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1)引入陰離子  通過酯化、醚化、胺化或自由基接枝改性法在環氧聚合物分了鏈上引入羧基、磺酸基等功能性基團，中和成鹽以后，環氧樹脂就具備了水分散的性質。酯化、醚化和胺化都是利用環氧基與羧基、羥基或氨基反應來實現的。  酯化是利用氫離子先將環氧基極化，酸根離子再進攻環氧環，使其開環，得到改性樹脂，然后用胺類水解、中和。如：利用環氧樹脂與丙烯酸反應生成環氧丙烯酸酯，再用丁烯二酸(酐)和環氧丙烯酸酯上的碳碳雙鍵通過加成反應而生成富含羧基的化合物，最后用胺中和成水溶性樹脂；或與磷酸反應成環氧磷酸酯，再用胺中和也可得到水性環氧樹脂。  醚化是由親核性物質直接進攻環氧基上的碳原子，開環后改性劑與環氧基上的仲碳原子以醚鍵相連得到改性樹脂，然后水解、中和。比較常見的方法是環氧樹脂與對羥基苯甲酸甲酯反應后水解、中和；或者通過巰基乙酸與環氧樹脂進行醚化反應之后水解中和，也可在環氧樹脂分子中引入陰離子。  胺化是利用環氧基團與一些低分子的擴鏈劑反應，自由基接枝改性法是利用雙酚A型環氧樹脂分子上的亞甲基在過氧化物作用下易于形成自由基并與乙烯基單體共聚的性質，將(甲基)丙烯酸、馬來酸(酐)等單體接枝到環氧樹脂上，再用中和劑中和成鹽，最后加入水分散，從而得到水性環氧樹脂。

2)引入陽離子  含胺基的化合物與環氧基反應生成含叔胺或季胺堿的環氧，用酸中和后得到陽離子型的水性環氧樹脂。由于環氧固化劑通常是含胺基的堿性化合物，兩者混合后，體系容易失去穩定性而影響使用性能，因此這類樹脂在實際中較少應用。  

3)引入非離子的親水鏈段  通過含親水性的氧化乙烯鏈段的聚乙二醇(PEG)或其嵌段共聚物上的羥基或含聚氧化乙烯鏈上的胺基與環氧基團反應可以將聚氧化乙烯鏈段引入到環氧分子鏈上，得到含非離子親水成分的水性環氧樹脂。該反應通常在催化劑存在下進行，常用的催化劑有三氟化硼絡合物、三苯基磷、強無機酸等。

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