超支化聚合物的合成及其在涂料中應用研究進展

李博申，魏銘，劉曉芳，胡瑤瑤，董群峰，楊立峰

（1.武漢理工大學 化學化工與生命科學學院，武漢 430070；2.浙江天女制漆有限公司，浙江 桐鄉 314500）

自 Flory[1]提出超支化聚合物（Hyperbranched polymer，HBP）概念以來，由于其具有獨特的高度支化拓撲結構、多功能性、特殊的化學結構和物理性質，成為學術界和工業界的研究熱門[2]。本文首先介紹了HBP 的合成方式，如AB2單體的縮聚、自縮合乙烯基聚合、自縮合開環聚合等。與傳統的線性聚合物對比發現，HBP 整個大分子呈橢球形，制備方法簡單，可通過一步法或準一步法合成，經過簡單純化即可直接使用。HBP 擁有高密度的表面官能團、較好的溶解性、較低的黏度等[3-6]，廣泛應用于涂料[7-9]、生物醫藥[10-12]、絕緣材料[13]等領域[2,5,6,14-23]。

HBP 在涂料中的應用與其特殊的分子結構密不可分，近似球形的結構使得分子間纏結作用力較線性聚合物小，導致HBP 的黏度遠小于線性聚合物。因此，將HBP 應用在涂料中，可有效改善涂料的流動性，減少溶劑使用量，降低揮發性有機物（VOC）排放。由于其擁有較高的官能團密度，極大增加了成膜反應速率和涂膜交聯密度，具有固化時間短、吸水率低等特點，還可對末端官能團進行相應地改性，以制得適用于不同使用環境的涂膜。目前商業化生產HBP的產品主要有Prestorp 公司的Boltorn 系列、DSM 公司的Hybrane 系列、武漢超支化樹脂科技有限公司的HyPer 系列等。HBP 獨特的結構和性能使其成為工業化應用潛力極強的樹脂和涂料，本文重點介紹了HBP的幾種普遍合成方法，綜述了HBP 在UV 固化涂料、高固體分涂料、有機-無機雜化涂料及其他涂料領域中的應用研究進展。

1 超支化聚合物的合成

1.1 AB2單體的縮聚

Flory[1]首次提出HBP 可通過具有相互反應的A和B 官能團（如羥基和羧基）AB2（或ABx）制備，AB2單體的縮聚較難控制反應程度，但可通過一鍋法直接制備產物，只需簡單純化即可使用，故倍受工業界的青睞[10]。AB2型單體縮聚反應特征為：AB2分子中自身官能團A 和B 之間不反應，只發生分子間反應；A 和B 的活性不會隨著反應的進行而有所變化；聚合物之間不發生環化反應。其反應機理如圖1 所示。

圖1 ABx 型單體縮聚Fig.1 Condensation of ABx monomer

就目前而言，阻礙大規模商品化生產HBP 的主要關卡是HBP 的純化過程。從成本考慮，實際工業應用中應盡可能縮減中間純化。Fei[24]首次跳過純化，直接一鍋合成了AB2型HBP，AB2單體包含1 個仲胺和2 個封閉異氰酸酯。聚合產物利用1H NMR、13C NMR 和SEM 等表征，產物結構理想，相對分子質量為11 000，支化度為60%，證實了Flory[1]提出的AB2單體的聚合機理，驗證了具有相同官能團的AB2單體用于大規模商業化生產的可行性。當可大規模生產后，獲得更多的改性位點變成了后續的發展方向。Chen 等[25]將AB2型單體二羥甲基丙酸（DMPA）在環氧氯丙烷（ECH）中反應得到了1—4 代聚合物，通過增加HBP 反應代數，控制HBP 的羥基數量呈指數型增長，在第4 代聚合物中得到了含有48 個端羥基的HBP。研究人員對HBP 末端官能團進行改性，可賦予HBP 薄膜不同的使用性質，如高硬度[26]、疏水性[27]、耐熱性[28]等。

1.2 自縮合乙烯基聚合

J. M. Fréchet 等[18]提出基于乙烯基單體的聚合反應（SCVP），單體AB 中含有乙烯基A 和引發點B。在反應進行中，B 被活化為B*，與另一單體中的A反應，形成新的反應中心。通過對引發點B 的選取和操作，可以得到高度支化的聚合物，如圖2 所示。乙烯基單體存在兩種增長模式：雙鍵聚合（鏈增長）；引發基團與雙鍵的縮合（逐步增長）。與ABx型單體縮聚法相比，SCVP 反應速度更快。實際應用中，SCVP常與原子轉移自由基聚合（ATRP）和基團轉移聚合（GTP）聯用[30-32]。

圖2 J. M. Fréchet 報道的典型SCVP 反應[18]Fig.2 Typical vinyl polymerization process reported by J. M.Fréchet[18]

Bachler 等[33]將SCVP 和可逆加成-斷裂鏈轉移聚合（RAFT）聯用，通過自聚和模塊化聚合，分析兩種合成技術的實用性和優勢。均使用五氟苯基丙烯酸酯（PFPA）和2,3,5,6-四氟苯基丙烯酸（TFPA）作為官能化單體，分別制得相應HBP。兩種合成HBP 方法中，RAFT 和SCVP 聯用可獲得具有較高轉化率、較低凝膠率、更高支化度的產物。模塊化聚合類似“點擊”反應，可以較為準確地控制反應程度，避免了反應過程中產生凝膠，極大地提升了聚合反應后期的聚合效率。除常規聚合方式外，科研人員也在探索其他聚合方式。Ke 等[30]首次在微乳液中將甲基丙烯酸酯基團、2-溴-2 甲基丙酸乙酯進行一鍋法聚合，利用非離子表面活性劑Brij98 穩定，得到了相對分子質量分布均勻的HBP，并對其進行了表征和分析。與常規合成方式相比，微乳液聚合將反應控制在極小的乳液內部，從而控制HBP 相對分子質量，使其更穩定、尺寸分布更均勻。Zhang 等[34]以聚己內酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸叔丁酯和聚N-異丙基丙烯酰胺為核心試劑，在SCVP 法下合成了HBP，通過Menschutkin 反應制備了預定臂數和受控臂長的HBP，探討了臂長對溴化物官能團與HBP 偶聯反應的影響，如圖3 所示。研究發現，在該方法中，HBP的結構極大地依靠Menschutkin 反應條件，調節反應條件可將臂的數量精確調節在9～35 個，耦合效率為39%～97%。

圖3 Zhang 等合成的多臂星型聚合物結構式[34]Fig.3 The structure of Miktoarm Stars synthesized by Zhang[34]

1.3 自縮合開環聚合

自縮合開環聚合（SCROP）方法類似SCVP，常采用帶有雜環的環狀單體，該雜環擁有可用于引發的特定官能團。在SCROP 方法中，第一步為單體開環，開環后與其他單體或特定基團不斷反應，從而形成HBP。SCROP 法常和其他方法綜合聯用，多用于己內酯的聚合。目前已合成多種超支化多胺、聚醚、聚酯等[35-41]。

當前，HBP 聚合物在可降解材料領域應用極少。Satoh 等人[42]將1,6-脫水山梨醇、1,4-脫水三醇、2,3-脫水三醇和異山梨醇開環，經陽離子聚合，合成可降解HBP。研究發現，陽離子聚合物末端具有較多單元支化結構，在環化聚合中，1 次環化消耗2 個環氧基，單體反應過程和AB3型反應類似，所得聚合物的支化度為0.28～0.5。在拓寬HBP 應用領域中，為制得特定醫藥功能化改性HBP，Peng 等[43]將ε-己內酯在Novozyme435 催化下開環，與2,2-雙(羥甲基)丁酸反應，生成超支化產物。然后用α-溴丙酰溴對末端羥基進行酯化，隨后在氯化亞銅/甲基叔丁基醚催化下加入苯乙烯單體，得到可用于醫藥的功能性HBP（如圖4 所示），但載藥量不高。Sulami 等[44]將SCROP 與“點擊”反應聯用，以石油醚作為溶劑，在t-BuP2催化下，將己內酯作為側鏈聚合在自制的內核中，純化得到高載藥量HBP，如圖5 所示。

圖4 Peng 等合成HBP 路線[43]Fig.4 Peng’s synthetic routes to HBP[43]

圖5 Sulami 等合成HBP 路線[44]Fig.5 Sulami’s synthetic routes to HBP[44]

2 超支化聚合物在涂料中的應用

近年來，國家大力倡導“綠水青山就是金山銀山”的理念，發展綠色化學，限制VOC 排放已成為行業趨勢。為相應國家號召和滿足現代涂料的多元化用途，對傳統涂料進行相應改性已迫在眉睫。HBP 的眾多末端官能團提供了豐富的改性位點，對HBP 末端進行相應地改性即可制備多元化用途的涂料。HBP涂料常見改性種類：利用丙烯酸封端可制得UV 固化涂料；利用HBP 的低黏度特性制得高固低黏涂料；將HBP 與納米無機粒子混合制得有機-無機雜化涂料等。HBP 的使用可有效降低線性聚合物體系的黏度，改善涂料流動性，減少溶劑使用量，降低有害溶劑揮發。種種優勢使得HBP 在涂料等工業領域中得到了快速的發展[45-49]。

2.1 UV 固化涂料

常見UV 固化涂料由低聚物、活性稀釋劑、光引發劑和其他助劑組成。線性UV 固化涂料黏度大，涂膜時需要添加大量活性稀釋劑，從而導致嚴重的VOC 排放和溶劑的濫用。與線形涂料相比，HBP 涂料擁有球形三維結構、較多支化末端、分子間無纏結等特點，這些特點能夠為涂料提供低黏度、高反應活性以及與基材的優異結合能力。HBP 末端官能團種類是影響涂料涂膜性能的主要因素，目前研究較多的是利用丙烯酸系分子對末端官能團改性，可獲得用于UV 固化的涂料。UV 固化改性HBP 涂料不僅含有大量高反應活性的官能團，而且在黏度較低的同時，擁有較快的固化速度，故在UV 固化涂料領域中應用十分廣泛[50-51]。

傳統的線性UV 聚合物不僅需要大量稀釋劑，而且固化時間長，不利于生產應用中快速成膜。為了改善原有涂膜固化速度，Xiang 等[51-52]利用異氰酸根與胺反應，將異佛爾酮二異氰酸酯與二乙醇胺反應合成HBP，隨后用丙烯酸羥乙酯進行雙鍵封端，得到HBP型UV 固化涂料。所得產物的支化度為0.82，將其添加到丙烯酸涂料中，涂膜固化時間由12 s 提升至3 s，柔韌性可達1 mm。HBP 的添加顯著提高了原有涂膜的柔韌性和光固化速度，原因是：HBP 的末端活性位點眾多，在相同光照下，產生的活性自由基數量遠高于線性聚合物；與線性聚合物相比，HBP 近球形結構使得分子間聯系更加緊湊，產生的活性自由基之間更容易反應。Xiang[52]等隨后又研究了HBP 不同支化度（0.74、0.79、0.82）和鏈長對光固化性能和柔韌性的影響，所得結果與Dzunuzovic[53]的研究結果相近，較高的HBP 官能度可顯著提升涂膜光固化速度，鏈長對涂膜柔韌性影響較大，而對固化速度無影響。

為降低線性UV 涂料的黏度，人們添加較多活性稀釋劑，但導致涂膜熱穩定性和硬度不高，局限了UV 涂料的使用。Wu[28]利用HBP 控制交聯密度提升熱穩定性和硬度，以烯丙基封端的HBP 聚碳硅烷和硫醇硅樹脂制備了一系列無溶劑UV 固化涂料。當硫醇和烯丙基的質量比為1.4∶1 時，經硫醇硅樹脂改性后，鉛筆硬度由B 提升至8H。通過TGA 測得涂層在N2氣氛下800℃質量殘留高于50%（質量分數），損失5%時的溫度由236 ℃增加到371 ℃。UV 固化30 s 后，交聯度可達99%。Yan 等[54]在涂膜中添加剛性苯環、腰果酚和HCCP 改性HBP，也制備出高硬度UV 固化材料。綜上所述，若想增加涂膜硬度和熱穩定性，可從涂膜交聯密度入手，交聯密度的增加帶來涂膜硬度和熱穩定性增加；也可利用有機硅等耐熱無機材料改性，提升熱穩定性，聚集在涂層表面的硅原子又能增加涂膜硬度；還可加入剛性分子或增加氫鍵數量，從而增加涂膜玻璃化轉變溫度，提升熱穩定性。

線性聚合物交聯度過低，使涂膜吸水率過高，導致其在實際發展應用中受到很大限制，HBP 涂膜能很好地解決這一問題。Wei 等[55]使用蓖麻油基HPUA作為低聚物，將四硫醇單體（PETMP）引入涂料體系，甲基丙烯酸甲酯作為稀釋劑，經“點擊”反應制得UV 固化的HBP 涂料。Wei 等系統地研究了PETMP的加入對涂膜的影響，添加5%PETMP 的涂膜在水中吸水率降至0.76%，用10%HCl、10%HF 和10%NaOH浸泡后，質量損失分別為1.58%、4.37%、2.17%，斷裂伸長率增加了356%。利用雙鍵與硫醇的“點擊”效應，增加了涂膜體系的交聯度，驗證了隨著交聯助劑PETMP 添加量不斷增多，涂膜硫醚鍵增多，交聯密度不斷增大，自由游離鏈段減少，使得吸水率顯著降低。

2.2 高固體分涂料

隨著環保戰略的提出，高固體分涂料（HSC）的市場前景也越來越廣闊。HSC 涂料屬于無溶劑涂料的一種，涂料使用中極少或不產生VOC，但HSC 本身黏度太大，導致施工過程中流平性差[48,56]。利用HBP制得的HSC 涂料，在保持高固體份含量的同時，仍具有較低的黏度；在具有較高相對分子質量的同時，較多的官能團又增加了涂膜的干燥速度。故HBP 在HSC涂料中擁有廣闊的應用前景和無可比擬的優勢[48,57]。

Johansson[57]從分子設計角度闡述了 HBP-HSC的理念。王勇等人[58]合成了黏度低于線性聚合物的HBP 涂料，但依舊需要較多溶劑來降低黏度。Murillo[59-60]為減少溶劑的使用，降低VOC 排放，首先合成了HBP 醇酸樹脂，后加入羥基硅油進行改性，與線性醇酸樹脂相比，0.11 s–1剪切速率下，黏度由1.48 Pa·s 降至0.015 Pa·s，遠低于一般HSC 的黏度（5～17 Pa·s）。降低黏度的原理是，因線性分子間極易纏結，導致聚合物黏度過大，而HBP 三維空間位阻作用使得分子間由鏈狀變為非纏結球狀，黏度隨著分子間纏結的減少而降低。根據這一特性，可利用非常少的溶劑制得高固低黏涂料。HBP 還可作為添加劑加入環氧樹脂中。錢佳怡等[61]以三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸)酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯為原料，經巰基-點擊化學反應一鍋合成了端巰基超支化聚硫醚。隨后將產物加入商業環氧樹脂（EA）中，發現復合膜的綜合性能高于純EA 涂層，添加2%的HBP 有效改善了EA 的附著力、抗沖擊性和固化收縮率。

Behzad[62]系統地研究了HBP 合成代數和流變的關系，利用三羥甲基丙烷（TMP）與二羥甲基丙酸（DMPA）進行反應，得到不同羥基數量的HBP，然后與IPDI 和丙烯酸反應，得到光固化高固含涂料。動態熱力學分析（DMTA）表明，HBP 分子質量越大，羥基含量越多，樣品交聯網絡越不均勻。建模分析其原因為，末端羥基的反應活性遠高于鏈段中的羥基，HBP 流體力學半徑遠小于線性聚合物，即HBP 分子形狀越接近球形，涂料黏度越低，但球形分子外圍官能團較多，過多的羥基官能團形成氫鍵，反而引起黏度升高。除了分子空間構型外，側鏈的長短和極性對涂料黏度也有影響。Naik[63]利用雙季戊四醇和DMPA反應制得多羥基內核，以亞麻油脂肪酸（LOFA）作為側鏈，成功制備出HBP（如圖6 所示），發現黏度的增加可歸因于側鏈長度的減小和極性氫鍵的增多。較長的側鏈使得分子間側鏈相互纏繞，極性較強的側鏈增加了分子間范德華力，這些都會導致涂料黏度增加。與市售醇酸樹脂相比，經HBP 改性涂料具有更低的黏度。

圖6 Naik 等人合成HBP 路線[63]Fig.6 Naik’s synthetic routes to HBP[63]

目前而言，相比傳統涂料，HBP 涂料價格較高，單純將HBP 涂料大規模應用，經濟性不強，但可作為添加劑改善無溶劑涂料黏度。Jovi?i? 等人[64]將超支化醇酸聚酯與線性醇酸聚酯互摻，得到了性能較好的高固低黏涂料。

2.3 有機—無機雜化涂料

有機-無機雜化材料發展迅速，利用無機納米粒子和有機材料的納米協同作用，可增加涂膜一些獨有的功能[65]。就目前而言，納米粒子在涂料應用中的最大問題是分散性不強，但HBP 的近球形結構具有分散納米粒子的作用，與線性聚合物相比，能夠更好地分散、穩定納米粒子。對HBP 涂料末端官能團改性，可獲得分散性良好、綜合性能優異的雜化涂膜[29,66-67]。

改善HBP 涂膜的防腐性能方面，Ghosh[68-69]和Li[70]等人認為，在涂料中添加二維粉體可以有效阻止液體接觸基材表面[71-72]。Ghosh 等人[68]用聚己內酯二醇（PCL）、羥基硅油改性HBP，又用正硅酸乙酯（TEOS）改性過的氧化石墨烯（RGO）、聚苯乙烯進一步增強其防腐性。與改性前相比，涂膜表面微孔尺寸減小，5%質量損失的熱穩定性增加47 ℃，電化學腐蝕速率從3.7×10–5mm/a 減小到3.8×10–7mm/a，緩蝕效率降低99%，證實了添加RGO 改性后涂膜防腐蝕性能明顯提高。Ghosh 等人還探究了二維材料防腐機理，如圖7 所示。當前所有涂料或多或少都會存在針孔問題，加入有機硅后，利用有機硅的低表面能特性，涂膜可以自然流平，減小了涂層中氣泡含量和大小，明顯降低了涂膜針孔數量和直徑。納米片狀粉體在涂膜中形成分散均勻的“迷宮”結構，腐蝕介質必須通過“迷宮”路徑前進才能到達基材表面，從而引發腐蝕反應。由于“迷宮”結構的阻擋效應，顯著抑制了基材（鐵）表面的陽極反應。納米粉體-HBP的相互作用也減少了納米復合材料中微觀孔的形成，因為納米雜化物與HBP 的強粘結效應，片狀粉體將空隙切斷，使得腐蝕離子由原本的縱向滲透改為橫向滲透，極大地延緩了腐蝕速率。

圖7 Tuhin Ghosh 等提出的納米復合涂層防腐機理[68]Fig.7 Tuhin Ghosh reported anti-corrosion mechanism for nanocomposite coatings[68]

雖然無機物的添加可大大拓寬涂料的應用范圍，但無機粒子的團聚使得涂膜表面粗糙，甚至涂膜性能還不如改性前?？蒲腥藛T發現，利用HBP 對粉體進行改性，可減少粒子的團聚[73]。Moradi 團隊[74]為了解決這一難題，利用超支化聚合物Hubrane H1500 作為RGO 改性劑，再將其與環氧涂料共混，得到了功能化改性、分散性良好、無團聚的HB/RGO 環氧涂料。改性后，RGO 間距由改性前的1.1058 nm 增加到1.3763 nm，經機械攪拌和超聲剝離制膜后，在未改性GO 涂膜斷面可以看到明顯真空孔，而改性后很難發現真空孔的存在，證實了HBP 改性粉體可減小涂

膜內部氣泡，增加交聯密度。HB/RGO 改性涂膜斷面存在大量裂紋線，經萬用機分析表明，HB/RGO 均勻分散在基質中，聚集數較少，應力集中點少，因此缺陷較少，與SEM 結果相一致。同樣，Ma 等[75]將超支化聚合物接枝在催化劑Fe3O4-Pd 表面，使其均勻分散在溶液中，提高催化效率。遺憾的是，Moradi[74]和Ma[75]二者均無法控制納米粒子表面的支化程度。Zhan 等[76]為了解決這個難題，利用硫醇-炔的“點擊”反應，將超支化末端接枝在納米TiO2上，與PU 共混后得到接枝度可控、分散性良好的改性涂料，如圖8所示。與普通HBP 直接修飾相比，利用“點擊”反應得到的改性納米粒子分散性更好，這可歸因于“點擊”反應增大了納米顆粒與涂料之間的相互作用。

圖8 硫醇-炔的“點擊”反應將聚合物接枝在TiO2 上[76]Fig.8 Thiol-yne click reaction between TiO2-SH and the hyperbranched monomers[76]

除了在納米粒子表面包覆外，還可以將納米粒子填充在HBP分子內部空隙中，利用分子間作用力提高粒子的分散性。Han等[77]為了提高Ag粒子在涂膜中的分散性，利用聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）和乙二胺（DEA）聚合，得到超支化內核，隨后通過DMPA 接枝制得WHBP，然后用IPDI、PPG2000 包覆Ag 粒子，系首次利用超支化聚合物的空腔將Ag包覆。XRD 表征顯示，聚合物中銀離子結晶峰變弱，證實了包覆成功。SEM 結果表明，改性后的銀離子均勻分散在涂膜中，較高的支化度可使體系保持較高的穩定性。靜置一段時間后，未觀察到分層，從而得到良好水分散性涂膜。

2.4 其他涂料

雖然HBP 廣泛應用于涂料體系當中，但對具有多種功能的功能性涂料研究較少。如在HBP 中引入親水基團制得水性涂料[78]，加入氟、硅原子獲得超疏水涂料[79]，與聚乳酸共混獲得可降解涂膜等。如何在適用基材的同時，又兼具多種功能性，將是未來超支化涂料領域研究的重點[12,48,57,73,78]。

改善水性涂料的耐腐蝕性，是近年來研究的重點。Patil[80]以蓖麻油和二羥甲基丙酸（DMPA）為原料制備多元醇，用不同種類氰酸酯（IPDI、MDI、TDI）改性制備了WHBP，其Ecorr值分別為–0.311、–0.374、–0.364 V，而空白對照為–0.477 V。將涂膜劃十字進行酸堿浸泡168 h 后，涂膜未見脫落現象，銹跡未擴散。這可歸因于以下2 個原因：具有高交聯度的支化結構在基材面板上形成了致密網絡，限制了腐蝕液體的滲透；水性HBP 涂料的流平性極好，涂膜固化后，通過SEM 未觀察到涂層中截留的氣泡和針孔，較好地隔離了基材和腐蝕液體。

大量氫鍵導致聚氨酯涂膜吸水率高，表面呈親水性，在HBP 官能團末端接枝氟、硅可顯著降低涂膜的表面張力，達到疏水效果。Xu 等人[81]為了改進PUA涂膜親水性，以IPDI 封端的N-甲基二乙醇胺為側鏈，在商用超支化羥基末端聚合，然后用全氟己基乙醇進行封端，最終在室溫下得到疏水性涂膜。XPS 能譜顯示，F 原子自發性地聚集在涂膜表面，有機氟的添加使得涂膜接觸角比改性前增加了18°。這可歸因于氟原子具有極高的表面活性，在成膜過程中不斷向表面遷移，進而形成疏水表面。聚集的氟離子屏蔽了聚氨酯內部形成的氫鍵，又降低了涂層的吸水率。隨著新型產業的發展，涂層也逐漸開始進入多元化應用層面。為了賦予涂層殺菌的功能性，Zhang 等[27]在納米Ag 粒子表面接枝HBP，分散在涂膜中，制得了抗菌涂層，利用Ag 離子的廣譜抗菌性抑制菌落的生長，對比下，抗菌涂層表面的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌減少50%。

3 結語

HBP 不但具有線性聚合物優異的特性，而且還克服了線性聚合物黏度過大的缺點。HBP 制備簡單，成本低廉，可根據不同需求改性，作為新興的發展學科有較強的工業化應用潛力。近年來，國內外科研工作者在HBP 合成和應用方面取得了較大的進展，單體品種和合成方式不斷出現，應用領域不斷擴大。

在涂料方面，HBP 涂料擁有低黏度、較好的流平性、較高的交聯密度、較多的末端官能團，從而廣泛適用于UV 固化涂料、高固體分涂料等。除此之外，HBP 還可作為涂料添加劑，改善涂料性能。通過對HBP 進行修飾改性，可得到廣泛適用于不同應用領域的產品。但就目前而言，將超支化聚合物應用在涂料領域還有一些問題需要解決：

1）HBP 性能有許多優點，但產物本身立體結構復雜，嚴重制約了其在生產應用中的進程，目前對其合成方法和精確的表征手段還需進一步提升。

2）目前純HBP 涂料研究并不多，市場上主要是將改性后的HBP 作為涂料添加劑。因此通過引入相關基團，對HBP 進行不同改性，再引入涂料體系中發揮其獨有功能，將是未來發展的關鍵。

3）HBP 在涂料領域中與粉體復配研究較少，能否與合適的粉體復配，增強涂膜某方面的性能，從而拓寬在涂料領域中的應用，在未來發展中至關重要。

4）HBP 在涂料領域中的應用多處于實驗階段，實際工業化生產有非常大的局限性，將其工業化、規?；⒋笈可a和應用還是科研工作者以后的工作重點。