1.3化学改性法

1)酯化反应型。通过适当的方法在环氧树脂分子链中引入羧酸、磺酸等功能基团，中和成盐后环氧树脂就具备了水分散的性质。最常用的方法是功能性单体扩链法，即利用环氧树脂与一些低分子扩链剂如氨基酸、氨基苯甲酸等化合物上的氨基反应，在环氧树脂分子链上引入羧酸、磺酸基团，中和成盐得水分散体。酯化法的缺点是酯化产物的酯键随时间增加而水解，导致体系不稳定。为避免这缺点，可将含羧基单体通过形成碳碳键接枝于高分子质量的环氧树脂上[9]。用羧基聚合物酯化环氧树脂也可制备水分散环氧树脂体系。美国瓦尔斯巴公司[10]发明了一种新的方法，即环氧树脂与羧基聚合物在酯化催化剂作用下反应，并在酯化反应完成前抑制反应混合物而制备水分散涂料组分。台湾省中油公司[11]用环氧树脂与二元酸酐反应制备一种可发生双交联反应的水性树脂分散体。M.J.Husbands[12]等将环氧树脂的环氧基或羟基与磷酸反应生成环氧磷酸酯，用胺中和得较稳定的水分散体。

2)醚化反应型。通过含亲水性聚氧化乙烯链段的羟基或胺基与环氧树脂分子中的环氧基反应，将聚氧化乙烯链段引入到环氧树脂分子结构中，得到含非离子亲水链段的水性环氧树脂。该改性环氧树脂分散在水相中形成的体系具有很好的稳定性，分散相粒子的平均粒径1μm，并且该分散体系与水性环氧固化剂混合后的使用期也有所延长。同时由于引入了聚氧化乙烯链段，交联后的网链分子量有所提高，交联密度下降，由此对形成的涂膜有一定的增韧作用。用环氧树脂与叔胺化合物进行加成反应，得到的加成产物用乳酸或醋酸中和形成阳离子型树脂[13]。另外，张擎英[14]等将对位氨基苯甲酸与环氧树脂反应，成功制得了涂膜性能优良的水基涂料。

3)接枝反应法。在添加引发剂及加热条件下，环氧树脂分子中的-CH2-或-CH-可成为活性点，与乙烯基单体如丙烯酸、马来酸酐等接枝到环氧树脂分子链中，生成富酸基团的改性环氧树脂，再用胺中和成盐即可得到能自乳化的环氧树脂。由于分子链中没有酯存在，用氨中和获得的水性环氧树脂不易水解、性能稳定[15]。美国瓦尔斯巴有限公司[16]将环氧树脂与水分散性丙烯酸类树脂进行自由基反应，制得一种能有效防止铁和非金属底材腐蚀，具有低VOC的水性涂料组合物。此类脂环式环氧化物环氧基结构与缩水甘油醚型环氧树脂不同，没有一级环氧碳原子，此类环氧化物上的环氧基不缺电子，脂环上的环氧基团位阻效应很大，不易受亲核试剂的进攻。环氧化合物中没有苯环，两个环氧之间的距离非常近，固化产物的交联度很高，化合物在胺存在下非常稳定，只有在酸性条件下才有反应活性。此类环氧树脂有很高的耐热性、耐候性和电性能。