[發明專利]一種兩親聚合物及其制備方法和用途

無效

• 申請號: 200710052016.7
• 申請日: 2007-04-28
• 公開（公告）號: CN101050258A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 洪昕林;胡志標;張高勇;王永強
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C08F257/02
• 分類號: C08F257/02;C08F265/06;C08F8/12;C08F4/04;C08F4/28;C08F2/38;C09D5/02;A01N25/02
• 代理公司: 武漢天力專利事務所
• 代理人: 程祥;馮衛平

技術領域

本發明涉及一種兩親聚合物的制備方法。

背景技術

環保法規的日趨嚴格，使得農藥、涂料等行業中的傳統有機溶劑劑型面臨嚴峻的挑戰，水性體系以其價格低廉與環境友好性在近幾年倍受青睞并成為研究開發的重點，在我國農藥及涂料工業中的份額也呈增長趨勢。水性體系采用水為分散介質，因此相對于傳統有機溶劑體系，其所用助劑均需要重新設計，而關鍵就是適宜分散劑的使用，而梳形接枝結構聚合物是目前最為有效的聚合物分散劑品種之一。

眾所周知，接枝聚合物是實現高分子材料功能化的重要手段之一。該類聚合物具有界面活性，因此對于聚合物合成或共混物是有效的相容劑，在塑料復合材料中也是有效的分散劑。由于它具有微觀相分離形態結構和表面濃縮功能，所以它可以集兩種完全相反的性能(如硬/軟、結晶/非結晶、極性/非極性、剛性/韌性、親水/疏水等)于一體。這些特性和功能使得梳形接枝聚合物在塑料、涂料、石油化工等領域獲得了廣泛應用。其制備方法主要有三種，大分子單體法、偶合法和活性中心法，近年來，大分子單體用于合成接枝聚合物的新方法，引人注目(舒文藝，秦懷德，用大分子單體開發功能性接枝共聚物，合成樹脂及塑料，1995，12，50-53)。

大分子單體是末端含可聚合基團的線性聚合物，通過大分子單體的共聚可以非常方便地獲得支鏈分子量均一的梳形共聚物，改變大分子單體的加入量能夠控制聚合物接枝密度，大分子單體還可以用于合成嵌段共聚物或高接枝密度的支化聚合物，因此大分子單體在合成結構規整共聚物方面占據非常重要的地位。大分子單體既是一種聚合物，同時又是具有作為單體可聚合的功能，一般地說，它們是主鏈末端帶有雙鍵(或羥基、羧基)等聚合性官能團的分子量為數千、至數萬的預聚物。大分子單體的合成一般包括：預聚物的制備和末端官能團的引入。制備預聚物可采用自由基鏈轉移聚合法和活性聚合法，如原子轉移自由基聚合(ATRP)、基團轉移聚合(GTP)等。而催化鏈轉移聚合(Catalytic?Chain?Transfer?Polymerization，?CCTP)采用高效鏈轉移催化劑(II價或III價鈷配合物)在溫和反應條件下一步制備得到末端帶雙鍵的甲基丙烯酸酯類大分子單體，大分子單體與普通單體共聚得到接枝聚合物，因此在近幾年得到了廣泛關注。

催化鏈轉移聚合方法對于單體具有一定的選擇性，不適用于單取代的烯鍵類單體，單體中含有羥基、羧基等親水性的活性官能團對反應所用到的催化劑有影響并進而影響到的催化鏈轉移反應的進行，因此催化鏈轉移反應合成比較容易得到的通常為疏水性大分子單體，多用于有機溶劑體系接枝聚合物分散劑合成。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種兩親聚合物及其制備方法和用途，得到的兩親聚合物可用作水性涂料或農藥水基制劑的高效分散劑，能夠顯著提高粒子分散穩定性。

本發明提供的技術方案是：一種兩親聚合物，該兩親聚合物為數均分子量在5000～50000的接枝共聚物，該接枝共聚物包含有聚合物主鏈以及鍵連于主鏈之上的包含有陰離子和非離子親水基團的聚合物側鏈，其中

(1)聚合物主鏈是疏水性的，并含有聚合的α-氫基不飽和烯鍵類單體以及占主鏈總重量5～20wt％的具有錨定官能團的聚合α-氫基不飽和烯鍵類單體；

(2)聚合物側鏈是親水性的大分子單體，通過聚合結合于主鏈之上，由聚合的α-甲基不飽和烯鍵類單體形成，并且含有占聚合物側鏈總重量30～60wt％的含羧基、羥基或縮水甘油酯基的親水基團的聚合α-甲基不飽和烯鍵類單體。

按照本發明，上述聚合物側鏈占兩親聚合物總重量的20～60wt％。

按照本發明，上述錨定官能團為羧基、羥基和/或氨基。

按照本發明，上述α-氫基不飽和烯鍵類單體為苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸縮水甘油酯或丙烯酸；α-甲基不飽和烯鍵類單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯或甲基丙烯酸N，N-二甲基胺乙酯。

上述兩親聚合物的結構示意如下：

其中，主鏈中R可以為縮水甘油酯基，二甲氨基乙酯基、二乙氨基乙酯基、β-羥乙酯基或羧基等，也可以是普通的烷基。針對所分散的對象的表面物理化學性質，可以作不同的修飾，側鏈則通過羧酸的中和來提供必要的水溶性。

上述兩親聚合物的制備方法包括以下步驟：