一种接枝改性超支化羟基树脂及其制备方法和应用

文档序号:8495838阅读:370来源:国知局
一种接枝改性超支化羟基树脂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料领域。更具体地,涉及一种接枝改性超支化羟基树脂及其制备方 法和在涂料中的应用。
【背景技术】
[0002] 超支化聚合物和传统线状聚合物相比具有:黏度较低,分子间无链纠缠等优点。 超支化树脂,如Perstorp公司第二代超支化聚合物BoltornH20,第三代超支化聚合物 BoltornH30和第四代超支化聚合物BoltornH40,为高羟基官能度的,具有三维立体结构 的聚酯。它们是以By型多羟基化合物为核分子,其中B代表羟基,其官能度y> 2,以ABX型 多羟基酸为发散分子,其中A代表羧基,B代表羟基,x代表羟基的官能度且x> 2,采用真 空熔融缩聚的方法得到一种粘稠状末端带羟基的聚酯型超支化聚合物。具体制备方法见世 界专利US5418301。由于羟基官能度高,极性强,溶解度参数SP>11. 5,从而缺乏与非极性, 非质子溶剂的相容性。也缺乏和一般羟基树脂的相容性。
[0003] 溶解度参数SP详见本发明专利说明。为了降低超支化树脂的溶解度参数SP值, 增加其相容性,相关报道提到应用单羧酸和超支化羟基树脂进行酯化,封掉部分羟基,降低 超支化羟基聚酯的极性,从而达到和非极性,非质子溶剂以及一般羟基树脂的相容性。然而 这种方法如果羟基封端过少,则超支化树脂相容性得不到足够的改善,如果羟基封端过多 则会大大降低了超支化树脂的官能度,消弱了超支化树脂高官能度的优势,这对于制备高 硬度的,高耐化学性的涂料组合物是不利的。

【发明内容】

[0004] 本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种接枝改性超支化羟基树脂,通过 "超支化羟基聚合物-交联剂-非超支化羟基聚合物"的处理,降低超支化羟基树脂的SP值, 提高超支化羟基树脂相容性,同时极大限度的保留超支化羟基树脂的羟基官能度。
[0005] 本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种接枝改性超支化羟基树脂的制备 方法。
[0006] 本发明所要解决的第三个技术问题是提供接枝改性超支化羟基树脂的应用。
[0007] 为解决上述第一个技术问题,本发明采用下述技术方案:
[0008] -种接枝改性超支化羟基树脂,所述接枝改性超支化羟基树脂为共聚物,包括:
[0009] 主链,所述主链为超支化羟基聚合物,其固体羟基值为250-550mgK0H/g。
[0010] 支链,所述支链为非超支化羟基聚合物;
[0011] 交联剂,所述交联剂含有至少两个可交联的活性基团;
[0012] 所述的非超支化羟基聚合物的溶解度参数小于所述的超支化羟基聚合物的溶解 度参数;
[0013] 所述超支化羟基聚合物和非超支化羟基聚合物通过交联剂在分子共价键的作用 下接枝改性,形成超支化羟基聚合物-交联剂-非超支化羟基聚合物的接枝改性超支化羟 基树脂,
[0014] 其中超支化羟基聚合物是具有羟基官能团的,树枝状的超支化聚合物;
[0015] 非超支化羟基聚合物是具有羟基官能团的非超支化聚合物。
[0016] 优选地,所述超支化羟基聚合物具有如式(I)所示结构,
【主权项】
1. 一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述接枝改性超支化羟基树脂为共聚 物,包括: 主链,所述主链为超支化羟基聚合物,其固体羟基值为250-550mgK0H/g; 支链,所述支链为非超支化羟基聚合物; 交联剂,所述交联剂含有至少两个可交联的活性基团; 所述的非超支化羟基聚合物的溶解度参数小于所述的超支化羟基聚合物的溶解度参 数; 所述超支化羟基聚合物和非超支化羟基聚合物通过交联剂在分子共价键的作用下接 枝改性,形成超支化羟基聚合物-交联剂-非超支化羟基聚合物的接枝改性超支化羟基树 脂。
2. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述超支化羟 基聚合物具有如式(I)所示结构,
3. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述超支化羟 基聚合物是以By型多羟基化合物为核分子,以ABx型多羟基酸为发散分子,采用真空或氮气 条件下熔融缩聚的方法得到一种粘稠状末端带羟基的聚酯型超支化聚合物,熔融缩聚的温 度为100-200°C,其中A代表羧基,B代表羟基,官能度X彡2,官能度y彡2。
4. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述超支化羟 基聚合物具有如式(II)所示结构,
=4_15〇
5. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述接枝改性 超支化羟基树脂的溶解度参数小于11. 5,优选地,所述溶解度参数的小于11。
6. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述接枝改性 超支化羟基树脂的数均分子量在1000到10000,重均分子量在2000到40000。
7. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述超支化羟 基聚合物的溶解度参数大于11. 5。
8. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述超支化羟 基聚合物的羟基值为250-550mgK0H/g,优选地,所述羟基值为300-340mgK0H/g。
9. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述超支化羟 基聚合物的数均分子量在1000到8000。
10. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述非超支化 羟基聚合物的溶解度参数小于11. 5,优选地,所述溶解度参数小于11,更优选地,所述溶解 度参数小于10. 8。
11. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述非超支化 羟基聚合物选自丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚酯树脂或酚醛树脂。
12. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述非 超支化羟基聚合物的羟基值> 80mgK0H/g;优选地,所述非超支化羟基聚合物的羟基值 彡100mgK0H/g;更优选地,所述非超支化羟基聚合物的羟基值彡120mgK0H/g。
13. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述非超支化 羟基聚合物的数均分子量小于8000 ;优选地,所述非超支化羟基聚合物的数均分子量小于 5000 ;所述非超支化羟基聚合物重均分子量小于30000 ;更优选地,所述非超支化羟基聚合 物的重均分子量小于15000。
14. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述非超支化 羟基聚合物包括聚酯、醇酸树脂和丙烯酸树脂中的一种或几种。
15. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述交联剂选 自三聚氰胺树脂、异氰酸酯树脂或异佛尔酮二异氰酸酯。
16. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述超支化羟 基聚合物,非超支化羟基聚合物和交联剂的摩尔比为1:1-20:1-20,更优选地,所述超支化 羟基聚合物,非超支化羟基聚合物和交联剂的摩尔比为1:2-5:2-15。
17. 根据权利要求1所述的一种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述的非超支 化羟基聚合物的溶解度参数〈所述接枝改性超支化羟基树脂的溶解度参数〈超支化羟基聚 合物的溶解度参数。
18. -种接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于: 所述接枝改性超支化羟基树脂具有如式(III)所示结构,
基聚合物,R选自羟基,m,n,p和q为正整数,m+n+q写80。
19. 根据权利要求18所述的接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:n= 1-10;p= 4-15。
20. 根据权利要求18所述的接枝改性超支化羟基树脂,其特征在于:所述异氰酸酯选 自异佛尔酮二异氰酸酯、己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、三甲基己 二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯。
21. 如权利要求1-20任一项所述的接枝改性超支化羟基树脂的制备方法,其特征在 于,包括如下步骤: 1) 超支化羟基聚合物和非超支化羟基聚合物混合,混合温度为20-120°C,搅拌20~60 分钟使混合均匀; 2) 按摩尔比,将交联剂和催化剂加入到步骤1)得到的混合物中,在20-120°C条件下搅 拌混合1-5小时,形成超支化羟基聚合物-交联剂-非超支化羟基聚合物的接枝改性超支 化羟基树脂, 其中,超支化羟基聚合物,非超支化羟基聚合物和交联剂的摩尔比为1:1-20:1-20。
22. 根据权利要求21所述的制备方法,其特征在于:步骤1)所述超支化羟基聚合物的 羟基值为250-550mgK0H/g;优选地,所述羟基值为300-340mgK0H/g;其数均分子量在1000 到8000 ;其溶解度参数大于11. 5。
23. 根据权利要求21所述的制备方法,其特征在于:步骤2)所述催化剂为金属化合 物。
24. -种涂料组合物,其特征在于:该涂料组合物含有权利要求1所述的接枝改性超支 化羟基树脂。
25. 根据权利要求24所述的涂料组合物,其特征在于:所述的涂料组合物还含有至少 一种溶解在有机溶剂的羟基树脂和至少一种固化剂。
26. 根据权利要求25所述的涂料组合物,其特征在于:所述的固化剂选自氨基树脂、异 氰酸树脂或环氧树脂。
27. 权利要求24至26任一项所述的涂料组合物的应用,其特征在于:所述含有接枝改 性超支化羟基树脂的涂料组合物用于汽车涂料、木漆器、重防腐、卷钢和一般工业用途。
【专利摘要】本发明公开一种接枝改性超支化羟基树脂,该接枝改性超支化羟基树脂是指主链为一种具有羟基官能团的、树枝状的超支化聚合物;支链为一种具有羟基官能团的非超支化聚合物,超支化羟基聚合物的羟基值>=200mgKOH/g;且具有羟基官能团的非超支化聚合物的溶解度参数小于具有羟基官能团的、树枝状的超支化聚合物的溶解度参数;交联剂为含有至少两个可交联活性基团的共聚物。通过“超支化羟基聚合物‐交联剂‐非超支化羟基聚合物”的接枝改性超支化羟基树脂,降低超支化羟基树脂的SP值,提高超支化羟基树脂相容性,同时极大限度的保留超支化羟基树脂的羟基官能度。
【IPC分类】C08G18-68, C08G18-42, C08G18-75, C09D175-14
【公开号】CN104817682
【申请号】CN201410438688
【发明人】施珠容, 李世冰, 铃木豪, 今重人, 汪少锋, 窦泽玲
【申请人】立邦涂料(中国)有限公司, 立时科技(新加坡)有限公司, 日本油漆株式会社
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2014年8月29日
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