[发明专利]聚合物组合物及由该聚合物组合物制得的涂料

说明书

本公开涉及一种组合物，其包含：至少一种由含羟基的超支化聚合物制备得到的具有多个外围官能团的树枝状聚合物，其中，外围官能团包含至少一个与所述超支化聚合物通过氨基甲酸乙酯键共价结合的环醚基；和三聚氰胺基交联剂。这种组合物具有改进的柔韧性。本公开进一步涉及这种组合物在形成固化后的涂层中的使用，或作为粘合剂树脂的添加剂成分的使用。

技术领域

本发明涉及一种聚合物组合物。本发明进一步涉及这种聚合物组合物在涂料组合物中的用途或者作为混合添加剂用于其他粘合剂树脂系统的用途。

背景技术

在防护涂料领域，人们对树枝状聚合物的使用特别地感兴趣。树枝状聚合物是一类可被进一步分类为许多子类的高度支化的聚合物。树枝状聚合物中最重要的子类中的两种是树枝状大分子和超支化聚合物。树枝状大分子是完全地支化和对称的聚合物；而超支化聚合物在分支点上可能还含有一定程度的缺陷(也就是不完全对称)。超支化聚合物在外形上可为大体的球形。

树枝状聚合物可包括大量的暴露在聚合物分子外围边缘的反应性官能团。树枝状聚合物与不明确的或传统的聚合物的区别是树枝状聚合物是高度明确的结构。例如，树枝状聚合物大体上是单分散的，也就是，它的聚合物分支从中心核向外辐射。与此相反，不明确的聚合物通常地展示出多分散性，它们的焦点或分支点随机地分散到其聚合物结构上。因为是单分散的或大体上是单分散的，树枝状聚合物呈球形或大体的球形。这种分子构造给予了树枝状聚合物独特的流体力学特性，尤其是，举例来说，提供高分子量但是低粘度涂料的能力。此外，树枝状聚合物的结构提供高密度的暴露在其分子外围边缘的官能团。因此，将树枝状大分子用在高性能防护涂料的制备中特别地令人满意。

然而，树枝状聚合物在涂料组合物中的应用呈现出了一些技术问题。例如，反应性外围官能团的高密度显著地增加了其反应性和极性，从而使得其不论是在溶剂基的系统或者是水性基的系统里，获得均匀的分散体具有挑战性。本领域技术人员可能也认识到树枝状聚合物因为其高极性而具有凝聚的倾向以及在涂料配方中的引起相分离。因此，在涂料组合物中使用树枝状聚合物的潜在效益能被理解的同时，获得“可行的”涂料配方的技术上的困难可能阻止本技术人员选择树枝状大分子作为粘合剂树脂。

此外，对于固化聚合物组合物领域的技术人员来说，交联剂的选择有很多。交联剂的选择通常取决于期望的固化类型和待交联的聚合物上可反应的官能团。在这方面，三聚氰胺甲醛(或“三聚氰胺”)化合物已被用作交联剂用于许多工业涂料中，其中包含含有树枝状聚合物的工业涂料。三聚氰胺化合物与羟基和/或羧基官能树脂间的反应机理在本领域是已知的。在一般的三聚氰胺交联剂中，人们对具有氨基甲酸酯官能团的三聚氰胺交联剂特别地感兴趣。这些交联剂中的一个例子是三(烷氧基羰基氨基)三嗪(“TACT”)，其可为Cytec Industries销售的商标名为的商品。TACT是包含反应性氨基甲酸酯官能团的三官能三聚氰胺基交联剂。TACT作为交联剂现已被用在溶剂基系统和水性可分散系统的涂料组合物中。TACT的一个特别有用的特征是其在固化时不会释放出甲醛。而且，TACT能与羟基/羧基官能树脂反应形成比例如缩醛键具有更好的耐水解作用的氨基甲酸乙酯键。固化或烘烤可任选地在无催化剂或仅需要微量酸性催化剂的条件下进行。使用三聚氰胺基树脂形成的表面涂料展示了很好的硬度和耐化学性，适合用于制备防护涂料。

然而，已发现，由聚合物组合物和TACT交联剂制备得到的涂料具有较差的柔韧性或脆性，例如，在某些情况下，固化后的涂层不能通过ASTM D522的1/2英寸心轴试验。这对于打算应用到弯曲的、可变形的或有延展性的表面上的涂料来说是不合适的。添加增塑剂或过量的表面活性剂可提高涂料的柔韧性，但会降低其机械强度，尤其是铅笔硬度和耐化学性。因此，这种技术方案对于需要具有表面防护功能的涂料同样是不合适的。

因此，需要提供一种能够克服或者至少改善本发明讨论的技术问题的包含树枝状聚合物的涂料组合物。更具体地说，希望提供一种包含一种三聚氰胺交联剂或三聚氰胺基交联剂的改进的聚合物涂料组合物。重要的是，本文所公开的涂料配方是为了用在具有优异的柔韧性同时保持其物理和诸如铅笔硬度，耐水性，耐碱性等化学性能的防护涂料的制备中。