1.1机械法
机械法即直接法,可用球磨机、胶体磨、均质器等将环氧树脂磨碎,再加入乳化剂水溶液,然后通过机械搅拌将粒子分散于水中;或将环氧树脂和乳化剂混合,加热到适当的温度,在激烈的搅拌下逐渐加入水而形成乳液[3]。可采用的乳化剂有聚氧乙烯烷芳基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基酯等,另外也可自制活性乳化剂。专利[4]报道,采用聚乙二酸,双酚A环氧树脂在路易斯酸的催化作用下也可制得环氧树脂乳化剂。此方法的特点是工艺简单,成本低廉,乳化剂用量较少,但环氧树脂在乳液分散相中微粒较大,约50μm左右。粒子形状不规则且尺寸分布较宽,导致乳液稳定性差,涂料成膜性能也欠佳。而且由于非离子表面活性剂的存在,影响涂膜的外观和一些性能。
1.2相反转法
相反转法即通过改变水相的体积,将聚合物从油包水(W/O)状态转变成水包油(O/W)状态。其是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法,几乎可将所有的高分子树脂借助于外加乳化剂的作用并通过物理乳化的方法制得相应的乳液。相反转原指多组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程,如在油/水/乳化剂体系中,当连续相由水相向油相(或从油相向水相)转变时,在连续相转变区,体系的界面张力最低,因而分散相的尺寸最小。通过相反转法将高分子树脂乳化为乳液,其分散相的平均粒径一般为1~2μm[5]。用相反转法制备水性环氧树脂乳液的具体过程是在高速剪切作用下缓慢地向体系中加入蒸馏水,随着加水量的增加,整个体系逐步由油包水向水包油转变,形成稳定的水可稀释体系。在这一过程中,水性环氧树脂乳液的许多性质会发生改变,如体系的黏度、导电性和表面张力等,通过测定体系乳化过程中的电导率和黏度的变化就可判断相反转是否完全。该乳化过程可在室温环境下进行,对于固体环氧树脂,则需要借助于少量有机溶剂或进行加热来降低环氧树脂的本体黏度,然后再进行乳化[6]。
我国在此方面的研究较多,王进等用聚乙二醇—邻苯二甲酸酐—环氧树脂E-44多元嵌段共聚体为乳化剂,将环氧树脂E-44乳化成水包油的稳定水基乳液,并用乳液体系电导率和黏度的变化表征了相反转乳化过程。施雪珍等采用环氧树脂和非离子表面活性剂反应,合成反应型水性环氧乳化剂,将具有表面活性的分子链段引入环氧树脂分子链中,并借助于相反转技术制备了水性环氧乳液[7-8]。