[发明专利]一种具有星型拓扑结构的高分子超塑化剂及其制备工艺和应用

权利要求书

1.一种具有星型拓扑结构的高分子超塑化剂，其特征在于：所述超塑化剂包括第一核层、第二核层、聚合物臂三部分；

所述第一核层为支化聚乙烯亚胺、支化聚酰胺-胺、支化聚乙二醇胺中的一种；

所述第二核层为支化聚缩水甘油、支化聚环氧丙烷、支化聚环氧丁烷、支化聚3-甲基-3-氧杂环丁烷甲醇中的一种或多种；

所述聚合物臂为双官能度异氰酸酯封端的聚乙二醇单甲醚 ，与所述第二核层通过脲键或氨基甲酸酯键结合。

2.根据权利要求1所述的一种具有星型拓扑结构的高分子超塑化剂，其特征在于：所述双官能度异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、间苯二甲基异氰酸酯其中的一种。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种具有星型拓扑结构的高分子超塑化剂的制备工艺，其特征在于：包括大分子引发剂制备、引发聚合、终止聚合、端基修饰及产物纯化。

4.根据权利要求3所述的一种具有星型拓扑结构的高分子超塑化剂的其制备工艺，其特征在于：所述大分子引发剂制备包括第一核层大分子羟基化、羟基化大分子去质子化两个步骤；

（1）第一核层大分子羟基化：在惰性气体保护下，支化第一核层大分子溶于溶剂中并加热，再滴加入一定量缩水甘油单体，滴加完成后反应一段时间，随后将该体系冷却至室温，丙酮沉降，产物真空干燥；

（2）羟基化大分子去质子化：羟基化第一核层大分子充分溶解于溶剂中，在惰性气体保护下注入一定量路易斯碱溶液，35-45℃条件下进行去质子化，之后减压抽干大部分溶剂的粘稠液体继续去质子化一段时间，最后55-65℃下抽干溶剂得到泡沫状去质子化大分子引发剂。

5.根据权利要求4所述的一种具有星型拓扑结构的高分子超塑化剂的其制备工艺，其特征在于：

第一核层大分子羟基化过程中，第一核层大分子的分子量在1800~200000之间；所述溶剂为无水甲醇、无水乙醇、无水四氢呋喃中的一种或多种，使用该溶剂配成的聚合物溶液浓度范围为0.025 g/mL~0.5 g/mL；所述聚合物溶液的加热温度为40~65 ℃；所述缩水甘油单体加入量为与第一核层大分子所有活泼氢等物质的量，且其滴加速度为0.15 mL/min~0.6mL/min；

羟基化大分子去质子化过程中，所述溶剂为无水甲醇、无水乙醇、无水四氢呋喃中的一种或几种，所述路易斯碱溶液所用溶剂与羟基化大分子溶剂保持一致，且路易斯碱溶液浓度为3~5 mol/L；上述去质子化试剂可采用甲醇钾、甲醇钠、氢化钠、氢氧化铯中的一种或几种，其加入量为投入聚合物羟基摩尔当量的0.05~1。

6.根据权利要求4所述的一种具有星型拓扑结构的高分子超塑化剂的其制备工艺，其特征在于：上述引发聚合过程可分为大分子引发剂二次溶解、缩水甘油单体加入两个步骤；将得到的泡沫状大分子引发剂在一定温度下加入特定高沸点极性非质子溶剂充分溶解，随后温度升高至聚合温度，高速搅拌下向体系内缓慢滴加第二核层单体，滴加完成后聚合反应6小时以上。

7.根据权利要求3所述的一种具有星型拓扑结构的高分子超塑化剂的其制备工艺，其特征在于：所述终止聚合过程可分为活性引发端基猝灭及质子交换两个步骤；具体为，向反应体系内加入一定体积无水甲醇猝灭反应，产物溶液以一定流速流过预先活化的强酸型阳离子交换树脂，除去端基金属离子，随后旋干溶剂，产物真空干燥得到聚胺-醚核壳结构超支化聚合物。

8.根据权利要求3所述的一种具有星型拓扑结构的高分子超塑化剂的其制备工艺，其特征在于：上述端基修饰过程可分为聚乙二醇单甲醚端基活化、聚氨酯反应及产物纯化三个步骤。

9.如权利要求1-2任一项所述的具有星型拓扑结构的高分子超塑化剂应用于制备全固态聚合物电解质。