1.3化學改性法

1)酯化反應型。通過適當的方法在環氧樹脂分子鏈中引入羧酸、磺酸等功能基團，中和成鹽后環氧樹脂就具備了水分散的性質。最常用的方法是功能性單體擴鏈法，即利用環氧樹脂與一些低分子擴鏈劑如氨基酸、氨基苯甲酸等化合物上的氨基反應，在環氧樹脂分子鏈上引入羧酸、磺酸基團，中和成鹽得水分散體。酯化法的缺點是酯化產物的酯鍵隨時間增加而水解，導致體系不穩定。為避免這缺點，可將含羧基單體通過形成碳碳鍵接枝于高分子質量的環氧樹脂上[9]。用羧基聚合物酯化環氧樹脂也可制備水分散環氧樹脂體系。美國瓦爾斯巴公司[10]發明了一種新的方法，即環氧樹脂與羧基聚合物在酯化催化劑作用下反應，并在酯化反應完成前抑制反應混合物而制備水分散涂料組分。臺灣省中油公司[11]用環氧樹脂與二元酸酐反應制備一種可發生雙交聯反應的水性樹脂分散體。M.J.Husbands[12]等將環氧樹脂的環氧基或羥基與磷酸反應生成環氧磷酸酯，用胺中和得較穩定的水分散體。

2)醚化反應型。通過含親水性聚氧化乙烯鏈段的羥基或胺基與環氧樹脂分子中的環氧基反應，將聚氧化乙烯鏈段引入到環氧樹脂分子結構中，得到含非離子親水鏈段的水性環氧樹脂。該改性環氧樹脂分散在水相中形成的體系具有很好的穩定性，分散相粒子的平均粒徑1μm，并且該分散體系與水性環氧固化劑混合后的使用期也有所延長。同時由于引入了聚氧化乙烯鏈段，交聯后的網鏈分子量有所提高，交聯密度下降，由此對形成的涂膜有一定的增韌作用。用環氧樹脂與叔胺化合物進行加成反應，得到的加成產物用乳酸或醋酸中和形成陽離子型樹脂[13]。另外，張擎英[14]等將對位氨基苯甲酸與環氧樹脂反應，成功制得了涂膜性能優良的水基涂料。

3)接枝反應法。在添加引發劑及加熱條件下，環氧樹脂分子中的-CH2-或-CH-可成為活性點，與乙烯基單體如丙烯酸、馬來酸酐等接枝到環氧樹脂分子鏈中，生成富酸基團的改性環氧樹脂，再用胺中和成鹽即可得到能自乳化的環氧樹脂。由于分子鏈中沒有酯存在，用氨中和獲得的水性環氧樹脂不易水解、性能穩定[15]。美國瓦爾斯巴有限公司[16]將環氧樹脂與水分散性丙烯酸類樹脂進行自由基反應，制得一種能有效防止鐵和非金屬底材腐蝕，具有低VOC的水性涂料組合物。此類脂環式環氧化物環氧基結構與縮水甘油醚型環氧樹脂不同，沒有一級環氧碳原子，此類環氧化物上的環氧基不缺電子，脂環上的環氧基團位阻效應很大，不易受親核試劑的進攻。環氧化合物中沒有苯環，兩個環氧之間的距離非常近，固化產物的交聯度很高，化合物在胺存在下非常穩定，只有在酸性條件下才有反應活性。此類環氧樹脂有很高的耐熱性、耐候性和電性能。