[发明专利]一种星形聚合物及其制备方法和应用、分散剂及分散方法

说明书

本发明提供一种星形聚合物及其制备方法和应用。所述星形聚合物的制备方法包括：提供具有多个支链的第一化合物；使所述第一化合物的至少四个支链上的活性基团至少与酰化剂a进行酰化反应，获得第二化合物a；使所述第一化合物的至少四个支链上的活性基团至少与酰化剂b进行酰化反应，获得第二化合物b；使所述第二化合物a作为引发剂，引发第二化合物b与包含烯基的化合物进行聚合反应，获得星形聚合物。本发明制备得到的星形聚合物相比于传统表面活性剂具有更为良好的分散性和稳定性，在导电炭黑制浆等领域具有良好的应用前景。本发明还提供一种包括上述星形聚合物的分散剂及采用上述星形聚合物的分散方法。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种星形聚合物及其制备方法和应用、分散剂及分散方法。

背景技术

炭黑属于无定型碳，是由石油等含碳物质经受热分解不完全燃烧得到的。炭黑主体为碳元素，掺杂有微量的氢、氧、硫、灰分和焦油，呈现纯黑色的细粉粒、粒径小、比表面积大，不易溶于水、酸、碱。

炭黑颗粒之间存在很强的聚集性，在炭黑的制备和使用过程中容易絮凝，炭黑絮凝易导致研磨机损坏、颜料分散不均匀，还会影响炭黑的黑度和遮盖力，甚至黏度增大而造成体系电阻增大。炭黑的这种特性主要与炭黑颗粒比表面积大而造成“润湿能”过高有关。因此，通常都会在炭黑的制备和使用过程中加入分散剂，以抑制上述情况的发生。一些传统的表面活性剂分子量较低，分散性能较差，或者稳定性较弱，不适用于分散炭黑等对分散性能要求较高的物质。此外，传统的线性分散剂的作用机理是通过改变体系中亲疏水基团比例，使三维空间上自由水含量增多，但长时间静置后，自由水将析出，析水率变大，炭黑颗粒可移动范围变大，聚沉现象严重。因此，寻找一种具有良好分散作用的分散剂对炭黑的应用具有重大意义。

基于此，本申请专利合成了多种高分子量的非线性的星形分散剂，以期在三维空间上，通过星形分散剂本身的空间位阻和分子量来增大颗粒与颗粒之间的静电斥力，从而使得体系中的炭黑颗粒可以稳定存在。

发明内容

为解决上述部分或全部问题，本发明提供以下技术方案。

本发明的目的之一在于提供一种星形聚合物的制备方法，包括：提供具有多个支链的第一化合物；使所述第一化合物的至少四个支链上的活性基团至少与酰化剂a进行酰化反应，获得第二化合物a；使所述第一化合物的至少四个支链上的活性基团至少与酰化剂b进行酰化反应，获得第二化合物b；使所述第二化合物a作为引发剂，引发第二化合物b与包含烯基的化合物进行聚合反应，获得星形聚合物。

在部分实施例中，所述第一化合物包括但不限于甘露糖、均苯四甲酸、葡萄糖、半乳糖、山梨糖和具有6～8个单元的环糊精中的一种或多种。

在部分实施例中，所述酰化剂包含a无双键酰化剂，所述无双键酰化剂包括但不限于氯乙酰氯、2-溴-2-甲基丙酰溴对氯苯甲酰氯和氯甲酸对氯苯酯中的一种或多种。

在部分实施例中，所述酰化剂b包括有双键酰化剂，所述有双键酰化剂包括烯丙基溴、丙烯酰氯、丙烯酰溴、甲基丙烯酸溴乙酯中的一种或多种。

在部分实施例中，所述包含烯基的化合物包括但不限于烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸乙酯、乙烯基苯基甲磺酸钠、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、乙酸乙烯酯、苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。

在部分实施例中，所述酰化反应中，所述第一化合物与所述酰化剂a、酰化剂b的质量比为1∶1～1∶23.6。

在部分实施例中，所述聚合反应中，所述第二化合物b与包含烯基的化合物的质量比为1∶2.2～1∶50.4。当聚合反应中第二化合物b的含量低于该范围时，体系中主要以包含烯基的化合物为主，造成体系稳定性差；当第二化合物b的含量高于该范围时，分子量分布范围过宽，体系中大大小小的聚合物分子将相互交联聚合，造成体系黏度过高。