[发明专利]一种咪唑改性的共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及涂料添加剂领域，更具体来说，本发明涉及可以作为环氧树脂涂料的固化剂的聚合物，以及该聚合物的制备方法和应用。

背景技术

环氧树脂具有良好的粘结性、耐腐蚀性、电性能及力学性能，广泛应用于胶黏剂、复合材料、涂料等领域。作为粉末涂料的环氧树脂平均官能度在4～9之间。在环氧树脂的应用中，固化剂占有必不可少的重要地位，用于环氧树脂的固化剂有胺类、酸酐类、酰肼类等，其中咪唑及其衍生物占其重要分支。

常用的咪唑类环氧树脂固化剂有2-甲基咪唑，2-乙基-4-甲基咪唑，2-苯基咪唑等。与一般的环氧树脂固化剂相比，咪唑类固化剂具有用量少，固化速度快，固化物热变形温度高，机械性能优良等优点。但是由于咪唑的高活性，因此与环氧树脂固化时间短，对粉末涂料的流平性会带来不利的影响，混合后的适用期较短，使用此类固化剂的环氧树脂不能作为单组份体系较长时间贮存。

为了克服常用咪唑类固化剂的上述缺点与不足，人们迫切希望对咪唑及其衍生物进行改性，合成新的改性化合物，从而在保持吡唑固化剂的优点的同时延长固化时间。但是，现有技术中尚未报道通过将高分子量的聚合物与咪唑连接从而获得改性的咪唑类固化剂的做法。

发明内容

针对以上问题，本发明通过将咪唑的1-位与聚合物长链相连接，提供了新颖的固化剂，该固化剂保持了常规咪唑类固化剂的优点，同时克服了咪唑固化剂高活性、适用期短的缺点，还具有优良的消光作用。

根据本发明的第一个方面，提供了一种咪唑改性的共聚物，该共聚物包含以下聚合单元A、B和C：

在该共聚物中包含的聚合单元(A)、(B)和(C)的数量分别为x、y和z，所述x、y和z分别为20-8000的整数；优选x、y和z分别为50-6000的整数；更优选x、y和z分别为100-1000的整数；

在所述聚合单元(A)、(B)和(C)中，基团R、R₂、R₄、R₅和R₆分别独立地选自氢、C₁-C₂₀烷基和C₆-C₂₆芳基；优选R、R₂、R₄、R₅和R₆分别独立地选自氢、C₁-C₁₅烷基和C₆-C₂₀芳基；更优选R、R₂、R₄、R₅和R₆分别独立地选自氢、C₁-C₈烷基和C₆-C₁₂芳基；

R₁表示氢或C₁-C₃烷基；

R₃表示C₄-C₁₀烷基。

根据本发明的一个实施方式，整数x、y和z的比例为0.3-25:1:0.5-30。

根据本发明的另一个实施方式，所述共聚物是无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物或交替共聚物。

本发明的第二个方面提供了一种用来制备本发明所述的咪唑改性的共聚物的方法，该方法包括以下步骤：

(i)在存在乳化剂和引发剂的条件下，在50-100℃的温度下，使得取代的或未取代的丙烯酸或丙烯酸酯单体A’、取代的或未取代的丙烯酸酯单体B’以及取代的或未取代的丙烯酸缩水甘油酯C’发生乳液聚合反应，生成共聚物中间体；

(ii)然后在40-90℃的温度下向步骤(i)生成的共聚物中间体中滴加取代或未取代的咪唑的水溶液，对所述共聚物中间体进行改性，形成所述咪唑改性的共聚物；

其中，所述取代的或未取代的丙烯酸或丙烯酸酯单体A’在聚合反应后形成聚合单元A；所述取代的或未取代的丙烯酸酯单体B’在聚合反应后形成聚合单元B；所述取代的或未取代的丙烯酸缩水甘油酯C’在聚合反应和改性之后形成所述聚合单元C。

根据本发明的一个实施方式，所述取代的或未取代的丙烯酸或丙烯酸酯单体A’选自：丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、以及上述单体的任意两种或更多种的组合；