[发明专利]一种两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子聚合物领域，该聚合物是通过活性可控聚合方法制备得到的，可以作为流动控制剂、消泡剂、或底材润湿剂应用于涂料和油墨体系。

背景技术

两亲性聚合物是指在同一分子链中同时含有亲水链段和亲油链段的大分子化合物，是对水相和油相都具有亲和性的聚合物，克服了传统的均聚物只能在单一的水相或者油相中溶解的难题，拓宽了聚合物的应用范围。

表面或界面活性是两亲性聚合物的重要特征。因为两亲性聚合物的亲水链段和疏水链段在表面或界面能够自动取向，与液相相容的部分朝内，不相容的部分指向界面外，所以两亲性聚合物具有降低表面张力和界面张力的能力，是一种高分子表面活性剂。

自由基聚合是合成两亲性聚合物的主要方法。但由于传统的自由基聚合过程中易发生双分子偶合、链转移以及歧化终止等副反应，从而导致得到的聚合物的分子量和链段结构不可调控，分子量分布较宽，甚至还会出现支化或交联的现象，所以使用传统的自由基聚合方法只能得到两亲性无规共聚物，其亲水链段和亲油链段的位置和长度不能进行任意调整，从而降低了表面或者界面活性，限制了其应用。

活性可控自由基聚合是最近发展起来的一类自由基聚合方法，包括基团转移聚合(GTP)、氮氧稳定自由基聚合(NMP)、原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合。活性可控自由基聚合是将自由基活性种变成可逆的休眠种，大幅降低了自由基浓度，从而有效抑制了双基终止反应，最终将自由基聚合实现了活性化。通过活性可控自由基聚合的方法可以得到分子量可调控、分子量分布较窄的聚合物。并且得到的聚合物具有活性末端，能够再次引发第二单体的聚合，大大提高了所得到的共聚物的序列规整度以及应用性能，因此，活性可控自由基聚合是制备两亲性嵌段共聚物的重要方法。

两亲性嵌段共聚物能够对亲水链段和亲油链段进行精确的定位，且可调整各链段长度显示不同的亲水亲油值(HLB)以适用于不同的溶剂体系，从而是一种比较高效的高分子表面活性剂。当两亲性嵌段共聚物作为助剂使用于涂料和油墨体系时，其可以作为流动控制剂、消泡剂、底材润湿剂、分散剂等。丙烯酸酯类单体由于简单易得、功能宽广，是制备两亲性嵌段共聚物的最主要原料。作为表面活性助剂，聚丙烯酸酯类两亲性嵌段共聚物也是研究最集中、应用最广泛的一类两亲性嵌段共聚物。

利用各种不同的活性可控自由基聚合方法可以合成结构各异的聚丙烯酸酯类两亲性嵌段共聚物并具有相应的应用价值。US4656226、US5272201、US5859113采用GTP方法制备了AB性两亲性嵌段共聚物并将其作为分散剂使用；US7858694只报道了使用NMP方法来合成了一系列的AB型和ABA型嵌段共聚物，其中包括了一部分的两亲性嵌段共聚物，而CN02120124.2不仅使用NMP方法合成了AB型两亲性嵌段共聚物，并且涉及了将该共聚物作为分散剂应用于涂料、油墨等体系；CN99815291.9通过ATRP方法制备了AB型两亲性嵌段共聚物并同样考察了其对涂料、油墨等体系的分散能力；US7205368和US6596899等均为采用RAFT方法合成了AB型两亲性嵌段共聚物，但未涉及此类共聚物的应用。上述发明专利有些只阐述了两亲性聚合物的合成方法而未涉及应用方面，另外一些虽然在阐述合成方法的同时也报道了其应用能力，但只是作为分散剂使用，而未考察在其他表面活性助剂方面的应用，如：流动控制剂、消泡剂、底材润湿剂等。

发明内容

本发明涉及一种AB型两亲性嵌段共聚物及其制备方法和应用，该两亲性嵌段共聚物可通过活性可控自由基聚合制备，且该两亲性嵌段共聚物可作为流动控制剂、消泡剂和底材润湿剂应用于涂料和油墨体系。

本发明采用的技术方案如下：

一种两亲性嵌段共聚物，所述两亲性嵌段共聚物具有如下化学结构通式：

其中，嵌段A是疏水链段，由一种或一种以上非极性的烯键不饱和单体聚合而成；嵌段B是亲水链段，由一种极性的烯键不饱和单体聚合而成；x、y表示聚合度。

所述非极性的烯键不饱和单体为甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基、聚二甲基硅氧烷的单甲基丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。

所述极性的烯键不饱和单体为聚氧化乙烯和/或聚氧化丙烯的甲基丙烯酸酯、含羟基的甲基丙烯酸酯、含羧基的甲基丙烯酸酯、含磺酸基团的甲基丙烯酸酯、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杂环。