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水性环氧乳液避免了挥发性有机物(volatile organic compound简称VOC)的大量使用,具有显著的环保特色和应用价值,因而水性环氧乳液及其应用的研究成为近年来备受关注的课题之一。本文先采用外加乳化剂法对环氧树脂E-51进行乳化,通过正交实验设计和单因素影响实验,研究了乳化温度、乳化时间、OP-10,SP-60、十二烷基苯磺酸钠、水的滴加量及乳化方式对乳化效果的影响。以OP-10、SP-60、十二烷基苯磺酸钠质量配比为14/2/3组成的混合体系为复合乳化剂,在80℃的乳化温度、60min的乳化时间的反应条件下,采用乳化剂在油中即转相乳化法乳化E-51环氧树脂,再用4倍E-51用量的水的滴加为最佳工艺条件,复合乳化剂与E-51的用量质量比在19/200。此时乳液粒度为44.24μm,放置一个月后会发生沉降但未破乳,三个月后摇匀,仍可重新分散,基本上能满足现场施工要求。另外加乳化剂法所得水性环氧树脂乳液清洁环保,环氧树脂分子中的羟基、环氧基等活性基团没有受到任何的破坏,在应用时可与固化剂进行充分的交联固化。另一方面本文采用化学改性法对环氧树脂E-51分子结构进行了改造,利用化学改性法将亲水性基团引入E-51环氧树脂链上,经乙酸成盐并加水制备改性树脂水性体系。研究了反应温度、反应时间及反应物用量对体系的影响,确定了最佳的原料配比、反应温度及时间,用红外光谱对改性树脂的结构进行了表证,并用激光粒度分析仪对水性体系的粒度分布进行了测定。结果表明:反应物E-51/二乙醇胺/乙酸质量比为40/10.72/6.2时,最终所得乳液的平均粒度为0.845μm,分散相粒径小于2.328μm的占97%,该粒度分布处于文献中的细乳液范围值之中。最后对水性环氧乳液的固化及其应用性能进行了一些探索。