丙烯酸/环氧树脂接枝共聚物可以制备优异的水性涂料。接枝共聚就是通过丙烯酸类单体与环氧树脂接枝共聚反应，在环氧树脂中引入强亲水性基团-COOH，使树脂水性化。郑州大学工学院化工学院最近研究了新的丙烯酸/环氧树脂共聚接枝方法，得到的环氧一丙烯酸树脂复合溶液用胺中和后，加水稀释即得水乳液，突破了常规乳液聚合只能在100℃以下进行的限制。该成果的一个核心是材料的选择，科研人员是怎样确定材料的？据专家日前作了详细介绍。首先是主要原料部分，包括：环氧树脂(601、604F、607)，由蓝星新材料无锡树脂厂提供；正丁醇、乙二醇单丁醚、苯乙烯、二甲基乙醇胺均为化学纯，a-甲基丙烯酸(MAA)、过氧化苯甲酰(BPO)为分析纯，丙烯酸丁酯(BA)为工业品，均市场购得。
                      
    反应装置为装有温度计、冷凝器和搅拌器的250mL四口烧瓶，将一定量的环氧树脂，乙二醇单丁醚和正丁醇混合溶剂加入到四口烧瓶中，加热并搅拌升温到110℃左右，在2小时内以一定速度滴加甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯和过氧化苯甲酰的混合溶液，同时升温到120℃再保温反应3-4小时，然后降温到50℃，加入二甲基乙醇胺中和成盐调节PH值至7-8，加去离子水稀释保温反应1小时即得白色乳液。单体以什么为原则进行选择。据介绍，涂料的物理机械性能主要由成膜物质的性质决定，因此就要求所用的乳液必须易于涂刷成膜和与金属表面要有良好的附着力，涂膜要有足够的韧性并保持适当的硬度，而更重要的是要有良好的抗腐蚀性。聚合物发生玻璃化转变时，许多物理机械性能随之发生急剧的变化，玻璃化温度Tg可由Fox公式近似计算得到，调整共聚物的组分使其达到满意的Tg。丙烯酸树脂作为涂料的成膜物，根据各单体对漆膜性能的贡献，相互配合满足漆膜特性的技术要求。
                      
    科研人员选用甲基丙烯酸为功能单体，丙烯酸丁酯为软单体，苯乙烯为硬单体。在环氧树脂中引入羧基官能团使其具有水溶性，酸值越高水乳化越容易，但树脂耐化学药品性差；酸值太低乳化困难，制备的乳液不稳定。根据乳液稳定性和漆膜的综合性能测试，宜控制酸值为85(KOH)毫克/克(固体)左右，确定环氧树脂35克，单体质量分别为甲基丙烯酸6.5克、丙烯酸丁酯4.5克、苯乙烯4克。合理的选用溶剂是配方设计的重要环节，其核心是溶剂的溶解力，即极性相似、溶度参数相近和溶剂化的基本原则，还要考虑溶剂的沸点等因素。酮、醇醚和酯类溶剂是环氧树脂的优良溶剂，醇类对环氧树脂溶解性差，可做稀释剂使用。选用正丁醇做溶剂乳液稳定性差，另加乙二醇单丁醚可得稳定乳液。专家表示，科研人员最终综合各种因素，在访合成工艺选用乙二醇单丁醚做溶剂，正丁醇做稀释剂，乙二醇单丁醚与正丁醇质量比为1：2时，树脂溶解性好，可得稳定乳液。