本研究透過混合改質環氧樹脂和丙烯酸共聚物，製備了一種具有高性能的穩定水性環氧/丙烯酸樹脂。我們利用乙醇胺對雙酚A基的環氧樹脂進行末端改質，丙烯酸共聚物則由甲基丙烯酸甲酯、帶有環氧基的甲基丙烯酸縮水甘油酯和帶有羧酸基的甲基丙烯酸聚合而成。改質環氧樹脂和丙烯酸共聚物的分子量均在10,000 g/mol以上，特別的是兩者原本皆不溶於水，但混合於水中後無需額外添加分散劑即可成功乳化。乳化關鍵在於改質環氧樹脂上的乙醇胺提供鹼性條件，促進丙烯酸共聚物中羧酸在水中的解離，使得粒子表面帶負電，從而提供靜電分散穩定性。乳液的粒徑小於300奈米，且可穩定儲存9個月以上。這種環氧/丙烯酸樹脂具有可交聯性，表現出良好的熱性質，玻璃化轉變溫度達104.6°C，熱分解溫度則為330.4°C以上。我們將樹脂作為鋼材表面塗料，塗層在5小時鹽霧測試後，鋼材表面生鏽面積小於5%，表現出良好的耐腐蝕性能。這種水性環氧/丙烯酸樹脂的製備過程簡單且成本低，具有應用於高機械性能和高抗性塗料的潛力。此外，本研究中發現的乳液分散機制，即鹼性和酸性聚合物中和作用，也可應用於其他系統來製備環保水性樹脂，以減少有機溶劑的使用。（高分子所童世煌教授提供） 圖一、新型水性環氧/丙烯酸樹脂的化學結構、乳化機制、乳液顆粒形態。
本研究透過混合改質環氧樹脂和丙烯酸共聚物，製備了一種具有高性能的穩定水性環氧/丙烯酸樹脂。我們利用乙醇胺對雙酚A基的環氧樹脂進行末端改質，丙烯酸共聚物則由甲基丙烯酸甲酯、帶有環氧基的甲基丙烯酸縮水甘油酯和帶有羧酸基的甲基丙烯酸聚合而成。改質環氧樹脂和丙烯酸共聚物的分子量均在10,000 g/mol以上，特別的是兩者原本皆不溶於水，但混合於水中後無需額外添加分散劑即可成功乳化。乳化關鍵在於改質環氧樹脂上的乙醇胺提供鹼性條件，促進丙烯酸共聚物中羧酸在水中的解離，使得粒子表面帶負電，從而提供靜電分散穩定性。乳液的粒徑小於300奈米，且可穩定儲存9個月以上。這種環氧/丙烯酸樹脂具有可交聯性，表現出良好的熱性質，玻璃化轉變溫度達104.6°C，熱分解溫度則為330.4°C以上。我們將樹脂作為鋼材表面塗料，塗層在5小時鹽霧測試後，鋼材表面生鏽面積小於5%，表現出良好的耐腐蝕性能。這種水性環氧/丙烯酸樹脂的製備過程簡單且成本低，具有應用於高機械性能和高抗性塗料的潛力。此外，本研究中發現的乳液分散機制，即鹼性和酸性聚合物中和作用，也可應用於其他系統來製備環保水性樹脂，以減少有機溶劑的使用。（高分子所童世煌教授提供）
圖一、新型水性環氧/丙烯酸樹脂的化學結構、乳化機制、乳液顆粒形態。