雙交聯反應的水性樹脂分散體。M.J.Husbands[12]等將環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基或羥基與磷酸反應生成環(huán)氧磷酸酯，用胺中和得較穩(wěn)定的水分散體。

2)醚化反應型。通過含親水性聚氧化乙烯鏈段的羥基或胺基與環(huán)氧樹脂分子中的環(huán)氧基反應，將聚氧化乙烯鏈段引入到環(huán)氧樹脂分子結構中，得到含非離子親水鏈段的水性環(huán)氧樹脂。該改性環(huán)氧樹脂分散在水相中形成的體系具有很好的穩(wěn)定性，分散相粒子的平均粒徑1μm，并且該分散體系與水性環(huán)氧固化劑混合后的使用期也有所延長。同時由于引入了聚氧化乙烯鏈段，交聯后的網鏈分子量有所提高，交聯密度下降，由此對形成的涂膜有一定的增韌作用。用環(huán)氧樹脂與叔胺化合物進行加成反應，得到的加成產物用乳酸或醋酸中和形成陽離子型樹脂[13]。另外，張擎英[14]等將對位氨基苯甲酸與環(huán)氧樹脂反應，成功制得了涂膜性能優(yōu)良的水基涂料。

3)接枝反應法。在添加引發(fā)劑及加熱條件下，環(huán)氧樹脂分子中的-CH2-或-CH-可成為活性點，與乙烯基單體如丙烯酸、馬來酸酐等接枝到環(huán)氧樹脂分子鏈中，生成富酸基團的改性環(huán)氧樹脂，再用胺中和成鹽即可得到能自乳化的環(huán)氧樹脂。由于分子鏈中沒有酯存在，用氨中和獲得的水性環(huán)氧樹脂不易水解、性能穩(wěn)定[15]。美國瓦爾斯巴有限公司[16]將環(huán)氧樹脂與水分散性丙烯酸類樹脂進行自由基反應，制得一種能有效防止鐵和非金屬底材腐蝕，具有低VOC的水性涂料組合物。此類脂環(huán)式環(huán)氧化物環(huán)氧基結構與縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂不同，沒有一級環(huán)氧碳原子，此類環(huán)氧化物上的環(huán)氧基不缺電子，脂環(huán)上的環(huán)氧基團位阻效應很大，不易受親核試劑的進攻。環(huán)氧化合物中沒有苯環(huán)，兩個環(huán)氧之間的距離非常近，固化產物的交聯度很高，化合物在胺存在下非常穩(wěn)定，只有在酸性條件下才有反應活性。此類環(huán)氧樹脂有很高的耐熱性、耐候性和電性能。