环氧树脂因特殊的分子结构赋予其以有优异的物理机械性能,因而被广泛应用于涂料,胶黏剂和复合材料等领域,但随着环保要求的日益严格,溶剂型环氧树脂体系带来大量的有机挥发物,对自然环境和人体健康造成极大的危害,因此开发绿色环保型水性环氧树脂体系成为行业迫切需求。由于环氧树脂本身的硬度大,成膜后质地较脆,柔韧性,耐冲击强度较差,对底材的附着力较弱。而水性水性环氧树脂制备过程中,在赋予环氧树脂亲水性的同时,引入柔性链段,对提高柔韧性,增大附着力,增强耐冲击强度有重要作用。水性环氧树脂的性能指标接近甚至超越溶剂型环氧涂料,显示了极强的市场竞争力和发展势头,越来越受到人们的青睐。为了对水性环氧树脂的性能作出进一步的改进,以提高其使用性能,本论文通过研究得出以下观点:本文首先以双酚A型环氧树脂E-44为接枝基体,丙烯酸,丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯接枝单体,含有双键的有机硅单体为功能单体,丙二醇甲醚为反应溶剂,采用溶液聚合法向环氧树脂分子链上引入亲水基,赋予环氧树脂亲水性,制得自乳化型水性环氧树脂。通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H NMR)的表征确定得到预期接枝产物,以接枝产物的单体接枝率,环氧值,水乳液的稳定性和粒径及涂膜性能为考察对象,针对引发剂用量、聚合温度、丙烯酸用量、丙烯酸酯单体用量、中和度和有机硅种类及用量的影响进行了研究与探讨,确定了最佳的工艺条件,当引发剂用量为环氧树脂质量分数的3.5wt%,聚合温度为110℃,丙烯酸用量为16wt%,丙酸酯类单体用量与环氧树脂质量比为8:10,中和度为90%时,所得接枝产物单体转化率为85%,水分散性和水稳定性均达到1级,储存稳定性达30天,乳液平均粒径为185nm,耐冲击强度为50kg·cm,柔韧性为1mm,最大热失重温度为407℃;将有机硅单体引入环氧树脂中,重点研究有机硅种类和用量对改性环氧树脂乳液稳定性和其涂膜耐热性和柔韧性的影响,分析结果表明,当有机硅A-151用量为3wt%,乳液粒径为150nm,胶粒粒径分布均匀,涂膜的玻璃化转变温度为86.8℃,最大热失重温度为409℃,热稳定性优良,柔韧性最高为0.5mm,耐冲击强度最大为55kg?cm,与无有机硅相比,透射电镜显示,乳胶粒粒径较小,分布较均匀,其涂膜柔韧性和耐冲击强度得到明显提高。其次以环氧树脂E-44与聚乙二醇合成环氧树脂专用乳化剂,通过相反转法制备非离子型水性环氧树脂。以1H NMR和FT-IR测试表明得到预期的乳化剂。对黏度和电导率的研究表明,乳化剂用量和乳化温度对相反转过程有较大影响,当乳化剂用量为20wt%,乳化温度为55℃时,发生完全相反转,相反转点为25%,乳液稳定性最优。对乳液各项稳定性测试表明,当选用PEG6000,环氧树脂与PEG摩尔比为1:1时制备乳化剂,乳化剂用量为20wt%时,制得的乳液离心稳定性为5级,稀释稳定性为0.02,冻融稳定性为5次,储存稳定性达6个月;通过对涂膜耐腐蚀性能和机械性能分析表明,固化温度提高使固化速率加快,涂膜耐盐性,耐酸碱性明显提高;在E-20与E-44质量比为5:12,固化温度为50℃,乳液与固化剂质量比为3:1,PEG分子量为6000,乳化剂用量为20wt%时,制备涂膜具有优异的机械性能,其硬度为3H,柔韧性为0.5mm,耐冲击强度为60kg?cm,附着力为0级,耐热性良好,其最大分解速率温度为409.6℃,断面扫描分析表明,柔性乳化剂的引入可以明显提高环氧树脂的柔韧性。