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水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料是一種乳液涂料，其成膜機理與一般的聚合物乳液涂料如丙烯酸乳液的成膜有很大的區別，同時(shí)與溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂涂料的成膜也不完全相同。
一般聚合物乳液涂料的固化成膜為一物理過(guò)程，分散相粒子的玻璃化溫度較低,在水分揮發(fā)后就形成緊密堆積的結構，并在毛細管壓力作用下凝結成膜。在溶劑型環(huán)氧樹(shù)脂涂料體系中，環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑均以分子形式溶解在有機溶劑中，形成的體系是均相的,固化反應在分子之間進(jìn)行，因而固化反應進(jìn)行得比較完全，所形成的涂膜也是均相的。
水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料為多相體系，環(huán)氧樹(shù)脂以分散相形式分散在水相中，水性環(huán)氧固化劑則溶解在水中。水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料的固化成膜示意圖如圖1所示，將兩個(gè)組分混合后的體系涂布在基材上，在比較適宜的溫度條件下，水分蒸發(fā)得很快。當大部分水分蒸發(fā)后，環(huán)氧樹(shù)脂乳膠粒子相互接觸，形成緊密堆積的結構，殘余的水分和固化劑分子則處在環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子的間隙處。隨著(zhù)水分的進(jìn)一步蒸發(fā)，環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子開(kāi)始凝結，形成更為緊密的六邊形排列結構。與此同時(shí)，固化劑分子擴散到環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子的界面及其內部發(fā)生固化反應。該固化成膜機理也可解釋為水性環(huán)氧樹(shù)脂體系由水包油的狀態(tài)向油包水轉變，與用相反轉法配制環(huán)氧樹(shù)脂乳液的過(guò)程剛好相反。對于水性環(huán)氧樹(shù)脂涂料，其固化是否充分主要取決于以下兩個(gè)因素。
A：環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子的粒徑；在保證水性環(huán)氧固化劑用量相同的情況下，環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子的粒徑較小時(shí)，粒子表面的固化劑濃度較為適中，表面固化速度較慢，固化劑分子有足夠的時(shí)間擴散到整個(gè)環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子，使之固化完全，因而可以形成均勻、完全固化的涂膜。反之，分散相粒子尺寸較大時(shí)，粒子表面的固化劑濃度相對較高，導致表面快速固化；隨著(zhù)固化反應的進(jìn)行，環(huán)氧樹(shù)脂分散相粒子的表觀(guān)粘度不斷增大，其玻璃化溫度也會(huì )逐漸提高，使得固化劑分子向環(huán)氧樹(shù)脂粒子內部擴散速度逐漸變慢，環(huán)氧樹(shù)脂粒子內部來(lái)不及固化而致使涂膜固化不完全。
B：環(huán)氧固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性 提高環(huán)氧固化劑與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性，有利于水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液分散后體系的穩定性，并且兩者的相容性越好，環(huán)氧固化劑越容易向環(huán)氧樹(shù)脂微粒內部擴散，有利于固化反應的進(jìn)行。
