水性树脂

水性树脂有时也被称为水性树脂。 它们是树脂或聚合物树脂，使用水作为承载介质，而不是溶剂或无溶剂。 树脂用于生产涂料、粘合剂、密封剂、弹性体和复合材料。 当使用短语水性树脂时，它通常描述所有以水为主要承载溶剂的树脂。 树脂可以是水溶性的、水可稀释的或水分散的。

大多数涂料有四种基本成分。 这些是树脂、溶剂、颜料和添加剂系统，但树脂或粘合剂是关键成分。 许多国家持续的环境立法以及石油生产等地缘政治正在确保化学家越来越多地转向油漆/涂料的水性技术，并且由于树脂或粘合剂是涂料中最重要的部分，因此正在开发和设计更多的水性 涂料配方设计师的使用不断增加。 水性涂料和水性树脂的使用在 1960 年代以美国为首真正开始增长，其驱动因素是：a) 降低易燃性的需要； b) 旨在减少排放到大气中的溶剂蒸气（VOC - 挥发性有机化合物）量的环境立法； c) 费用； d) 政治因素，即供应安全。 所有这些因素都有助于减少对油衍生溶剂的依赖。 从那以后，水作为涂料和树脂的载体溶剂的使用一直在增加。 这同样适用于粘合剂。

环氧树脂体系一般由固化剂和环氧树脂组成。 固化剂和环氧树脂都可以做成水性的。 固体环氧树脂(分子量＞1000)分散体是可用的并且由有时借助于助溶剂和表面活性剂分散在水中的环氧树脂组成。 通常对树脂主链进行改性以确保水分散性。 这些树脂通过水/共溶剂蒸发和颗粒聚结自行干燥。 为了固化树脂并使其交联，通常添加胺基固化剂。 这产生了双组分系统。 另一种方法是使用标准的中等粘度液体环氧树脂，并将它们乳化在水溶性聚胺或聚氨基酰胺硬化剂树脂中，这也提供了双组分体系。 聚氨基酰胺（或聚酰胺基胺）是通过亚乙基胺与二聚脂肪酸反应生成具有酰胺键但仍具有胺官能团的物质而制成的。 在缩合反应过程中释放出水。 然后可以通过与冰川有机酸或甲醛进一步反应使这些树脂溶于水。 像这样的树脂通常在聚合物主链上留下更多的胺官能团，以使其能够固化和交联环氧树脂。 然后可以通过给环氧树脂或胺硬化剂部分或两者着色来用它们制成油漆。 与聚氨基酰胺树脂不同的聚胺固化树脂通常通过将多官能胺与环氧树脂和/或环氧稀释剂部分加合并留下具有残余胺官能团的物质制成。 然后可以将该加合物溶解在水中并用于乳化更多的环氧树脂，并且可以再次将其中一部分或两者着色。

这些系统的优点是它们不需要冰川有机酸来溶解它们。 如果要在高碱性基材（例如新鲜混凝土）上使用涂层，这是一个优势，因为水泥中的碱会中和酸，并在反复将刷子浸入罐中时导致不稳定。 即使存在水并且是腐蚀燃料，也可以配制基于水性环氧树脂的水性金属涂料。 其他研究正在调查将石墨烯技术与水性环氧树脂相结合的好处。

研究仍在继续，许多专利和期刊论文不断发表，其中介绍了将环氧树脂体系转化为水性体系的新方法。 一种这样的方法是采用本质上已经部分亲水的分子，例如具有聚环氧丙烷主链的二醇，然后将其与环氧氯丙烷反应，然后用氢氧化钠脱氯化氢。 这产生了双环氧封端的聚丙二醇分子。