在磷钨酸催化下,用磷酸分别改性高环氧值、低环氧值的环氧树脂、高环氧值环氧-丙烯酸树脂,得到水性树脂乳液。采用单因素、响应面、正交实验对制备工艺条件进行优化;采用FT-IR、1HNMR、31PNMR、13CNMR对得到的树脂乳液进行表征;对催化机理进行探究,分析推导并建立等温反应动力学模型;测试乳液的性能;同时将水性环氧乳液应用于达克罗涂料考察其应用性能。主要研究内容和结果如下:（1）磷酸改性低环氧值的环氧树脂DER671。通过单因素考察环氧树脂与磷酸的摩尔比、反应温度、搅拌速率、改性时间、溶剂用量以及催化剂用量六个因素对环氧基转化率的影响,响应面实验对工艺条件进行优化,并对产物进行了表征;对磷钨酸的催化机理进行了分析,将得到的水性环氧乳液应用于达克罗涂料测试其应用性能。结果表明:固定搅拌速率300r/min、环氧树脂与磷酸的摩尔比3:1时,各因素对环氧基转化率影响次序为:磷钨酸量>反应温度>反应时间>溶剂量。回归的响应面二次多项式方程为:Y=+90.88+2.88A+1.63B+2.75C-1.42D-0.74AB-0.96AC-0.11AD-0.56BC+0.75BD+0.55CD-1.7 1A2-0.19B2-0.91 C2-0.76D2。在较优工艺条件:磷钨酸量=1.15%、反应时间160min、反应温度=53°C、溶剂量=26m L下,环氧基的转化率为93.27%。红外以及核磁分析结果表明磷酸与环氧树脂发生了开环反应并生成了磷酸酯类化合物,经测试得到的水性环氧乳液水分散性、稳定性良好。达克罗涂层检验法测试结果表明,该乳液因成膜物质含有磷,易于与金属基体发生化学键合作用,再加上有机附着,结合力增强,保护作用更强。涂层硬度和耐冲击物理性能优异,耐腐蚀性能各项指标佳。可能的催化机理是:磷钨酸在溶液中电离出氢离子,使得环氧基开环并形成碳正离子,碳正离子与磷酸在溶液中解离出的带负电的磷酸氢根离子作用,形成环氧磷酸酯。（2）磷酸改性高环氧值的环氧树脂DER331。通过单因素考察不同反应物配比、反应时间、催化剂磷钨酸的用量、反应温度、溶剂丙酮的用量以及搅拌速度对环氧基转化率的影响,正交实验优化工艺条件。然后在最优条件下研究了在不同温度下转化率随时间的变化,建立动力学模型,得到反应的动力学方程。对改性前后结构变化进行了表征分析,同时测试所得乳液的性能。结果表明:固定搅拌速率300r/min时,各因素对环氧基转化率的影响次序为:反应温度>溶剂加入量>反应物料比>催化剂用量>反应时间。在较优工艺条件:环氧基/磷酸=1:2、磷钨酸量=1.3%、温度=45°C、溶剂量=15m L、时间=130min。平行实验5次,环氧基转化率平均值为98.07%。红外以及核磁分析结果表明磷酸与环氧树脂发生了开环反应并生成了磷酸酯类化合物;通过不同温度下转化率随时间变化的数据进行非线性方程的拟合,得到在35°C、45°C和55°C下的反应为二级反应,等温动力学方程为r=1520.36*e-26.2048/RT*C2,反应活化能Ea=26.6048k J/mol。（3）磷酸改性高环氧值环氧-丙烯酸树脂。将部分丙烯酸与高环氧值的环氧树脂DER331进行开环反应,然后加入磷酸对其进行水性化改性后,再与丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯进行共聚,得到水性环氧树脂改性丙烯酸树脂乳液。采用单因素条件实验探究了第一步丙烯酸与高环氧值的环氧树脂DER331反应中不同反应物配比、反应时间、催化剂N,N-二甲基乙醇胺的用量、反应温度、溶剂正丁醇的用量以及搅拌速度对丙烯酸的酯化程度和环氧基保留率的影响;采用单因素条件实验研究了第二步磷酸改性实验不同反应物配比、反应时间、催化剂磷钨酸的用量、反应温度以及搅拌速度对环氧基保留率的影响。对改性前后树脂的结构进行表征;测试分析了所得乳液的固含量、稀释稳定性、机械稳定性。结果表明:合成丙烯酸酯环氧树脂的工艺为丙烯酸/环氧基=0.5、N,N-二甲基乙醇胺量=2.0%、温度=115°C、溶剂量=20m L、时间=4h、搅拌速度300r/min。合成磷酸改性环氧-丙烯酸树脂的工艺为:环氧基/磷酸=2:3、磷钨酸量=2.0%、温度=105°C、时间=3.5h、搅拌速度300r/min,得到环氧保留率为8.15%、丙烯酸的酯化程度为98.37%的改性环氧树脂,乳液的水分散性、稳定性良好。