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问：水性氨基烤漆体系中残余大量的羧基严重影响漆膜性能，怎么办？
答：水性氨基烤漆作为水性工业漆，现在使用非常广泛。影响漆膜耐水性的一些因素可以参见文章涂料涂膜耐水性详解！表现、机理、因素、改善途径！也可以参见文章涂料问答（22）：水性PUD体系如何改善耐醇性。其中树脂主要是水性丙烯酸树脂，为了达到氨化水分散或水溶，结构中特意设计了一定量的羧基，酸值通常都在30以上。这部分羧基一般都残留在漆膜中，严重影响漆膜耐水耐醇和耐盐雾等性能。这里主要讨论一下如何消除-COOH对漆膜性能的一影响，加入交联助剂交联-COOH是我们要采取的办法。
-COOH的各种交联反应有以下几种：
1、采用噁唑啉来与-COOH交联
需要加温才能反应，80-120℃就可以进行，属于中温交联剂。噁唑啉是环内亚氨醚的一种，根据其碳氮双键的位置不同可分为2-噁唑啉、3-噁唑啉和4-噁唑啉，其中活性最大的是2-噁唑啉，结构式为：
噁唑啉具有很高的反应活性，可以和许多亲核试剂发生等比例的开环反应。在适当的反应条件下，若选择正确的溶剂、适宜的温度或者添加合适的催化剂，噁唑啉基团可以和羧酸、硫代酸、酰氯或氯甲酸酯、硫醇、苯酚、醇以及酰胺等等众多的基团发生化学反应。噁唑啉基团在200°以上可与羧酸基团在几分钟内完成反应，形成酯胺基。
市场上也有此类成分的商品在售，用于水性涂料、水性油墨和水性胶黏剂，改善耐水性能。
2、采用聚氮丙啶交联-COOH
氮丙啶（环氧乙烷的氮三节环相似物）和它的衍生物已研究了多年。在有些情况，聚氮丙啶曾被用作交联剂。氮丙啶的普通名词是亚乙基亚胺，英文aziridine。亚乙基亚胺是高毒的，可能致癌。聚氮丙啶是皮肤刺激剂，有个别人可变成过敏。聚氮丙啶的致畸性还有争论，但是涂料漆料稀释降低了其可能的毒性效应。亚乙基亚胺甚至比环氧乙烷和酸更有反应性。在较强的酸存在下，它很快地聚合生成聚亚乙基亚胺-(-CH2CH2NH-)-n。
氮丙啶的许多反应中，涂料应用最感兴趣的是聚氮丙啶和多官能酸形成2-氨基酯交联。有些2-氨基酯能自动重排为2-羟基酰胺（就是下面第四点的特殊酰胺醇结构）。
对聚氮丙啶(又称多官能基氮丙啶)进行了研究。一个例子是3mol氮丙啶和1mol三羟甲基丙烷三丙烯酸酯加成的三官能迈克尔加成产物，结构式如下：
也有用甲基氮丙啶(亚丙基亚胺)来做这种聚氮丙啶。这种聚氮丙啶可以用来交联乳液和水性聚氨酯的羧酸基。氮丙啶和羧酸基的反应比氮丙啶基和水的反应要快得多，可以常温反应，一般现用现加。氮丙啶和水作用，水解为氨基醇，活化期为48-72小时。但是没有迹象表明水解的氮丙啶对涂膜性能有不利影响。能通过补加交联剂以恢复反应性。鉴于潜在的中毒危害，应小心地遵守制造厂商关于安全操作的建议。
3、采用一种特殊羟基化合物来交联-COOH。这种特殊羟基化合物与上面所讲的噁唑啉有关联，结构式为下图：
这个结构式与噁唑啉的结构式摆在一起，大家就或许能看得出两者是有一定的关联性。见下图：
实验证明此类酰胺醇如噁唑啉一样是可以在一定条件下与-COOH交联的，例如150℃X30min。进一步探究其反应机理，有一种解释就是中间形成了噁唑啉结构。
此类酰胺醇化合物，典型的型号有AA-4，可以用来交联-COOH，水性油性体系均可以使用，反应条件为150℃X30min以上。性价比高，尤其用于水性氨基烤漆中用来交联-COOH，可以显著改善提高漆膜性能，如耐水性、耐醇性、耐溶剂性能、耐盐雾性能等。
以上三种交联-COOH的方法，大家有没有发现都有一些机理上的相关性。反应过程都有特种酰胺醇和/或噁唑啉结构。
4、采用聚碳化二亚胺交联-COOH
碳化二亚胺又称碳二亚胺(Carbodiimide)，含有-N=C=N-官能团。可以常温反应，缺点也是要后添加，使用不方便。
碳化二亚胺和羧酸反应，但和水反应足够慢，因此能用于水性体系。和羧酸反应的产物是N-酰基脲。反应式如下：
用聚碳化二亚胺（又称多官能碳化二亚胺）可以交联羧酸基官能树脂，包括水性聚氨酯分散体和乳液。室温下，交联在几天内发生，加热时快得多。
在一项乳液研究中，固化条件为在60~127℃的范围，固化5-30分钟，温度越高，赋予涂膜性能越好。明显地，涂膜性能不仅取决于物理成膜而且取决于化学交联的程度。
5、采用环氧基团来与-COOH交联，需要高温。不常用。
总结一下：
常温下要交联掉水性体系的羧基-COOH，可以采用聚氮丙啶交联剂和聚碳化二亚胺。这两种室温交联剂市场都有商品型号，价格都很贵。
中温条件（80-120℃）下，可以使用噁唑啉类结构化合物来交联-COOH，这类化合物 在市场也有些商品型号，同样也是很贵。
高温条件下（150℃X30min），可以使用特殊结构的酰胺醇类化合物来交联反应-COOH。市场也有产品型号例如AA-4出现，性价比高，尤其适合用于水性氨基烤漆之中。也可以设计一种只含有-COOH基团的树脂，配合加入AA-4做成单组分高固体份烘烤漆。
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