水性环氧树脂涂料以其多样化的结构特点和优良的力学性能、防腐性能在钢结构防腐涂层等领域中得到了广泛的研究和应用。如何制备无溶剂的水性环氧树脂,降低涂料中的VOC,进一步揭示钢结构抗腐蚀的机理,建立涂层结构与防腐性能的构效关系,是当前需要重点研究的课题。本文调研大量文献,综述了水性环氧树脂的制备及在钢结构防腐涂料中的应用,并采用无溶剂法制备了水性环氧树脂,在前人的研究工作基础上,全面探讨了制备过程参数对乳液结构及性能的影响。并制备出水性环氧树脂防腐涂料,按照国家标准详细研究了各种涂料助剂对涂层性能的影响,同时初步探讨了聚丙烯酸酯乳液作为改性乳液在防腐涂料中的应用,主要结果如下:(1)无溶剂两步法制备了环氧树脂专用乳化剂,最佳反应条件:第一步:PEG:SA=1:1(mol/mol),反应时间:1h,温度80℃;第二步:反应时间为3.5h,温度130℃。(2)PSE乳化剂能很好地乳化环氧树脂E-44,当PEG分子量为4000时,乳化剂含量不低于7.5%,乳化温度为78℃,相反转转速在1500rpm左右,所制备的乳液平均粒径在500nm左右,粒度分布较窄,粘度较小且各项稳定性能良好,常温下可放置达两个月以上。随PEG分子量的增加,PSE乳化剂乳化E-44的性能变差,同时,PSE乳化剂乳化E-20环氧树脂的效果较差。(3)E44涂料能在室温(10-35℃)、中温(35-80℃)和高温(80℃以上)固化,而E20涂料只能在60℃以上固化。E44、E20两种水性防腐涂料固化成膜后,漆膜的各项基本性能基本达到国家标准;相比之下,E44漆膜的光泽度高柔韧性好,E20漆膜具有较好的抗冲击性能。(4)采用聚乙二醇4000制备的乳化剂制得的环氧树脂乳液固化后漆膜具有很好的防腐性能,随聚乙二醇分子量的增加,漆膜的防腐性能下降;相比之下,同等条件制备的乳液,E44漆膜的防腐性能优于E20的漆膜。六甲氧基三聚氰胺甲醛树脂的加入影响环氧树脂水性涂料的防腐性能;加入颜填料三聚磷酸铝、氧化铁红和炭黑均可以增加漆膜的耐盐雾测试时间,最高可延长72h。自制水性防腐涂料的防腐性能指标及各项基本性能指标都能达到和超过水性环氧防腐涂料的行业性能指标。(5)成功制备了固含量为40%的丙烯酸酯共聚物乳液,所制备的乳胶粒呈球形,平均粒径小于100nm,且分布较窄。乳液具有良好的储存稳定性及稀释稳定性。(6)聚丙烯酸酯乳液加入量在一定范围内对复合涂料漆膜的附着力、柔韧性、耐划痕及冲击性能无影响;加入量为6%时抗紫外老化性能显著提高,紫外老化试验264h时失光率为15.96%,而纯环氧树脂失光率为58.99%;且漆膜/金属电极体系在3.5%Na Cl溶液中浸渍的极化电阻达到64520.7Ω·cm~2,比纯环氧漆膜高出近一倍,防腐性能也明显提高;当加入量达到8%以上时,漆膜的附着力、柔韧性及抗冲击性能明显下降。