一种本体聚合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种本体聚合物及其制备方法与应用。该聚合物为阴非离子梳状聚合物，聚合物中的阴离子为空间位阻较大的阴离子基团，如磺酸基、硝基、膦酸基中的至少一种；所述的非离子基团为烷氧基。该阴非离子梳状聚合物的制备原料包括起始剂、以及环氧化合物，起始剂的制备单体包括：至少一种含有活性氢的第一单体、以及至少一种含有阴离子基团或含有易于接枝阴离子基团的活性位点的第二单体。本发明专利技术可制备得到不同性能的聚合物，且聚合物固含量高，在不吸潮的情况下，有效固含量接近100％，可以有效节约运输的费用。有效节约运输的费用。有效节约运输的费用。

【技术实现步骤摘要】
一种本体聚合物及其制备方法与应用
[0001]本申请要求以下在先申请的优先权：2019年12月26日向中国国家知识产权局提交的专利申请号为201911371109.5，专利技术名称为“一种本体聚合物及其制备方法与应用”的在先申请。所述在先申请的全文通过引用的方式结合于本申请中。


[0002]本专利技术属于聚合物领域，具体涉及一种本体聚合物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0003]对于主链为碳骨架，碳骨架上按照不同需求接枝不同性质官能团形成的梳状聚合物，是一类具有特殊性、能满足不同行业需求的用途广泛的产品。该类聚合物被广泛用做分散剂，因此对官能团的接枝疏密情况、分布以及聚合物分子量的大小等有较严格的要求。为得到所需结构的该类产品，此类聚合物的传统生产方式为采用具有不同功能的小单体，在溶剂中进行均相自由基聚合。但现有方法限制较多，如聚合物共聚小单体在溶剂中的溶解性、共聚活性、分子链设计的要求等限制了单体种类的选择，很难选择多样化的单体进行相应产品的开发。
[0004]现在较先进的自由基聚合方式为可控的ATRP和RAFT，可以通过可控聚合得到分子结构可高度被设计的产品，但该类反应对单体的选择性更高，且面临试剂成本高等难题，难以产业化。
[0005]由于该类聚合物应用广泛，实现产品的工业化生产、降低产品的成本已成为行业共同追逐的目标。而现有方法生产成本的控制已基本压至行业的极限，故降低运输和包装成本成为降低成本其中的一个方向，因此如何提升产品的有效固含量进一步降低运输和包装成本成为亟待解决的问题。<br/>[0006]现有的自由基聚合方式制备该类聚合物，因聚合物的分子量较高，粘度较大，其传质传热面临较大的困难，很难制备性能好同时有效固含量高的产品。
[0007]为解决该问题，采用均相聚合后脱溶剂的方法进行相应产品的生产，但该生产方式因涉及到溶剂的蒸发，以及后续固体的破碎问题，致使该生产方式制备高固含量的产品成本较高，只是在很小的应用范围内被采用，很难在工业化范围内被使用。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种阴非离子梳状聚合物，其中的阴离子为空间位阻较大的阴离子基团，如磺酸基、硝基、膦酸基等中的至少一种，优选为磺酸基；其中的非离子基团为烷氧基。
[0009]根据本专利技术的实施方案，所述阴非离子梳状聚合物的制备原料包括起始剂、以及环氧化合物，所述起始剂的制备单体包括：至少一种含有活性氢的第一单体、以及至少一种含有阴离子基团或含有易于接枝阴离子基团的活性位点的第二单体；
[0010]例如，所述活性氢可以为羟基、羧基、胺基等基团中的氢；
[0011]例如，所述阴离子基团具有如上文所述的含义。
[0012]根据本专利技术的实施方案，所述第一单体可以选自三聚氰胺、尿素、苯酚、水杨酸、苯磺酸和苯甲酸等中的至少一种；例如选自苯酚、水杨酸、苯磺酸和苯甲酸等中的至少一种；示例性为苯酚。
[0013]根据本专利技术的实施方案，所述第二单体可以选自胺基磺酸、对胺基苯磺酸和4-胺基萘-1-磺酸等中的至少一种；例如选自胺基磺酸、对胺基苯磺酸或4-胺基萘-1-磺酸；示例性为对胺基苯磺酸。
[0014]根据本专利技术示例性的方案，所述起始剂为胺基磺酸缩醛树脂，优选为胺基磺酸缩醛水溶性树脂。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述起始剂为重均分子量在400～40000g/mol范围内的混合物，例如500～35000g/mol，又如800～30000g/mol，示例性为1000～2000g/mol、2000～3000g/mol、3000～5000g/mol、5000～7000g/mol、7000～8000g/mol、8000～15000g/mol、15000～25000g/mol。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述环氧化合物为环氧烷烃，例如为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷中的至少一种，例如为环氧乙烷和/或环氧丙烷。
[0017]根据本专利技术的一种具体实施方式，所述起始剂可以具有如式(II-1)、式(II-2)或式(II-3)所示的结构：
[0018][0019]其中，A、B和D相同或不同，彼此独立地选自苯基、萘基或蒽醌基，优选为苯基或萘基；
[0020]X代表阴离子基团，例如为磺酸基、磷酸基或硝基，优选为磺酸基；
[0021]Q1、Q2、Q3相同或不同，彼此独立地选自-NH-、-NH2、-OH或-COOH，优选为-NH-、-NH2或-OH；
[0022]m和n相同或不同，彼此独立地选自大于0且不超过100的数，例如1～80的数、5～70的数，又如为10～50的数。
[0023]根据本专利技术的实施方案，所述起始剂为式(II-1)、式(II-2)和式(II-3)所示化合物中至少两种化合物的混合物。
[0024]根据本专利技术的实施方案，所述起始剂可以为式(II-1
’
)所示化合物：
[0025][0026]根据本专利技术的实施方案，所述起始剂可以为式(II-2
’
)所示化合物：
[0027][0028]根据本专利技术的实施方案，所述起始剂可以为式(II-3
’
)所示化合物：
[0029][0030]上述式(II-1
’
)、式(II-2
’
)、式(II-3
’
)中的m、n具有如上文所述的含义。
[0031]根据本专利技术的实施方案，所述起始剂可以为式(II-1
’
)、式(II-2
’
)和式(II-3
’
)所示化合物中至少两种化合物的混合物。
[0032]根据本专利技术的一个具体实施方式，所述阴非离子梳状聚合物可以具有如式(I-1)、式(I-2)或式(I-3)所示的结构：
[0033][0034][0035]其中，A、B和D相同或不同，彼此独立地选自苯基、萘基或蒽醌基，优选为苯基或萘基；
[0036]X代表阴离子基团，例如为磺酸基、磷酸基或硝基，优选为磺酸基；
[0037]Q1、Q2、Q3相同或不同，彼此独立地选自-NH-、-NH2、-OH或-COOH，优选为-NH-、-NH2或-OH；
[0038]式(I-1)、式(I-2)、式(I-3)中的Y相同或不同，Y选自H或甲基；
[0039]m和n相同或不同，彼此独立地选自大于0且不超过100的数，例如1～80的数、5～70的数，又如为10～50的数；
[0040]a、b、c、d和e相同或不同，彼此独立地选自0～100的数且不同时为0，例如为1～80的数、1.5～70的数，又如为2～20的数。
[0041]根据本专利技术的实施方案，所述阴非离子梳状聚合物可以为上述式(I-1)、式(I-2)和式(I-3)所示结构的化合物中的至少两种的混合物。
[0042]根据本专利技术的实施方案，所述阴非离子梳状聚合物可以为式(I-1
’
)所示化合物；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阴非离子梳状聚合物，其特征在于，所述聚合物中的阴离子为空间位阻较大的阴离子基团，所述的非离子基团为烷氧基。2.根据权利要求1所述的阴非离子梳状聚合物，其特征在于，所述阴离子基团为磺酸基、硝基和膦酸基中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的阴非离子梳状聚合物，其特征在于，所述阴非离子梳状聚合物的制备原料包括起始剂、以及环氧化合物，所述起始剂的制备单体包括：至少一种含有活性氢的第一单体、以及至少一种含有所述阴离子基团或含有易于接枝阴离子基团的活性位点的第二单体；优选地，所述活性氢为羟基、羧基、胺基基团中的氢；优选地，所述环氧化合物为环氧烷烃，例如为环氧乙烷、环氧丙烷和环氧氯丙烷中的至少一种。4.根据权利要求1～3任一项所述的阴非离子梳状聚合物，其特征在于，所述第一单体选自三聚氰胺、尿素、苯酚、水杨酸、苯磺酸和苯甲酸中的至少一种；优选地，所述第二单体选自胺基磺酸、对胺基苯磺酸和4-胺基萘-1-磺酸中的至少一种；优选地，所述起始剂为胺基磺酸缩醛树脂。5.根据权利要求1～4任一项所述的阴非离子梳状聚合物，其特征在于，所述起始剂为重均分子量在400～40000g/mol范围内的混合物；优选地，所述起始剂具有如式(II-1)、式(II-2)或式(II-3)所示的结构：
其中，A、B和D相同或不同，彼此独立地选自苯基、萘基或蒽醌基；X代表所述阴离子基团；Q1、Q2、Q3相同或不同，彼此独立地选自-NH-、-NH2、-OH或-COOH；m和n相同或不同，彼此独立地选自大于0且不超过100的数。优选地，所述起始剂为式(II-1)、式(II-2)和式(II-3)所示化合物中至少两种化合物的混合物。6.根据权利要求1～5任一项所述的阴非离子梳状聚合物，其特征在于，所述阴非离子梳状聚合物具有如式(I-1)、式(I-2)或式(I-3)所示的结构：
其中，A、B和D相同或不同，彼此独立地选自苯基、萘基或蒽醌基；X代表所述阴离子基...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛峰，陈明亮，张晨辉，徐俊，李磊，李方，
申请(专利权)人：联泓江苏新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：