【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种共聚物及其制备方法与应用，特别涉及一种基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、碳纳米管(cnts)作为一种特殊的低维度材料，已经成为理想的填充材料，被广泛应用于高分子等基体材料中，大幅度提升产品的力学、电学、热学及光学等性能。然而，实现这一目标的前提条件是cnts在基体材料中的均匀分散。苯并咪唑作为一种含氮共轭材料，具有对cnts优异的吸附效果，但目前的研究主要集中在以聚苯并咪唑为主链的系列改性材料，昂贵的价格和苛刻的结构要求让这一类材料与生产应用难以匹配。
2、因此，如何提供一种分散性能良好、cnts储存稳定的分散剂，使cnts在基体材料中的均匀分散是本领域技术人员亟待解决的难题。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的第一目的为提供一种提高对碳纳米管分散稳定性的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂；本专利技术的第二目的是提供所述基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂的制备方法；本专利技术的第三目的为提供所述基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂在碳纳米管中的应用。
2、技术方案：本专利技术所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂，结构式为：
3、
4、其中，x＝1～3，y＝1～3，z＝2～7。
5、所述共聚物支链上的苯并咪唑基团能通过π-π电子效应，并与苯环、吡咯烷酮环和酰胺等取代基结合，在碳纳米管表面形成锚固作用；同时苯环和苯并咪唑的刚性结构以及共聚物的无规线团结构，又能很
6、所述共聚物超分散剂的原料按重量份包括苯乙烯10～32份、甲基丙烯酸7～22份、乙烯基吡咯烷酮25～75份、n-氨基苯并咪唑13～40份、引发剂4～15份、有机溶剂25～50份。
7、优选的，所述引发剂由过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈中的一种或两种组成。引发剂在受热情况下能够释放自由基，引起各原料之间发生自由基共聚反应。
8、优选的，所述有机溶剂为甲基吡咯烷酮。
9、本专利技术所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂的制备方法，包括以下步骤：
10、(1)将苯乙烯、甲基丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮加入有机溶剂中形成混合溶液1；
11、(2)将引发剂加入有机溶剂中形成混合溶液2；
12、(3)将混合溶液2和混合溶液1同时滴加进行聚合反应，反应温度为90～140℃，反应时间为6～10小时；
13、(4)将上述步骤(3)中温度降到50～80℃，并缓慢加入n-氨基苯并咪唑，反应24～72小时，反应完成后，冷却并装料。
14、优选的，步骤(1)或(2)中，所述形成混合溶液采用搅拌使溶液混合均匀，搅拌速率为300-600r/min，搅拌时间为20～40min。
15、优选的，步骤(3)中，所述滴加的时间为2～4小时。
16、优选的，步骤(4)中，加入n-氨基苯并咪唑的时间为25～40min。
17、本专利技术所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物在碳纳米管中的应用。
18、优选的，所述在碳纳米管中的应用为：在制备碳纳米管色浆中的应用。
19、所述应用方法为：将基于苯并咪唑丙烯酸共聚物超分散剂和碳纳米管加入甲基吡咯烷酮溶剂，分散，研磨，即得碳纳米管色浆产品。
20、优选的，所述基于苯并咪唑丙烯酸共聚物超分散剂、碳纳米管与甲基吡咯烷酮溶剂的质量比为1～3：1～2：95～98。
21、专利技术机理：本专利技术通过将苯并咪唑作为改性原料，将其接枝到由苯乙烯、甲基丙烯酸酯和乙烯基吡咯烷酮组成共聚物，共聚物支链上的苯并咪唑基团能通过π-π电子效应，并与苯环、吡咯烷酮环和酰胺等取代基结合，在碳纳米管表面形成锚固作用；同时苯环和苯并咪唑的刚性结构以及共聚物的无规线团结构，又能很好地在碳纳米颗粒之间构建足够的空间位阻，实现碳纳米管在色浆中的稳定性。
22、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：(1)基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂通过π-π电子效应在碳纳米管表面形成锚固作用，同时通过共聚物的无规线团结构在碳纳米管颗粒之间形成足够的空间位阻，实现了碳纳米管良好的分散性和稳定性；(2)该共聚物的制备方法简单，易于工业化；(3)该共聚物超分散剂应用于碳纳米管的分散，所得cnts色浆细度均匀，储存稳定性好。
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1.一种基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂，其特征在于，结构式为：
2.根据权利要求1所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂，其特征在于，所述共聚物超分散剂的原料按重量份包括苯乙烯10～32份、甲基丙烯酸7～22份、乙烯基吡咯烷酮25～75份、N-氨基苯并咪唑13～40份、引发剂4～15份、有机溶剂25～50份。
3.根据权利要求2所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂，所述引发剂由过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈中的一种或两种组成。
4.根据权利要求2所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂，所述有机溶剂为甲基吡咯烷酮。
5.一种权利要求1～4任一所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述滴加的时间为2～4小时。
7.一种权利要求1～4任一所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂在碳纳米管中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用方法为：将基于苯并咪唑丙烯酸共聚物超分散剂和碳纳米管加入甲基吡咯烷酮溶剂，分散，研磨，即得碳纳米管色浆产品。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用方法为：所述基于苯并咪唑丙烯酸共聚物超分散剂、碳纳米管与甲基吡咯烷酮溶剂的质量比为1～3：1～2：95～98。
...【技术特征摘要】
1.一种基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂，其特征在于，结构式为：
2.根据权利要求1所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂，其特征在于，所述共聚物超分散剂的原料按重量份包括苯乙烯10～32份、甲基丙烯酸7～22份、乙烯基吡咯烷酮25～75份、n-氨基苯并咪唑13～40份、引发剂4～15份、有机溶剂25～50份。
3.根据权利要求2所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂，所述引发剂由过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈中的一种或两种组成。
4.根据权利要求2所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂，所述有机溶剂为甲基吡咯烷酮。
5.一种权利要求1～4任一所述的基于苯并咪唑聚丙烯酸共聚物超分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈奠宇，朱静，韦良杰，徐士雯，徐先知，王毅，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：
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