环氧树脂以其优异的电绝缘性能、收缩率小、稳定性好、力学性能佳而广泛应用于电子、电气、机械制造、化工防腐等领域。尤其是在涂料领域，环氧树脂已成为涂料用四大合成树脂之一，目前已占到防腐涂料用量的50%以上。随着现代技术的发展以及人们对新理念和法规的认识，对环保提出了愈来愈高的要求。由于传统的溶剂型涂料挥发出来的有机溶剂对大气污染和人体健康带来了严重的不良后果，因此，研究开发环保型高性能水性涂料已成为涂料界的共识，这也是涂料工业发展的必然出路。鉴于此种现状，水性涂料用的自乳化环氧树脂乳液的研究成为各国科研人员争相研究的重点。

1 实验

1.1 主要试剂及仪器

● 聚乙二醇（PEG400、PEG600、PEG1000）：工业级；

● 酸酐：甲基四氢苯酐（MTHPA）、甲基六氢苯酐（MHHPA）、邻苯二甲酸酐（PA），分析纯；

● 环氧树脂：E51、E44、E20，工业级；

● 四丁基溴化铵：分析纯；

● 三苯基膦：分析纯；

● 环氧固化剂：EP504，脂环胺型。

1.2 实验原理

改性环氧树脂合成的反应方程式见图1

1.3 自乳化水性环氧乳液的制备

在装有温度计、冷凝管的四口烧瓶中加入一定量的PEG和酸酐，在一定温度下反应一段时间（期间每隔0.5 h 测量体系的酸值），当体系酸值不再下降时，向上述反应产物中加入一定量的环氧树脂和催化剂，反应一段时间后，当体系酸值与理论值接近时，停止反应，即得改性水性环氧树脂。取一定质量的改性环氧树脂，缓慢滴加水制成一定固含量的水性环氧乳液。

1.4 测试与表征

（1）酸值：取0.5～1.0 g 待测试样，用10 mL 丙酮将试样完全溶解，然后用NaOH 标准溶液滴定，则酸值I 按式（1）计算：

式中：

V———滴定消耗掉的NaOH 溶液，mL；

C———NaOH 标准溶液的浓度，mol/L；

M———取样量，g。

（2）环氧值：按照GB/T 1677—2008《增塑剂环氧值的测定》，采用盐酸丙酮法进行测试；附着力：按照GB/T 1720—1979（1989）《漆膜附着力测定法》，采用划格法进行测试；铅笔硬度：按照GB 6739—2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》进行测试。

（3）粒径及其分布：将自制环氧乳液稀释50 倍，然后用激光粒度分析仪表征。

（4）红外光谱（IR）分析：将乳液均匀的涂在PE 膜上，室温干燥后，用红外光谱仪进行IR 分析。

2 结果与讨论

2.1 原材料选择的正交试验设计

本试验选取3 种不同分子质量的环氧树脂：E20、E44、E51，3 种不同分子质量的聚乙二醇：PEG400、PEG600、PEG1000和3 种不同的酸酐：MTHPA、MHHPA、PA。依据不同的环氧树脂、聚乙二醇和酸酐类型，选用相同的催化剂及反应物配比，即酸酐与聚乙二醇的摩尔比为2∶1，环氧树脂与上一步....