目前水性涂料的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，在內(nèi)外墻涂料、木器漆、汽車(chē)漆等行業(yè)都有應(yīng)用，在不久的將來(lái)水性涂料必將代替溶劑型涂料。水性涂料是用水作溶劑或者作分散介質(zhì)的涂料，包括水溶性涂料、水稀釋性涂料、水分散性涂料。由于水性涂料采用水作為分散介質(zhì)，具有無(wú)火災(zāi)隱患，生產(chǎn)成本較低，無(wú)有機(jī)揮發(fā)物、可用水稀釋和清洗、對(duì)操作要求相對(duì)較寬等特點(diǎn)，符合綠色生產(chǎn)的要求。水性涂料用樹(shù)脂中常常引入親水基團(tuán)，使得水性涂料涂膜的光澤、耐水性、耐溶劑性和耐玷污性較差，涂膜硬度和抗張強(qiáng)度等力學(xué)性能也不能與溶劑型涂料相媲美。為了解決水性涂料的這些弊端，最簡(jiǎn)單的辦法就是添加交聯(lián)劑對(duì)水性涂料進(jìn)行交聯(lián)改性，改性后樹(shù)脂固化時(shí)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣就提高了水性涂料涂層的耐水性、耐溶劑性能大幅度提高，同時(shí)還降低了涂層對(duì)溫度的敏感性，解決了樹(shù)脂涂層熱黏冷脆的弊端。
目前在涂料行業(yè)內(nèi)，技術(shù)最成熟和最有效的室溫交聯(lián)劑是氮丙啶類(lèi)交聯(lián)劑。氮丙啶類(lèi)交聯(lián)劑中的氮丙啶環(huán)結(jié)構(gòu)有很多特點(diǎn)，例如較大的張力，活性較高，可在室溫下與羧基及羥基反應(yīng)形成獨(dú)立網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)從而達(dá)到交聯(lián)的目的，這種環(huán)狀結(jié)構(gòu)在水性涂料中反應(yīng)速度極快，效果也很明顯。同時(shí)，因氮丙啶官能團(tuán)的特殊分子結(jié)構(gòu)，使得氮丙啶交聯(lián)劑同時(shí)具有良好的水溶性和油溶性，在聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、蛋白質(zhì)和多糖等聚合物的制品中有良好的交聯(lián)和固化性能。
氮丙啶交聯(lián)劑的合成分兩個(gè)步驟：首先，甲基氮丙啶合成。將62.5g異丙醇胺溶于100g水中，置于三口燒瓶中，在低溫條件下滴加85g濃硫酸，加完撤去低溫裝置，轉(zhuǎn)成減壓蒸餾裝置，緩緩升溫，待大量水分蒸出后升溫至150℃，保溫減壓反應(yīng)，至無(wú)水分蒸出后，再保溫2h，停止反應(yīng)。反應(yīng)瓶?jī)?nèi)溫度降至室溫后，加入200g50%的NaOH溶液，于110℃進(jìn)行常壓蒸餾，收集70-90℃餾分，即為甲基氮丙啶的水溶液。其次，氮丙啶交聯(lián)劑合成。在三口燒瓶中加入甲基氮丙啶的水溶液，降溫至5℃，加入一定量的二氯乙烷后攪拌，慢慢滴加溶解于二氯乙烷中的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，反應(yīng)溫度維持在5℃，滴加完畢后于10℃攪拌過(guò)夜，靜置分層，萃取下層有機(jī)相，在45℃條件下進(jìn)行減壓蒸餾，去除溶劑，得到最終產(chǎn)物。
氮丙啶類(lèi)交聯(lián)劑的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)領(lǐng)域：1、提高皮革涂層的耐水性、耐磨性、耐高溫性。2、用于水性拼木地板漆、水性塑料漆及水性金屬閃光漆時(shí)，可顯著改善其耐水性、耐磨性和耐洗滌性。3、改善水性印刷油墨的耐水性和耐洗滌性。4、提高水性印花涂層的耐水性，抗粘性及耐高溫性。5、在軍工產(chǎn)品中用作固體推進(jìn)劑的鍵合劑。
