[发明专利]水性可分散超支化聚合物组合物

说明书

本发明公开一种组合物，其包括：(i)具有包含环氧官能团和羟基官能团的外围反应性基团的超支化聚合物；和(ii)具有一个或多个亲水性官能团的化合物，其中环氧官能团的数量相对于外围反应性基团的总数不会使超支化聚合物在水性溶剂中为不可分散的。还提供了一种制备该组合物的方法及其用途。

技术领域

本发明大体涉及大分子化合物。更具体地，本发明涉及一种聚合物组合物，其制备方法及其用途。

背景技术

由于其导致形成高性能涂料的独特结构，超支化聚合物已经被使用在制造防护涂料的领域。超支化聚合物具有暴露在超支化分子的外围边缘的大量反应性官能团并因此在用于防护涂料时提供高交联密度和高表面保护性能。

然而，由于这种高分子量聚合物在水中缺乏分散性，通常提供包含超支化聚合物的防护涂料作为有机溶剂基涂料体系。

在法规要求对于挥发性有机化合物(“VOC”)排放水平越来越严格的时代，水基防护涂料已经开始取代溶剂基涂料体系，以减少有机溶剂的使用。

因此，人们已经努力增加高分子量聚合物在水基体系中的分散性。

在已知的溶液中，通过在其上引入离子基团来修饰树枝状聚合物。已知的方法是通过羟基官能化树枝状聚合物与酸酐反应，随后中和混合物。在该方法中，羧基被接枝到树枝状聚合物的外围表面上以改善其在水中的分散性。

在另一种已知的水基树枝状聚合物涂料中，涂料包含一种具有至少一个侧氟碳部分和至少一个侧阴离子部分的含氟树枝状聚合物。推测，阴离子部分的存在改善了树枝状聚合物在水中的分散性。

然而，已经观察到修饰树枝状聚合物以引入过量的离子基团，例如羧基，将不利地影响涂料性能，特别是在涂料的耐冲击性、耐化学性和耐水性方面。

因此，需要提供克服或至少改良上述缺点的水基聚合物组合物。

特别地，需要提供一种涂料组合物，其能够在水性溶剂中实现分散性，并且同时能够提供当与常规水基涂料相比时表现出相当的如果不是更好的性能的涂料。

发明内容

在第一方面，提供一种组合物，其包括：(i)具有包含环氧官能团和羟基官能团的外围反应性基团的超支化聚合物；和(ii)具有一个或多个亲水性官能团的化合物，其中环氧官能团的数量相对于外围反应性基团的总数不会使超支化聚合物在水性溶剂中为不可分散的。

有利地，与超支化聚合物单独在水性溶剂中的分散性相比，当被包含在所公开的组合物中时超支化聚合物在水性溶剂中具有更大的分散性。进一步有利地，所公开的组合物允许包含外周反应性环氧官能团的超支化聚合物在水性溶剂中的分散性。进一步有利地，与不包含具有外围反应性环氧官能团的超支化聚合物的组合物或不包含超支化聚合物的组合物相比，超支化聚合物的外围反应性环氧官能团将改善的机械性能赋予由所公开组合物形成的涂料组合物。

环氧官能团的数量相对于外围反应基团的总数被有利地优化以使超支化聚合物在水性溶剂中为可分散的。如果环氧官能团的量相对于外围反应基团的总数过高，则组合物在水性溶剂中可以是至少部分地为不可分散的或甚至完全不可分散的。如果环氧官能团的数量相对于外围反应性基团的总数太低，则由所公开的组合物形成的涂料组合物可能具有差的机械性能。

在实施方案中，所公开的组合物可以进一步包含水性溶剂。有利地，组合物在水性溶剂中可以至少部分地为可分散的。在一些实施方案中，组合物在水性溶剂中为基本上可分散的。在其它实施方案中，组合物在水性溶剂中为完全可分散的。

在实施方案中，具有一个或多个亲水性官能团的化合物(本文称为亲水性化合物)以足以将所述超支化聚合物分散在所述水性溶剂中的量存在。

有利地，亲水性化合物有助于提高超支化聚合物在水性溶剂中的分散性。