【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料，特别是涉及一种支化分散剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，随着新能源行业的发展，碳纳米管、石墨烯、导电炭黑等碳材料得到大规模的应用。这类碳材料由于其特殊的粒子结构和表面形态，在不使用分散剂或使用传统的聚乙烯吡咯烷酮类分散剂时，制备出来的浆料会出现不能分散或者分散性差、浆料粘度高、储存时间短等问题，从而影响后续使用。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供一种支化分散剂，该分散剂具有优异的分散性能，可广泛用于碳材料的分散中，特别适用于正极浆料的分散，具有分散降粘好、浆料稳定性好等性能优点。
2、本专利技术提供了一种支化分散剂，包括内核和链状臂，所述内核为具有胺基的聚合物，所述链状臂包括具有烷基链段的链状臂，以及具有聚醚链段和/或羧基链段的链状臂，所述链状臂通过所述内核上的氨基与所述内核通过共价键连接。
3、在其中一些实施方案中，所述内核的数均分子量为500-10000，优选为600-10000；进一步的，所述内核的数均分子量为700-3000，更进一步的，所述内核的数均分子量为800-2000，例如为：800、2000。
4、在其中一些实施方案中，所述烷基链段具有如下式(i)所示结构片段：
5、
6、
7、式(i)中，z为4-24的整数，优选为12-18的整数，例如为12或18，更优选为18。
8、在其中一些实施方案中，所述具有聚醚链段的链状臂的数均分子量为
9、在其中一些实施方案中，所述聚醚链段具有如下式(ii)所示结构片段：
10、
11、式(ii)中，r1为h或者ch3，r2为c1-c8的烷基，y为8-70的整数，优选为35-46。
12、在其中一些实施方案中，所述羧基链段具有如下式(iii)所示结构片段：
13、
14、式(iii)中，r3为-ch2-、r4为h或者ch3；r3为h或者ch3，r4为c1-c8的烷基，x为8-70的整数，优选为35-46。
15、在其中一些实施方案中，所述具有羧基链段的链状臂的数均分子量为300-3000，优选为500～2000。
16、在其中一些实施方案中，所述共价键为酰胺键或c-n键。
17、在其中一些实施方案中，所述内核选自：聚乙烯亚胺；优选为支化聚乙烯亚胺，例如：lupasol系列聚乙烯亚胺、epomin系列聚乙烯亚胺，进一步优选：lupasol fg、lupasolpr8515。
18、在其中一些实施方案中，所述具有烷基链段的链状臂选自：丙烯酸烷基酯、脂肪酸甲酯和单官能度的脂肪族异氰酸酯中的一种或多种；优选的，所述烷基链段选自c4h9，c6h13，c8h17，c12h25，c16h33，c18h37，c20h41，c22h45，c24h49中一种或多种；更优选为硬脂酸甲酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸十二酯中的至少一种，例如为硬脂酸甲酯和/或丙烯酸十八酯。
19、在其中一些实施方案中，所述具有聚醚链段的链状臂选自：封端聚醚(甲基)丙烯酸酯或者通过马来酸酐与末端含有羟基或者胺基单官封端聚醚开环所得的中间体，优选的，所述聚醚链段选自：聚乙二醇单甲醚、聚丙二醇单甲醚、聚(环氧乙烷-环氧丙烷)单甲醚中的至少一种；优选为：聚乙二醇480单甲醚丙烯酸酯、聚乙二醇400单甲醚甲基丙烯酸酯、马来酸酐与genamin m41/2000的反应产物、马来酸酐与polyglykol b11/30的反应产物中的至少一种。
20、在其中一些实施方案中，所述具有羧基链段的链状臂选自：丙烯酸、通过马来酸酐与末端含有羟基或者胺基单官封端聚醚开环所得的中间体。
21、在其中一些实施方案中，所述具有烷基链段的链状臂的用量为所述支化分散剂总质量的1％-50％，优选为19％-50％。
22、在其中一些实施方案中，所述具有聚醚链段的链状臂的用量为所述支化分散剂总质量的1％-60％，优选为20％-60％，更优选为：40％-60％；例如：45％-60％。
23、在其中一些实施方案中，所述具有羧基链段的链状臂的用量为所述支化分散剂总质量的1％-60％，优选为1％-20％，例如：2％-11％。
24、另一方面，本专利技术还公开了上述的支化分散剂的制备方法，包括以下步骤：
25、链状臂混合：将具有聚醚链段和/或羧基链段的链状臂与具有烷基链段的链状臂原料在溶剂中混合，得到链状臂的混合物；
26、接枝：将内核加入所述链状臂的混合物中，反应，使所述链状臂通过所述内核上的氨基与所述内核通过共价键连接，即得。
27、在其中一些实施方案中，所述溶剂选自：水、醇类溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、芳烃类溶剂、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺中的至少一种；例如为n-甲基吡咯烷酮。
28、在其中一些实施方案中，所述溶剂的用量为所述链状臂总质量的1-10倍，优选为1-5倍，更优选为1-2倍。
29、在其中一些实施方案中，所述接枝步骤中，所述反应的温度为40-120℃，优选为：60-70℃。
30、在其中一些实施方案中，所述接枝步骤中，所述反应的时间为1-8小时，优选为：4-7小时，例如：6小时。
31、在其中一些实施方案中，所述链状臂混合步骤之前，还包括链状臂制备步骤，所述链状臂制备步骤为：将马来酸酐溶解在溶剂中，再加入末端含有羟基或者胺基单官封端聚醚，反应，得具有聚醚链段和羧基链段的链状臂原料。
32、在其中一些实施方案中，所述羟基或者胺基与所述马来酸酐的摩尔比为1:1。
33、在其中一些实施方案中，所述反应的温度为20-90℃，优选为20-40℃。
34、在其中一些实施方案中，所述反应的时间为0.5-4小时，优选为0.5-2小时，例如为1小时。
35、另一方面，本专利技术还公开了上述的支化分散剂在分散碳材料中的用途。
36、在其中一些实施方案中，所述碳材料选自：色素炭黑、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯和碳包覆材料中的至少一种。
37、另一方面，本专利技术还公开了一种碳材料分散液，包含：碳材料和上述的支化分散剂。
38、在其中一些实施方案中，所述碳材料选自：色素炭黑、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯和碳包覆材料中的至少一种。
39、在其中一些实施方案中，所述碳材料分散液包括磷酸铁锂、导电炭黑、pvdf和所述支化分散剂。
40、例如，所述碳材料分散液中包括59.43wt％的磷酸铁锂、0.427wt％的导电炭黑、1.098wt％的pvdf和0.0488wt％的所述支化分散剂。
41、符号表示该片段与其他基团相连接的位点。
42、上述“超支化聚乙烯亚胺”(hyperbranched polyeth本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种支化分散剂，其特征在于：包括内核和链状臂，所述内核为具有胺基的聚合物，所述链状臂包括具有烷基链段的链状臂，以及具有聚醚链段和/或羧基链段的链状臂，所述链状臂通过所述内核上的氨基与所述内核共价键连接。
2.如权利要求1所述的支化分散剂，其特征在于，符合以下条件中的1个或多个：
3.如权利要求2所述的支化分散剂，其特征在于，符合以下条件中的1个或多个：
4.如权利要求3所述的支化分散剂，其特征在于，符合以下条件中的1个或多个：
5.权利要求1-4任一项所述的支化分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的支化分散剂的制备方法，其特征在于，符合以下条件中的1种或多种：
7.如权利要求5所述的支化分散剂的制备方法，其特征在于，所述链状臂混合步骤之前，还包括链状臂制备步骤，所述链状臂制备步骤为：将马来酸酐溶解在溶剂中，再加入末端含有羟基或者胺基单官封端聚醚，反应，得具有聚醚链段和羧基链段的链状臂原料；
8.权利要求1-4任一项所述的支化分散剂在分散碳材料中的用途。
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