本申请要求于2017年12月28日提交的美国临时申请第62/611,479号的权益，其通过引用整体并入本文。本
技术领域：
一般涉及能够分散各种各样的有机颜料和无机颜料以形成颜料分散体的接枝共聚物。颜料分散体特别适用于形成水性(waterborne)着色涂料组合物。
背景技术：
：已知聚合物材料有效地将颜料分散在水和有机溶剂中，并且用于形成适用于配制水性涂料组合物的均匀颜色的颜料分散体。这样的颜料分散体广泛用于例如汽车和卡车的外涂层。过去关于颜料分散剂的大部分工作都是关于无规共聚物，但是这样的相对低效的材料现在正在被结构化颜料分散剂代替。接枝共聚物通常由接枝到聚合物主链上的大分子单体构成，并且具有一个或更多个连接至大分子单体、主链或两者的被称为颜料锚定基团的基团，所述颜料锚定基团被设计成吸附在颜料颗粒的表面上，从而将聚合物锚定至颜料表面。虽然过去的工作表明接枝共聚物是优异的分散剂，但包含某些颜料锚定基团的接枝共聚物也可能具有某些显著的缺点。例如，颜料锚定基团可能不选择性地吸附某些颜料类型和/或可能因涂料组合物中存在的极性溶剂或其他极性基团而从颜料表面置换。分散剂低效地锚定至颜料颗粒表面是高度不期望的，因为这可能使颜料颗粒絮凝或聚集在一起，并且最终可能导致颜色品质差的涂层。因此，期望改善颜料分散剂的性能，特别是在将各种各样的颜料分散(尤其是分散在涂料组合物中)方面的有效性增加的分散剂的性能。此外，根据随后的详细描述和所附权利要求，结合该
背景技术：
，其他期望的特征和特性将变得明显。技术实现要素：本文提供了一种接枝共聚物。接枝共聚物包含但不限于聚合物主链。聚合物主链包含但不限于含环状胺部分。接枝共聚物还包含但不限于结合至聚合物主链的第一侧链，其中第一侧链包含但不限于含酸部分。接枝共聚物还包含但不限于结合至聚合物主链的第二侧链，其中第二侧链包含但不限于烷氧基化部分。本文提供了另一种接枝共聚物。接枝共聚物包含但不限于聚合物主链。聚合物主链包含但不限于季铵部分，所述季铵部分由含胺部分与烷基化剂反应形成。接枝共聚物还包含但不限于结合至聚合物主链的第一侧链，其中第一侧链包含但不限于含酸部分。接枝共聚物还包含但不限于结合至聚合物主链的第二侧链，其中第二侧链包含但不限于烷氧基化部分。本文提供了涂料组合物。涂料组合物包含但不限于颜料。涂料组合物还包含但不限于用于分散颜料的接枝共聚物。接枝共聚物包含但不限于聚合物主链。聚合物主链包含但不限于含环状胺部分。接枝共聚物还包含但不限于结合至聚合物主链的第一侧链，其中第一侧链包含但不限于含酸部分。接枝共聚物还包含但不限于结合至聚合物主链的第二侧链，其中第二侧链包含但不限于烷氧基化部分。涂料组合物还包含但不限于水。涂料组合物任选地还包含但不限于有机溶剂，其中当存在有机溶剂时，基于涂料组合物中水和有机溶剂的组合的总重量百分比，涂料组合物包含量为至少50重量％的水。具体实施方式以下详细描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制如本文所述的涂料组合物。此外，不旨在受前述
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或以下详细描述中提出的任何理论的束缚。此外，采用无明确数量词修饰的方式来描述本文所述的元素和组分。这样做仅是为了方便并给出本公开内容的范围的一般意义。除非上下文另有明确说明，否则该描述应被理解为包括一个/种或至少一个/种，并且单数也包括复数。除非另有明确指示，否则本申请中指定的在各种范围内的数值的使用被描述为近似值，如同在所述范围内的最小值和最大值之前都有词语“约”。以这种方式，可以使用在所述范围之上或之下的微小变化获得与在所述范围内的值基本上相同的结果。另外，这些范围的公开旨在作为包括在最小值和最大值之间的每个值的连续范围。如本文所使用的，“mw”意指重均分子量，“mn”意指数均分子量。任何所述值或范围的单位为道尔顿。分子量通过使用聚苯乙烯标准物的凝胶渗透色谱(gpc)确定。在包含季铵部分的实施方案中，重均分子量可以在接枝共聚物的烷基化之前确定。术语“大分子单体”意指具有至少两个重复单元并且具有烯属不饱和基团(例如烯键式不饱和基团)的聚合物，所述烯属不饱和基团可以经由自由基聚合技术聚合。在一些实施方案中，烯属不饱和基团可以是末端烯属不饱和基团。在一些实施方案中，合适的大分子单体的mw可以在约500至约50,000的范围内。在另一些实施方案中，大分子单体的mw可以在约500至约40,000的范围内，并且在另一些实施方案中，大分子单体的mw可以在约500至约30,000的范围内。在大分子单体与其他烯属不饱和单体聚合时，大分子单体的烯属不饱和部分变成接枝聚合物的主链的一部分，并且大分子单体的剩余部分形成接枝共聚物的侧链。术语“部分”意指化合物、单体、低聚物、大分子单体、预聚物或聚合物的至少任何部分。化合物、单体、低聚物、大分子单体或预聚物可以聚合以形成这样的聚合物：虽然化合物、单体、低聚物、大分子单体或预聚物的至少一部分包含在聚合物的结构中，但是所述部分仍然存在在聚合物的结构中。本文提供了一种接枝共聚物。接枝共聚物可以包含在用于分散颜料的分散剂中。接枝共聚物包含聚合物主链、结合至聚合物主链的第一侧链、和也结合至聚合物主链的第二侧链。聚合物主链包含含胺部分。第一侧链包含含酸部分，并且第二侧链包含烷氧基化部分(即，含烷氧基部分)。接枝共聚物可以由包含烯属不饱和的含胺化合物的反应混合物形成，其中烯属不饱和的含胺化合物形成含胺部分。在某些实施方案中，烯属不饱和的含胺化合物被进一步限定为烯属不饱和的含环状胺的化合物，使得烯属不饱和的含环状胺的化合物形成含环状胺部分。反应混合物还可以包含烯属不饱和的含酸化合物，其中烯属不饱和的含酸化合物形成含酸部分。反应混合物还可以包含烯属不饱和的烷氧基化化合物，其中烯属不饱和的烷氧基化化合物形成烷氧基化部分。含胺部分可以是化合物、单体、低聚物、大分子单体、预聚物或聚合物的包含胺基的至少任何部分。胺基可以为伯胺基、仲胺基、叔胺基或其组合。在某些实施方案中，胺基为叔胺基。如以下更详细描述的，叔胺基可以直接被烷基化，而伯胺基和仲胺基可能需要另外的步骤使这些胺烷基化。在某些实施方案中，含胺部分被进一步限定为含环状胺部分。含环状胺部分可以包括包含环氮原子的具有5元或6元环的极性杂环基团。极性杂环基团可以包含多于一个氮原子作为环的一部分，并且还可以在环中包含硫和/或氧原子。极性杂环基团可以为单核或双核基团，其中至少一个环必须为如上限定的5元或6元环。如本文所使用的，术语“单核”是指单独的5元或6元环，术语“双核”是指与另一5元或6元环稠合的5元或6元环。在某些实施方案中，极性杂环基团为单核杂环基团。合适的杂环基团的实例包括但不限于三唑基团、嘧啶基团、咪唑基团、吡啶基团、吗啉基团、吡咯烷基团、哌嗪基团、哌啶基团、苯并咪唑基团、苯并噻唑基团和三嗪基团。这些基团可以是未取代的或者可以包含诸如烷基、芳基、卤素和烷氧基的取代基。在某些实施方案中，杂环基为经低级烷基取代的咪唑衍生物，例如2-甲基咪唑和4-甲基咪唑。可以形成含环状胺部分的含环状胺的化合物可以是包含如上限定的极性杂环基团的任何烯属不饱和单体。合适的烯属不饱和单体的实例可以包括但不限于1-乙烯基咪唑、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和乙烯基咔唑。含环状胺的化合物也可以是具有如上限定的极性杂环基团的预反应化合物。例如，它可以是环氧官能的不饱和单体(例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯)或异氰酸基官能的单体(例如(甲基)丙烯酸异氰酸基乙酯)与能够与环氧基或异氰酸基反应的杂环官能的化合物的反应产物。环氧基或氰酸酯基可以例如与具有活性氢原子如-nh-、-nh2、-cooh和-sh的杂环化合物反应。具有活性h原子的杂环化合物的实例为吡咯烷、吗啉、哌啶、咪唑、哌嗪、2-巯基苯并噻唑、1,2,4-三唑和吡唑。待用于将如上限定的极性杂环基团并入聚合物主链中的含环状胺的化合物还应当包括聚合在主链中的随后经如上限定的极性杂环基团改性的那些单体。杂环基团可以随后通过例如氨基甲酸酯和/或脲键间接并入。作为非限制性实例，n-(3-氨基丙基)咪唑可以与异佛尔酮二异氰酸酯以摩尔基础反应，形成具有一个未反应的异氰酸酯官能团的中间体咪唑官能的脲，其在随后的步骤中可以与在聚合物主链中的聚合单体的氨基反应。该氨基官能团可以通过例如甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯的共聚获得。异氰酸酯官能的杂环脲中间体也可以与聚合物主链上的羟基反应形成氨基甲酸酯键。具有异氰酸酯官能团的杂环官能的中间体也可以通过羟基官能的杂环衍生物(例如2-羟基乙基吗啉)与二异氰酸酯和/或多异氰酸酯反应形成。在某些实施方案中，含胺化合物包括胺官能的单体并且可以形成含胺部分。合适的胺官能的单体的实例可以包括但不限于丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯、丙烯酸n,n-二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸n,n-二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸n-叔丁基氨基乙酯、丙烯酸n-叔丁基氨基乙酯、丙烯酸2-n-吗啉乙酯、甲基丙烯酸2-n-吗啉乙酯、或其组合。合适的环状胺官能的单体的实例可以包括但不限于n-乙烯基咪唑、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、乙烯基咔唑、或其组合。或者，含胺部分可以通过使胺化合物与含有环氧基的单体或共聚物反应获得。在一个示例性实施方案中，含胺部分由n-乙烯基咪唑形成。基于形成接枝共聚物的反应混合物中单体和大分子单体的组合的总重量，形成接枝共聚物的反应混合物可以包含量为约0.1重量％至约50重量％、或约1重量％至约30重量％、或约5重量％至约15重量％的含胺化合物。在某些实施方案中，聚合物主链包含季铵部分，所述季铵部分由含胺部分与烷基化剂、有机酸或其组合反应形成。由含胺化合物形成的含胺部分可以被季铵化以形成包含季铵部分的聚合物主链，所述含胺化合物包括n-乙烯基咪唑和如上列出的任何胺官能的单体。季铵部分可以是化合物、单体、低聚物、大分子单体、预聚物或聚合物的包含季铵基团的至少任何部分。季铵部分可以通过使胺基与烷基化剂、有机酸或其组合接触形成。应理解，胺基的烷基化可以在包含胺基的化合物聚合到聚合物主链中之前或之后进行。在某些实施方案中，季铵部分在含胺部分聚合到聚合物主链中之后由含胺部分与烷基化剂反应形成。在一些实施方案中，不大于10％、不大于20％、或不大于50％的含胺部分可以转化为季铵部分。在另一些实施方案中，高至100％的含胺部分可以转化为季铵部分。合适的烷基化剂的实例可以包括但不限于芳烷基卤化物、烷基卤化物、烷基芳基磺酸酯/盐、三烷基磷酸酯/盐卤化物、苄基氯、对甲苯磺酸甲酯(mts)、硫酸二甲酯、或其组合。合适的有机酸包括例如含有至少2个碳原子的酸。在一些实施方案中，有机酸可以包含至少6个碳原子，并且在另一些实施方案中，有机酸可以包含至少8个碳原子。这样的酸包括但不限于例如乙酸、癸酸、己酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、或其组合。在一个示例性实施方案中，烷基化剂包括对甲苯磺酸甲酯(mts)。基于形成接枝共聚物的反应混合物中单体和大分子单体的组合(即，不包括催化剂)的总重量，形成接枝共聚物的反应混合物可以包含量为约0.1重量％至约30重量％、或约0.5重量％至约15重量％、或约1重量％至约10重量％的烷基化剂。含酸部分可以为化合物、单体、低聚物、大分子单体、预聚物或聚合物的包含酸基团的至少任何部分。含酸部分可以由烯属不饱和的含酸大分子单体形成。含酸大分子单体的重均分子量可以为至少500、或约500至约20,000、或约500至约10,000。用于形成含酸大分子单体的方法可以包括但不限于基团转移聚合、可逆加成-断裂链转移、原子转移自由基聚合和端基改性方法。在一些实施方案中，所述方法可以形成具有一个末端烯键式不饱和基团的大分子单体，其可以与至少还包含含胺化合物(例如，n-乙烯基咪唑)的反应混合物聚合以形成具有第一侧链的接枝共聚物，所述第一侧链在单末端点处连接至聚合物主链。含酸大分子单体可以在催化链转移剂的存在下由包含烯属不饱和的酸官能的单体的反应混合物形成。催化链转移剂可以用于确保含酸大分子单体仅具有一个末端烯属不饱和基团，所述烯属不饱和基团可以与至少包含聚合物主链单体的反应混合物聚合。在某些实施方案中，大分子单体在自由基引发剂和催化链转移剂如钴链转移剂的存在下聚合。在多个实施方案中，在用于制备含酸大分子单体的过程的第一步中，将单体与链转移剂如钴链转移剂和水混溶或水分散的惰性有机溶剂共混，并且通常加热至反应混合物的回流温度。在随后的步骤中，添加另外的单体、链转移剂和自由基引发剂，并且继续聚合直至形成期望分子量的大分子单体。合适的钴链转移剂的非限制性实例包括但不限于co(ii)或co(iii)螯合物链转移剂。合适的钴链转移剂的另外的非限制性实例描述于美国专利第4,680,352号和美国专利第4,722,984号中。在某些实施方案中，钴链转移剂包括五氰基钴(ii或iii)酸盐、二水合双(硼二氟二甲基-乙二肟合)钴(ii或iii)酸盐、二水合双(硼二氟苯基乙二肟合)钴(ii或iii)酸盐，或其组合。基于用于形成含酸大分子单体的单体的总量，可以以约5ppm至约1000ppm的量使用链转移剂。合适的自由基引发剂的非限制性实例包括但不限于偶氮引发剂，例如2,2′-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2′-偶氮双(2-甲基丙腈)、2,2′-偶氮双(2-甲基丁腈)、1,1′-偶氮(环己烷甲腈)、4,4′-偶氮双(4-氰基戊酸)、或其组合。基于用于形成含酸大分子单体的单体的总重量，可以以约0.5重量％至约5重量％的量使用自由基引发剂。可以用于形成含酸大分子单体的合适溶剂的非限制性实例包括芳族化合物；脂族化合物；酮，例如甲基乙基酮、异丁基酮、乙基戊基酮、丙酮；醇，例如甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇；酯，例如乙酸乙酯；甘醇，例如乙二醇、丙二醇；醚，例如四氢呋喃、乙二醇单丁醚；或其组合。含酸大分子单体可以在其形成之后并且在与聚合物主链单体聚合之前被中和。含酸大分子单体在与聚合物主链聚合之前中和可以避免在含酸大分子单体与聚合物主链单体聚合时与碱性基团(例如氨基或咪唑基)形成内盐。盐的形成可能导致使包含所得的接枝共聚物的分散体的粘度不期望的增加。对于酸基团，合适的中和剂的实例包括但不限于无机碱，例如氢氧化铵、氢氧化钠和氢氧化钾；有机胺，例如氨基甲基丙醇、氨基乙基丙醇、二甲基乙醇胺、三乙胺、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、二甲基氨基甲基丙醇和氨基甲基丙醇，或其组合。在某些实施方案中，胺为氨基甲基丙醇，无机碱为氢氧化铵。含酸大分子单体可以通过使包含以下的反应混合物聚合形成：酸官能的烯属不饱和单体、任选的羟基官能的烯属不饱和单体、和任选的与羟基官能的不饱和单体和酸官能的不饱和单体不同的烯属不饱和单体。基于形成含酸大分子单体的反应混合物中包含的所有单体的总重量，反应混合物中可以包含量为约5重量％至100重量％的酸官能的烯属不饱和单体。在某些实施方案中，含酸大分子单体可以通过使包含以下的反应混合物聚合形成：各自基于形成含酸大分子单体的反应混合物中包含的所有单体的总重量，量为约10重量％至约80重量％的酸官能的烯属不饱和单体、量为0重量％至约60重量％的羟基官能的烯属不饱和单体、以及量为0重量％至约90重量％的与羟基官能的不饱和单体和酸官能的不饱和单体不同的烯属不饱和单体。合适的酸官能的烯属不饱和单体的非限制性实例包括烯属不饱和的羧酸、膦酸、磷酸和磺酸。合适的烯属不饱和羧酸的非限制性实例为丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和异巴豆酸。合适的烯属不饱和的磷酸、膦酸和磺酸的非限制性实例为苯乙烯磺酸、丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯/盐、乙烯基膦酸等。在某些实施方案中，酸官能的烯属不饱和单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸或其组合。在一个示例性实施方案中，酸官能的烯属不饱和单体包括甲基丙烯酸。合适的羟基官能的烯属不饱和单体的非限制性实例包括具有伯羟基或仲羟基的α,β-烯属不饱和一元羧酸的羟烷基酯。另一些非限制性实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和/或衣康酸的羟烷基酯。羟烷基可以包含例如1至10个碳原子或者2至6个碳原子。具有伯羟基的α,β-烯属不饱和一元羧酸的合适的羟烷基酯的非限制性实例为(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸5-羟戊酯、(甲基)丙烯酸6-羟己酯、或其组合。合适的具有仲羟基的羟烷基酯的非限制性实例包括(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟丁酯、或其组合。可以使用的另一些羟基官能的烯属不饱和单体为α,β-不饱和一元羧酸与在α位支化的饱和一元羧酸的缩水甘油酯(例如，与饱和α-烷基烷烃一元羧酸或α,α'-二烷基烷烃一元羧酸的缩水甘油酯)的反应产物。在某些实施方案中，这些是(甲基)丙烯酸与分子中具有7至13个碳原子或者分子中具有9至11个碳原子的饱和α,α'-二烷基烷烃一元羧酸的缩水甘油酯的反应产物。另一些羟基官能的不饱和单体为经聚环氧乙烷和/或聚环氧丙烷改性的(甲基)丙烯酸酯。在示例性实施方案中，羟基官能的烯属不饱和单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸的羟烷基酯。合适的另一些烯属不饱和单体的非限制性实例包括除烯属双键外还可以包含其他官能团或者除烯属双键外可以不包含其他官能团的单体。除烯属双键外不包含其他官能团的合适的烯键式不饱和单体的实例为烯属不饱和羧酸的酯。这些可以是烯属不饱和羧酸与脂族、芳族和/或脂环族醇的酯。合适的烯属不饱和羧酸的非限制性实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸、或其组合。醇可以为分子中具有1至20个碳原子的脂族一元支化或非支化醇。在某些实施方案中，酯可以是丙烯酸和甲基丙烯酸与脂族醇的酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯和相应的甲基丙烯酸酯。醇也可以是分子中具有4至20个碳原子的芳族或脂环族一元支化或非支化醇。在某些实施方案中，醇是芳族的。作为非限制性实例，取代基包含一至三个烷基，并且在实施方案中为具有1至4个碳原子的那些。包含具有芳族或脂环族醇的(甲基)丙烯酸酯的非限制性实例为(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸三甲基环己酯、丙烯酸4-叔丁基环己酯、丙烯酸异冰片酯和相应的甲基丙烯酸酯。脂族和脂环族(甲基)丙烯酸酯也可以被包含杂原子的基团(例如卤素和醚)取代。合适单体的另一些非限制性实例包括乙烯基酯，例如乙烯基乙酸酯、乙烯基丙酸酯、乙烯基硅烷、以及在α位支化的饱和一元羧酸的乙烯基酯，例如饱和α,α'-二烷基烷烃一元羧酸的乙烯基酯和在各种情况下分子中具有5至13个碳原子或者9至11个碳原子的饱和α-烷基烷烃一元羧酸的乙烯基酯。除烯属双键外还包含其他官能团的合适的烯属不饱和单体的另一些非限制性实例包括乙酰乙酸酯和硅烷官能的不饱和单体，例如(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯和甲基丙烯酰氧基乙基三烷氧基硅烷。此外，可以使用分子中具有多于1个例如2个烯属双键的烯属不饱和单体。这可以用于增加支化和/或增加分子量。然而，必须限制这些基团的浓度以防止凝胶化。在实施方案中，含酸大分子单体基本上不含具有碱性基团(例如氨基)的单体，例如甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯和甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯，以避免在聚合期间的原位盐形成。在某些实施方案中，含酸大分子单体通过使包含以下的反应混合物聚合来制备：基于形成含酸大分子单体的反应混合物中包含的单体的总重量，量为约5重量％至100重量％、或约10重量％至约80重量％、或约15重量％至约60重量％的(甲基)丙烯酸。基于形成含酸大分子单体的反应混合物中包含的单体的总重量，反应混合物还可以包含量为0重量％至约80重量％、或0重量％至约60重量％、或0重量％至约40重量％的羟基官能的(甲基)丙烯酸酯。各自基于形成含酸大分子单体的反应混合物中包含的单体的总重量，反应混合物还可以包含量为0重量％至约95重量％、或0重量％至约90重量％、或0重量％至约85重量％的其他(甲基)丙烯酸酯。应理解，含酸大分子单体中包含其他单体不应显著影响含酸大分子单体的酸官能度。基于形成接枝共聚物的反应混合物中单体和大分子单体的组合的总重量，形成接枝共聚物的反应混合物可以包含量为约10重量％至约50重量％、或约15重量％至约45重量％、或约20重量％至约40重量％的含酸大分子单体。烷氧基化部分可以是化合物、单体、低聚物、大分子单体、预聚物或聚合物的包含烷氧基的至少任何部分。烷氧基化部分可以由烯属不饱和的烷氧基化大分子单体形成。烷氧基化大分子单体的重均分子量可以为至少250、或约250至约10,000、或约500至约5,000、或约500至约3,000。烷氧基化大分子单体可以由包含亲水性聚(亚烷基二醇)的烯键式不饱和大分子单体形成，所述烯键式不饱和大分子单体在可以相同或不同的每个亚烷基中具有2至4个碳原子。烷氧基化大分子单体可以仅包含一个末端双键，其与烯属不饱和的含胺化合物和烯属不饱和的含酸大分子单体一起聚合到接枝共聚物的聚合物主链中。在某些实施方案中，烷氧基化大分子单体为含聚(乙二醇和/或丙二醇)的(甲基)丙烯酸大分子单体。该大分子单体通常通过使包含一种或更多种非离子环氧烷单体的反应混合物在烯键式不饱和酸单体例如(甲基)丙烯酸的存在下聚合而形成。烷氧基化大分子单体可以在与可聚合双键相对的末端包含羟基，以提供能够与涂料组合物中存在的成膜组分反应的与聚合物主链分开的另外的反应性位点，这进而能够使得接枝共聚物变为最终膜网络的永久部分。应理解，烷氧基化大分子单体中包含其他单体不应显著影响烷氧基化大分子单体的烷氧基官能度。在一个示例性实施方案中，烷氧基化大分子单体包括由通式ch2＝c(r1)c(o)(ch2ch(ch3)o)m(ch2ch2o)n-r2表示的聚(乙二醇)单(甲基)丙烯酸酯，其中r1＝h或ch3，r2＝h或ch3，m为0至20，以及n为约10至100。烷氧基化大分子单体的非限制性实例包括甲氧基聚(乙二醇)单甲基丙烯酸酯(重均分子量500至3,000)和聚(乙二醇)单甲基丙烯酸酯(重均分子量500至3,000)。甲氧基聚(乙二醇)单甲基丙烯酸酯可以从ambler,pa的specialtychemicals,inc.以商品名bisomer例如s20w商购获得。基于形成接枝共聚物的反应混合物中单体和大分子单体的组合的总重量，形成接枝共聚物的反应混合物可以包含量为约10重量％至约50重量％、或约15重量％至约45重量％、或约20重量％至约40重量％的烷氧基化大分子单体。回到接枝共聚物，在某些实施方案中，接枝共聚物的聚合物主链适合于结合至颜料的表面。在另一些实施方案中，包含含酸部分的第一侧链和包含烷氧基化部分的第二侧链的组合使得接枝共聚物可溶于水性载体介质，从而保持颜料的分散。使用混合侧链或“臂”可以提供更宽的溶解度特性和用作高性能水性涂层中的颜料分散剂的用途。在多个实施方案中，聚合物主链相对于第一侧链或第二侧链是疏水的，第一侧链相对于聚合物主链是亲水的并且是阴离子的，第二侧链相对于聚合物主链是亲水的并且是非离子的。在接枝共聚物的第一侧链和第二侧链由聚合到聚合物主链中的离散的阴离子和非离子亲水大分子单体的混合物形成时，疏水的聚合物主链对颜料表面具有亲和力并且适于将接枝共聚物锚定至颜料表面。侧链中具有阴离子官能团和非离子官能团二者提供了分散性与水敏感性的最佳平衡。大分子单体侧链和/或聚合物主链可以具有能够与交联剂反应的反应性官能团。在某些实施方案中，这样的反应性官能团存在于聚合物主链和大分子单体侧链二者上。基于接枝共聚物的总重量，接枝共聚物包含量为约10重量％至约90重量％、或约20重量％至约90重量％、或约40重量％至约90重量％的聚合物主链。基于接枝共聚物的总重量，接枝共聚物包含量为约10重量％至约90重量％、或约20重量％至约90重量％、或约40重量％至约90重量％的第一侧链和第二侧链的组合。接枝共聚物的重均分子量为约4,000至约100,000、或约4,000至约40,000、或约4,000至约30,000。包含在接枝共聚物中的第一侧链(含酸部分)与第二侧链(烷氧基化部分)的重量比为约10:90至约90:10、或约30:70至约70:30。接枝共聚物的聚合物主链部分可以主要由聚合的烯键式不饱和疏水单体形成，并且在某些实施方案中，由疏水的(甲基)丙烯酸单体形成。基于聚合物主链的总重量，聚合物主链可以包含量为至多30重量％、或10重量％至20重量％的聚合的具有官能团的单体。这些聚合的具有官能团的单体可以被称为颜料锚定基团，其增强颜料结合力。除含胺化合物、含酸大分子单体和烷氧基化大分子单体之外，用于形成聚合物主链的反应混合物可以包含其他烯属不饱和单体，例如(甲基)丙烯酸烷基酯、脂环族(甲基)丙烯酸酯和芳族(甲基)丙烯酸酯。典型的(甲基)丙烯酸烷基酯在烷基中具有1至18个碳，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等。可以使用脂环族(甲基)丙烯酸酯，例如丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸三甲基环己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯等。也可以使用芳族(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯和(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯。其他可聚合单体也可以用于形成聚合物主链，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基乙酸酯、乙烯基丁酸酯、乙烯基吡咯烷酮等。在某些实施方案中，反应混合物还包含形成聚合物主链的烯属不饱和(甲基)丙烯酸单体。在实施方案中，为了改善聚合物主链的疏水性和稳定性，形成聚合物主链的反应混合物中可以包含芳族单体。烯属不饱和芳族单体可以选自(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯及其组合的组。基于聚合物主链的总重量，形成接枝共聚物的聚合物主链的反应混合物可以包含量为至少30重量％、或约30重量％至约80重量％、或50重量％至80重量％的芳族单体。在一个示例性实施方案中，芳族单体为甲基丙烯酸苄酯。基于形成接枝共聚物的反应混合物中单体和大分子单体的组合的总重量，形成接枝共聚物的反应混合物可以包含量为约1重量％至约60重量％、或约10重量％至约50重量％、或约30重量％至约45重量％的其他烯属不饱和单体。接枝共聚物可以如下通过常规自由基聚合形成：将包含含胺化合物的聚合物主链单体、含酸大分子单体、烷氧基化大分子单体、溶剂和聚合引发剂合并，并且使反应混合物在反应混合物的回流温度下聚合约4小时至约8小时，直至形成期望分子量的接枝共聚物。可以用于形成接枝共聚物的典型溶剂包括醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇；酮，例如丙酮、丁酮、戊酮、己酮和甲基乙基酮；乙酸、丙酸和丁酸的烷基酯，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸戊酯；醚，例如四氢呋喃、乙醚、以及乙二醇和聚乙二醇单烷基和二烷基醚(例如溶纤剂和卡必醇)；以及甘醇，例如乙二醇、丙二醇；及其混合物。可以使用任何常用的偶氮或过氧聚合引发剂来制备接枝共聚物，条件是它在溶剂和单体混合物的溶液中具有溶解性，并且在聚合温度下具有适当的半衰期。如本文所使用的“适当的半衰期”为约10分钟至约4小时的半衰期。在某些实施方案中，引发剂为偶氮型引发剂，例如2,2'-偶氮双(异丁腈)、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双(甲基丁腈)和1,1'-偶氮双(氰基环己烷)。基于过氧的引发剂的实例为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化新戊酸叔丁酯、过辛酸叔丁酯。在某些实施方案中，偶氮聚合引发剂包括2,2'-偶氮双(甲基丁腈)。2,2'-偶氮双(甲基丁腈)可以从wilmington，de的thechemourstmcompany以商品名vazotm(例如vazotm67)商购获得。基于形成接枝共聚物的反应混合物中单体和大分子单体的组合(即，不包括催化剂)的总重量，形成接枝共聚物的反应混合物可以包含量为约1重量％至约10重量％、或约0.5重量％至约15重量％、或者约0.1重量％至约20重量％的聚合引发剂。在形成接枝共聚物之后，然后可以用胺或无机碱(例如氨或氢氧化钠)中和，然后添加水以形成中和的聚合物溶液。可以使用的典型胺包括氨基甲基丙醇、氨基乙基丙醇、二甲基乙醇胺、三乙胺等。在某些实施方案中，胺为氨基甲基丙醇，无机碱为氢氧化铵。在形成聚合物主链之前可以将含酸大分子单体中和以避免可能的与聚合物主链部分中存在的官能团的反应。在一个示例性实施方案中，各自基于形成接枝共聚物的反应混合物中单体和大分子单体的组合(即，不包括催化剂)的总重量，接枝共聚物在量为约1重量％至约10重量％的烷基化剂和量为约1重量％至约10重量％的聚合引发剂的存在下由包含以下的反应混合物形成：量为约20重量％至约30重量％的甲基丙烯酸苄酯(bzma)、量为约1重量％至约10重量％的甲基丙烯酸正丁酯(bma)、量为约1重量％至约10重量％的甲基丙烯酸2-羟乙酯(hema)、量为约5重量％至约15重量％的n-乙烯基咪唑、量为约25重量％至约35重量％的含酸大分子单体、和量为约20重量％至约30重量％的烷氧基化大分子单体。接枝共聚物可以用于制备水性颜料分散体和用于漆和其他涂料的研磨基料。为了形成颜料分散体或研磨基料，向接枝共聚物在常用水性载体介质中的中和溶液中添加颜料，然后使用常规技术(例如高速混合、球磨、砂磨、磨碎机研磨、水平或垂直介质磨碎机研磨、或者两辊或三辊研磨)分散。所得颜料分散体的颜料与分散剂粘合剂重量比为约0.1:100至约10,000:100。可以使用用于漆的任何常规颜料形成颜料分散体。合适的颜料的非限制性实例包括金属氧化物，例如二氧化钛、各种颜色的铁氧化物、和锌氧化物；炭黑；填料颜料，例如滑石、瓷土、重晶石、碳酸盐和硅酸盐；各种有机颜料，例如喹吖啶酮、酞菁、二萘嵌苯、偶氮颜料和靛蒽醌；咔唑，例如咔唑紫、异吲哚酮、硫靛红和苯并咪唑啉酮；以及金属薄片，如铝薄片、珠光薄片等。颜料分散体中可以包含其他光学成分，例如抗氧化剂、流动控制剂、uv稳定剂、光猝灭剂和吸收剂、以及流变控制剂(例如热解法二氧化硅和微凝胶)。还可以添加其他成膜聚合物，例如与颜料分散体相容的丙烯酸类树脂、丙烯酸氨基甲酸酯、聚酯和聚酯氨基甲酸酯、醇酸树脂、聚醚和聚醚氨基甲酸酯等。涂料分散剂中可以使用水混溶的有机化合物作为共溶剂以增强润湿性和/或改善稳定性。合适的共溶剂的非限制性实例包括醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇；酮，例如丙酮、丁酮、戊酮、己酮和甲基乙基酮；乙酸、丙酸和丁酸的烷基酯，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸戊酯；醚，例如四氢呋喃、乙醚、和乙二醇和聚乙二醇单烷基和二烷基醚(例如溶纤剂和卡必醇)；以及甘醇，例如乙二醇和丙二醇；及其混合物。可以将颜料分散体添加至多种水性涂料组合物或漆组合物中，例如底漆、底漆二道浆(primersurfacer)、可以是单涂层的面涂层、或者用于底涂层罩透明漆体系面漆的底涂层。这些组合物可以包含成膜聚合物(例如羟基官能的丙烯酸类树脂和聚酯树脂)以及交联剂(例如封端异氰酸酯、烷基化三聚氰胺、多异氰酸酯、环氧树脂等)。在某些实施方案中，涂料组合物的成膜聚合物类似于颜料分散体的聚合物，使得在固化时，颜料分散体的聚合物将与涂料聚合物一起固化并且通过与交联剂反应变成膜或涂层的永久部分。本文还提供了用于涂覆基底的涂料组合物。涂料组合物可以用于涂覆本领域已知的任何类型的基底。在实施方案中，基底为车辆、汽车或机动车辆。“车辆”或“汽车”或“机动车辆”包括：汽车，例如乘用车、厢式汽车、迷你厢式汽车、公共汽车、suv(运动型多功能车)；卡车；半卡车；拖拉机；摩托车；拖车；atv(全地形车)；皮卡车；重型推土机，例如推土机、移动式起重机和推土机；飞机；船；船舶；和其他运输方式。涂料组合物也可以用于涂覆工业应用例如建筑物、栅栏、固定结构、桥梁、管道、纤维素材料(例如木材、纸、纤维等)中的基底。涂料组合物包含颜料、接枝共聚物、水和任选的有机溶剂。当存在有机溶剂时，基于涂料组合物中水和有机溶剂的组合的总重量百分比，涂料组合物可以包含量为至少50重量％的水。涂料组合物中可以包含附加组分，例如粘合剂、交联剂、另外的溶剂、颜料、催化剂、流变改性剂、抗氧化剂、uv稳定剂和吸收剂、流平剂、消泡剂、抗缩孔剂或其他常规添加剂。实施例以下实施例1至4描述了本公开内容的示例性接枝共聚物的制备。以下实施例5和6描述了比较接枝共聚物。实施例7提供了实施例1至4的示例性接枝共聚物和实施例5和6的比较接枝共聚物作为颜料分散剂的评估。实施例1bzma/bma/hema/vm(mts)//g-bisomers20w/大分子单体共聚物，28.016/6.55/7.48/9.35(6.48)//28.06/14.03重量％的制备实施例1描述了可以用于使颜料在水性涂料组合物中分散和稳定的接枝共聚物的制备，所述接枝共聚物在侧链上具有亲水的阴离子基团和亲水的非离子基团，并且在主链上具有疏水基团、胺基和季铵基团。在5升烧瓶上配备温度计、搅拌器、另外的漏斗、加热罩、回流冷凝器和在反应物上保持氮气层的装置。将烧瓶保持在氮气正压下，并且采用以下成分(表1)。表1向烧瓶中装入部分1的混合物。将混合物加热至回流温度并且回流约10分钟。在180分钟内向烧瓶中进料部分2。在210分钟内同时向烧瓶中进料部分4。在进料结束时使用部分3将部分2冲洗到烧瓶中。在进料结束时使用部分5冲洗部分4。在整个进料过程中将反应混合物保持在回流温度下，并且使反应混合物再回流60分钟。添加部分6，并且使用部分7作为冲洗液。使反应混合物回流1.5小时。将最终产物冷却并填充(fillout)。所得聚合物溶液为浅黄色的澄清聚合物溶液，并且具有约53.48％的固含量和t+1/4的gardner-holtz粘度。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱，聚合物的mw为20,300，mn为9,926。使用本公开内容中描述的方法制备含酸大分子单体。实施例2bzma/hema/vm(mts)//g-bisomers20w/大分子单体共聚物，29.65/7.41/7.41(7.33)//30.12/18.07重量％的制备实施例2描述了与实施例1中所述的接枝共聚物类似但具有不同组成的接枝共聚物的制备。使用与实施例1中所述相同的方法用表2中列出的成分制备树脂溶液。表2所得聚合物溶液为浅黄色的稍微混浊的聚合物溶液，并且具有约52.37％的固含量和j+1/2的gardner-holtz粘度。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱，聚合物的mw为15,060，mn为7,326。使用本公开内容中描述的方法制备含酸大分子单体。实施例3bzma/bma/hema/vm(mts)//g-bisomers20w/大分子单体共聚物，16.68/11.12/7.41/11.12(7.33)//30.12/16.22重量％的制备实施例3描述了与实施例1中所述的接枝共聚物类似但具有不同组成的接枝共聚物的制备。使用与实施例1中所述相同的方法用表3中列出的成分制备树脂溶液。表3所得聚合物溶液为浅黄色的稍微浑浊的聚合物溶液，并且具有约51.45％的固含量和m的gardner-holtz粘度。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱，聚合物的mw为17,938，mn为8,396。使用本公开内容中描述的方法制备含酸大分子单体。实施例4bzma/hea/vm//g-bisomers20w/大分子单体共聚物，34/8/8//25/25重量％的制备实施例4描述了与实施例1中所述的接枝共聚物类似的接枝共聚物的制备，不同之处在于在主链上没有季铵基团。使用与实施例1中所述相同的方法用表4中列出的成分在2升烧瓶中制备树脂溶液。使用两种小引发剂添加剂以确保从单体到聚合物的良好转化。表4所得聚合物溶液为浅黄色的稍微澄清的聚合物溶液，并且具有约50.88％的固含量和i+2/3的gardner-holtz粘度。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱，聚合物的mw为1至100,000的量，mn为1至100,000的量。使用本公开内容中描述的方法制备含酸大分子单体。比较实施例5bzma/ba/dm(mts)//g-大分子单体共聚物，18.76/18.76/9.38(6.18)//46.91重量％的制备比较实施例5描述了与实施例1中所述的接枝共聚物类似的接枝共聚物的制备，不同之处在于没有非离子稳定臂。使用与实施例1中所述相同的方法用表5中列出的成分在2升烧瓶中制备树脂溶液。使用两种小引发剂添加剂以确保从单体到聚合物的良好转化。表5所得聚合物溶液为浅黄色的稍微澄清的聚合物溶液，并且具有约52.79％的固含量和t+1/2的gardner-holtz粘度。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱，聚合物的mw为1至100,000的量，mn为1至100,000的量。使用本公开内容中描述的方法制备含酸大分子单体。比较实施例6bzma/ba/vm//g-大分子单体，20/10/10//50重量％的制备比较实施例6描述了与实施例1中所述的接枝共聚物类似的接枝共聚物的制备，不同之处在于在主链上没有非离子稳定臂并且没有季铵基团。使用与实施例1中所述相同的方法用表6中列出的成分在2升烧瓶中制备树脂溶液。使用两种小引发剂添加剂以确保从单体到聚合物的良好转化。表6所得聚合物溶液为浅黄色的稍微澄清的聚合物溶液，并且具有约50.63％的固含量和v+1/2的gardner-holtz粘度。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱，聚合物的mw为1至100,000的量，mn为1至100,000的量。使用本公开内容中描述的方法制备含酸大分子单体。实施例7包含接枝共聚物的颜料分散剂的评估分散剂的有效性通过将颜料、溶剂和分散剂的混合物砂磨，并且在olympus显微镜40x下观察分散体品质来确定。良好的分散体系具有均匀的外观，并且颜料颗粒会显示出剧烈的布朗运动。相比之下，絮凝体系具有絮凝的颜料块岛，其中散布有相对澄清的溶剂区域。用氨基甲基丙醇将分散剂溶液中和至ph在8.5至9.2的范围内，并且用去离子水稀释至35％的浓度。使用以下方法制备分散体样品。向2盎司玻璃瓶中添加15克砂、20克乙酸丁酯、2克颜料和1克中和的接枝共聚物分散剂溶液。将瓶密封并且在reddevil工业振动器上搅拌15分钟。将一滴分散体置于玻璃板上并用盖玻片保护。在显微镜下观察分散体。表7颜料e1e2e3e4c5c6110100020000003000000400013350003336000033700003080100339032000评级：0：不絮凝的或分散的1：非常轻微絮凝的2：轻微絮凝的3：絮凝的颜料：1.来自sunchemicalcorp.的palomarblue248-48282.来自heucotechltd.的monoliteblue3rxh3.来自parshwnathdyechemicalindialtd.的parcyaniniegreenp-61004.来自sudarshanchemicalindustriesltd.的sudapermyellow2935p5.来自clariantcorp.的novopermorangehl-706.来自cinicchemicalsllc的cinilexdppredsric7.来自basfcorp.的irgazinyellowl20408.来自clariantcorp.的hostapermrede4g9.来自basfcorp.的cinquasiavioletl5110基于这些测试结果，相对于比较接枝共聚物(实施例5和6)相比，示例性接枝共聚物(实施例1至4)表现出改善的性能。特别地，相对于其中在接枝共聚物上没有设置非离子稳定基团的比较实施例5或者其中既不存在非离子稳定臂也不存在季铵基团的比较实施例6，示例性接枝共聚物表现出改善的性能。实施例8bzma/bma/hema/dm(mts)//g-bisomers20w/大分子单体共聚物，(28.06/6.55/7.48/9.35(6.48)//28.06/14.03重量％)的制备实施例8描述了与实施例1中所述的接枝共聚物类似但具有不同组成的接枝共聚物的制备。主链上的胺官能团具有来自丙烯酸n,n-二甲基氨基乙酯(dm)的非环状结构而不是环状胺结构。使用与实施例1中描述的相同的方法用表8中列出的成分在2升烧瓶中制备树脂溶液。表8所得聚合物溶液为浅黄色的澄清溶液，并且具有约53.26％的固含量和n+1/2的gardner-holtz粘度。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱，所述聚合物的mw为20,341，mn为9,097。比较实施例9bma/hea/dm//g-bisomers20w/大分子单体共聚物(34/8/8//25/25重量％)的制备比较实施例9描述了与实施例8中所述的接枝共聚物类似的接枝共聚物的制备，其中非环状胺丙烯酸n,n-二甲基胺基乙酯(dm)未用烷基化剂季铵化。使用与实施例4中描述的相同的方法用表9中列出的成分在2升烧瓶中制备树脂溶液。表9所得聚合物溶液为浅黄色的澄清溶液，并且具有约49.88％的固含量和f+1/2的gardner-holtz粘度。基于使用聚甲基丙烯酸甲酯作为标准物的凝胶渗透色谱，所述聚合物的mw为15,115，mn为7,922。实施例10实施例8和比较实施例9的颜料分散剂的评估用相同的一组颜料制备分散体，并且使用实施例7中描述的方法评估所述分散体。表10颜料e8c9100200300400503600700803900评级：0：不絮凝的或分散的1：非常轻微絮凝的2：轻微絮凝的3：絮凝的基于这些测试结果，相对于其中在主链上仅并入胺官能团的比较接枝共聚物(实施例9)相比，在主链上具有胺基和季铵基团二者的示例性接枝共聚物(实施例8)表现出改善的性能。尽管在前面的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施方案，但是应理解存在大量的变型。还应理解，一个示例性实施方案或更多个示例性实施方案仅是实例，并不旨在以任何方式限制范围、适用性或配置。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实现示例性实施方案的便利路线图。应理解，在不脱离所附权利要求中阐述的范围的情况下，可以对示例性实施方案中描述的要素的功能和步骤进行各种改变。当前第1页12