環(huán)氧樹脂具有許多優(yōu)良的性能，如黏附力強、易固化、拉伸強度高、成型收縮率低、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性好等特點。而羥基和環(huán)氧基是環(huán)氧樹脂特殊的活潑官能團，接入到聚氨酯分子主鏈上可以提高水性聚氨酯的力學(xué)性能、粘接強度以及耐水耐溶劑性。根據(jù)改性原理的不同，可以把環(huán)氧改性水性聚氨酯的方式分為：共混、共聚和環(huán)氧開環(huán)后共聚等。

1.環(huán)氧樹脂和水性聚氨酯共混

環(huán)氧樹脂和水性聚氨酯共混屬于基本的物理共混,考慮到水分散相體系的基本特征,與水性聚氨酯進(jìn)行共混的環(huán)氧樹脂常采用水性環(huán)氧樹脂,這樣可以使環(huán)氧樹脂和水性聚氨酯在分散的更加均勻、穩(wěn)定,并且也有利于后期各種顏填料的加入。

2.環(huán)氧樹脂和水性聚氨酯嵌段共聚

環(huán)氧樹脂為多經(jīng)基化合物,可以與異氰酸根直接進(jìn)行反應(yīng),且起到部分交聯(lián)的作用,形成的部分網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。目前,由于嵌段改性可以使環(huán)氧樹脂有效地接入聚氨酯結(jié)構(gòu)中,且改性效果明顯。

3.環(huán)氧樹脂開環(huán)后和水性聚氨酯共聚

環(huán)氧樹脂存在大量環(huán)氧基團,在起始劑作用下打開環(huán)氧基團,形成含輕基化合物,該經(jīng)基可直接與異氰酸根反應(yīng),接入水性聚氨酯主鏈中。目前國內(nèi)環(huán)氧改性水性聚氨酯的研究中,環(huán)氧基團在反應(yīng)體系中,未參加反應(yīng)或者只是很少部分開環(huán)。造成最終乳液中依然含有環(huán)氧基團,在儲存時,環(huán)氧基團中的β位C原子受三乙胺、羥基、水等親核試劑進(jìn)攻,氧原子受質(zhì)子和路易斯酸等親電子試劑進(jìn)攻發(fā)生開環(huán)反應(yīng),造成乳液的貯存穩(wěn)定性變差。采用合適的開環(huán)起始劑使其先開環(huán)，再接入聚氨酯結(jié)構(gòu)中發(fā)生共聚反應(yīng)，可以很大程度提高乳液儲存穩(wěn)定性。