[發明專利]一種兩親性嵌段共聚物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201510974727.4
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN105418864A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 王志軍
• 申請（專利權）人: 海門埃夫科納化學有限公司;王志軍
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F220/06;C08F220/28;C08F220/34;C09D7/06;C09D7/12
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 胡紅芳

技術領域

本發明涉及高分子聚合物領域，該聚合物是通過活性可控聚合方法制備得到的，可以作為流動控制劑、消泡劑、或底材潤濕劑應用于涂料和油墨體系。

背景技術

兩親性聚合物是指在同一分子鏈中同時含有親水鏈段和親油鏈段的大分子化合物，是對水相和油相都具有親和性的聚合物，克服了傳統的均聚物只能在單一的水相或者油相中溶解的難題，拓寬了聚合物的應用范圍。

表面或界面活性是兩親性聚合物的重要特征。因為兩親性聚合物的親水鏈段和疏水鏈段在表面或界面能夠自動取向，與液相相容的部分朝內，不相容的部分指向界面外，所以兩親性聚合物具有降低表面張力和界面張力的能力，是一種高分子表面活性劑。

自由基聚合是合成兩親性聚合物的主要方法。但由于傳統的自由基聚合過程中易發生雙分子偶合、鏈轉移以及歧化終止等副反應，從而導致得到的聚合物的分子量和鏈段結構不可調控，分子量分布較寬，甚至還會出現支化或交聯的現象，所以使用傳統的自由基聚合方法只能得到兩親性無規共聚物，其親水鏈段和親油鏈段的位置和長度不能進行任意調整，從而降低了表面或者界面活性，限制了其應用。

活性可控自由基聚合是最近發展起來的一類自由基聚合方法，包括基團轉移聚合(GTP)、氮氧穩定自由基聚合(NMP)、原子轉移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-斷裂鏈轉移(RAFT)聚合。活性可控自由基聚合是將自由基活性種變成可逆的休眠種，大幅降低了自由基濃度，從而有效抑制了雙基終止反應，最終將自由基聚合實現了活性化。通過活性可控自由基聚合的方法可以得到分子量可調控、分子量分布較窄的聚合物。并且得到的聚合物具有活性末端，能夠再次引發第二單體的聚合，大大提高了所得到的共聚物的序列規整度以及應用性能，因此，活性可控自由基聚合是制備兩親性嵌段共聚物的重要方法。

兩親性嵌段共聚物能夠對親水鏈段和親油鏈段進行精確的定位，且可調整各鏈段長度顯示不同的親水親油值(HLB)以適用于不同的溶劑體系，從而是一種比較高效的高分子表面活性劑。當兩親性嵌段共聚物作為助劑使用于涂料和油墨體系時，其可以作為流動控制劑、消泡劑、底材潤濕劑、分散劑等。丙烯酸酯類單體由于簡單易得、功能寬廣，是制備兩親性嵌段共聚物的最主要原料。作為表面活性助劑，聚丙烯酸酯類兩親性嵌段共聚物也是研究最集中、應用最廣泛的一類兩親性嵌段共聚物。

利用各種不同的活性可控自由基聚合方法可以合成結構各異的聚丙烯酸酯類兩親性嵌段共聚物并具有相應的應用價值。US4656226、US5272201、US5859113采用GTP方法制備了AB性兩親性嵌段共聚物并將其作為分散劑使用；US7858694只報道了使用NMP方法來合成了一系列的AB型和ABA型嵌段共聚物，其中包括了一部分的兩親性嵌段共聚物，而CN02120124.2不僅使用NMP方法合成了AB型兩親性嵌段共聚物，并且涉及了將該共聚物作為分散劑應用于涂料、油墨等體系；CN99815291.9通過ATRP方法制備了AB型兩親性嵌段共聚物并同樣考察了其對涂料、油墨等體系的分散能力；US7205368和US6596899等均為采用RAFT方法合成了AB型兩親性嵌段共聚物，但未涉及此類共聚物的應用。上述發明專利有些只闡述了兩親性聚合物的合成方法而未涉及應用方面，另外一些雖然在闡述合成方法的同時也報道了其應用能力，但只是作為分散劑使用，而未考察在其他表面活性助劑方面的應用，如：流動控制劑、消泡劑、底材潤濕劑等。

發明內容

本發明涉及一種AB型兩親性嵌段共聚物及其制備方法和應用，該兩親性嵌段共聚物可通過活性可控自由基聚合制備，且該兩親性嵌段共聚物可作為流動控制劑、消泡劑和底材潤濕劑應用于涂料和油墨體系。

本發明采用的技術方案如下：

一種兩親性嵌段共聚物，所述兩親性嵌段共聚物具有如下化學結構通式：

其中，嵌段A是疏水鏈段，由一種或一種以上非極性的烯鍵不飽和單體聚合而成；嵌段B是親水鏈段，由一種極性的烯鍵不飽和單體聚合而成；x、y表示聚合度。

所述非極性的烯鍵不飽和單體為甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基、聚二甲基硅氧烷的單甲基丙烯酸酯中的一種或幾種的混合物。

所述極性的烯鍵不飽和單體為聚氧化乙烯和/或聚氧化丙烯的甲基丙烯酸酯、含羥基的甲基丙烯酸酯、含羧基的甲基丙烯酸酯、含磺酸基團的甲基丙烯酸酯、氨基烷基甲基丙烯酸酯、N,N-二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺或乙烯基含氮雜環。