目前水性环氧乳液的制备方法有机械法、相反转法、固化剂乳化法和化学改性法4 种［1］。化学改性法是研究的热点，主要通过苯丙乳液与环氧树脂接枝共聚，再以胺中和，加入去离子水分散，得到环氧－ 苯丙水分散液［2 － 3］，虽然改性后体系具备烯烃基类树脂光泽、丰满度、耐候性好等特点，但是耐水性以及耐腐蚀性不同程度降低，且苯丙乳液本身易产生热粘冷脆现象，耐热性不佳，所制备的水性环氧乳液又为热力学不稳定体系，贮存稳定性不好［4］。在前人的研究基础上，通过含乙烯基的硅烷偶联剂KH570 和含氨基的硅烷偶联剂KH550双重改性水性环氧乳液，引入柔韧性耐高温性较好的有机硅链段，合成了有机硅双重改性水性环氧乳液，对产物结构进行表征，并考察有机硅不同比例对水分散液及涂膜性能的影响。

1 实验部分
1. 1 实验原料及仪器
双酚A 型环氧树脂( E － 06) : 工业品，上海树脂厂; α － 甲基丙烯酸( MAA) 、N，N － 二甲基乙醇胺: 化学纯，上海凌峰化学试剂有限公司; 丙烯酸丁酯( BA) : 化学纯，上海化学试剂采购供应五联化工厂; 苯乙烯( St) 、过氧化苯甲酰( BPO) : 化学纯，上海润捷化学试剂有限公司; γ － 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷( KH570) 、γ － 氨丙基三乙氧基硅烷( KH550) : 色谱纯，南京奥诚化工有限公司。DIGILAB － FIS2000 红外光谱仪: 美国尼高力公司; Pyris DiamondTG － DTA/DSC 热重分析仪: 美国PE 公司; JC2000D1 接触角测量仪: 上海德邻仪器; KQ － 250DB 数控超声分散仪: 昆山市超声仪器有限公司; PH112 便携式酸度计: 武汉博文电子有限公司; 7312 － I 型电动搅拌器: 上海标本模型厂制造; TG328B 分析天平: 上海天平仪器厂; H． H． S 型电热恒温水浴锅: 江苏中大仪器厂; HH － SD 恒温油浴锅: 金坛市国旺实验仪器厂。
1. 2 改性水性环氧树脂乳液的合成
将20 g 环氧树脂E － 06 与合适比例的乙二醇丁醚和正丁醇的混合溶液加入装有温度计、冷凝管和搅拌器的250 mL 四口烧瓶内，升温至115 ℃左右，待环氧树脂完全溶解后，缓慢滴加KH570 与BPO 混合物，反应1 h，再在1 h 内匀速滴加一定配比的MAA、St 与BPO 的混合物，反应3 h，降温至55 ℃，滴加KH550，反应1 h，加入N，N － 二甲基乙醇胺中和，使pH为7 ～ 8，在高速搅拌下，加入去离子水乳化，即得有机硅氧烷双重改性水性环氧乳液。

2 结果与讨论
2. 1 改性试剂的选择
环氧树脂中虽然无不饱和双键，但含有醚键，其邻位碳上的α － H原子和叔碳原子上的H 原子相对而言较活泼，在110～ 115 ℃，引发剂过氧化苯甲酰作用下可以形成自由基，使环氧树脂骨架上的亚甲基—CH2—或—CH—中的C 原子成为活性点，从而引发与丙烯酸不饱和单体的接枝聚合反应，在此基础上加入KH570 共同反应接枝到环氧树脂骨架上。在接枝反应制备水性环氧乳液过程中，叔胺类中和剂的使用能使亲水基团—COOH离子化，增大水溶性，但叔胺又是环氧基开环的催化剂，会导致乳液不稳定。解决贮存稳定性的常用方法是用磷酸、氨基苯甲酸等［5］与环氧树脂的环氧基团发生开环反应，但因破坏了环氧基，所得水性环氧乳液耐水性、耐化学品性较差［6］。KH550 可使环氧基团开环，但同时也会形成新的交联基团，不会因环氧基团的破坏使涂膜耐水、耐化学品性变差。因此选用KH570 和KH550 双重改性为佳。
2. 2 红外光谱分析
将乳液均匀涂覆于聚四氟乙烯板上， 80 ℃1 h， 150 ℃1 h烘干，采用DIGILAB － FIS2000 红外光谱仪( KBr 压片) 对改性后的产品测试红外光谱，见图1。

a—环氧树脂E06; b—环氧－ 苯丙接枝共聚物; c—有机硅双重改性环氧环氧－ 苯丙接枝共聚物
图1 原料及共聚产物的红外光谱
从图1 可以看出，a 为固体原料环氧树脂E06 的红外谱图，由于固体环氧树脂羟基含量很高，3446. 8 cm－ 1 出现了明显的羟基吸收峰，2 962. 6 cm－ 1 和2 929. 8 cm－ 1 附近出现了甲基与亚甲基的吸收峰，1 608. 6 cm－ 1 和1 508. 3 cm－ 1 出现了苯环上C ?C键的吸收峰，1 037. 7 cm－ 1处应为C—O—C键的吸收峰， 915 cm－ 1处对应为环氧基团的吸收峰。b 为环氧－ 苯丙接枝共聚物，由于在环氧树脂分子中引入了丙烯酸酯聚合物，所以在1 730 cm－ 1处出现了一个强的C ?O键的伸缩振动峰。c 为有机硅双重改性环氧树脂的红外谱图，除了出现b 中的一些吸收峰外，还可以看到在1 080 cm－ 1 附近Si—O键的特征峰，说明有机硅已经成功地引入到环氧树脂体系中。2. 3 硅氧烷用量对水性环氧乳液贮存稳定性的影响在保持环氧树脂质量、接枝单体总量、引发剂浓度、亲水单体含量均不变的情况下，改变有机硅氧烷的比例，考察其对乳液稳定性的影响，见表1。
表1 改性剂用量对环氧树脂水分散体性能的影响