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引言

传统的溶剂型涂料的生产和使用产生挥发性有机物（VOCs），造成环境污染并且在生产、储存和使用过程中均存在安全风险。降低VOCs排放的有效途径之一是开发水性涂料。由于国家加大环保管控力度，从2015年开始，水性工业涂料作为环保型涂料实现高速增长，特别是在汽车零部件、工程机械、轨道交通和金属防腐等工业防护领域。另一方面，水性工业涂料的关键组分是水性树脂，其原材料严重依赖石油资源。随着世界各国石油资源的日益减少以及对环境问题的日益重视，寻找替代石油资源的可再生资源日益迫切。基于植物的可再生资源具有低成本、可再生、无环境污染的特性，成为水性树脂原材料替代优选之一。

将可再生资源应用于水性工业涂料领域已有成功应用案例，主要包括两大类：水性醇酸涂料和水性环氧酯涂料。该类产品具有优异的环保性和良好的防腐性能，已在防腐领域获得规模应用。例如，采用豆油酸制备的水性醇酸树脂由于优异的环保性和良好的防腐性能，已在防腐领域获得规模应用。目前该体系在直接涂覆金属（DTM）水性单组分金属防护涂料占据较大的市场份额。但遗憾的是，水性醇酸涂料的硬度较低，并且分子链上的酯键易水解，使涂料贮存稳定性下降，涂膜也存在易泛黄的缺点。与水性醇酸体系相比，水性环氧酯同样使用可再生资源作为原材料之一，并且水性环氧酯涂层体系在硬度和防腐性能上优于水性醇酸体系，在中轻度防腐领域具有广阔的市场前景。

本文使用可再生脂肪酸、环氧树脂、乙烯基单体作为原材料，通过酯化反应和接枝聚合制备一种环保型水性环氧酯树脂，对所制备树脂进行了结构表征，并测试了基于水性环氧酯树脂的涂层性能。

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实验部分

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水性环氧酯树脂的制备

将计量比的脂肪酸、环氧树脂、催化剂、脱水溶剂分批投入反应釜中，在氮气氛围下按照10 ℃/h的速度缓慢升温至200 ℃，恒温反应至酸值＜5 mg KOH/g后，降温抽真空除去脱水溶剂，加入醇醚类溶剂稀释，即得环氧酯中间体（EPESI）。

将上述环氧酯中间体升温至120~130 ℃，匀速滴加乙烯基单....