本發(fā)明屬于分散劑，具體涉及一種支化聚合物及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
1、目前石墨烯在鋰離子電池領(lǐng)域的主要用途是利用石墨烯特殊的二維柔性結(jié)構(gòu)及高的離子和電子導(dǎo)電能力與各種活性材料復(fù)合以提高其循環(huán)特性和大電流放電特性。石墨烯是新型碳納米材料，具有遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)材料的比表面積，其載流子遷移率達(dá)1.5×104cm2/(v·s)，是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦材料的2倍，能有效地減小鋰離子的遷移路徑，提高電池的倍率性能。材料納米化有助于提高材料的高功率放電特性，但石墨烯復(fù)合材料在應(yīng)用中極易相互團(tuán)聚，堆積密度較低并難以分散，這會(huì)使電池的體積能量密度降低和極片涂覆工藝難度加大。
2、穩(wěn)定、良好的分散效果是石墨烯導(dǎo)電漿料應(yīng)用在電極中作為導(dǎo)電劑并形成高效導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的前提。石墨烯的分散方法大致可分為物理分散法、共價(jià)鍵修飾分散法以及非共價(jià)鍵修飾分散法。
3、物理分散法指在溶劑中通過(guò)機(jī)械作用力破壞石墨烯之間的范德華力的作用，抑制片層之間的團(tuán)聚，獲得穩(wěn)定分散的石墨烯分散液。包括超聲分散、攪拌分散、球磨分散等手段。機(jī)械分散具有操作設(shè)備要求低、成本低廉的優(yōu)勢(shì)，但會(huì)對(duì)石墨烯的結(jié)構(gòu)造成一定的破壞。共價(jià)鍵修飾分散法是通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)使石墨烯與一些在溶液中具有良好分散效果的有機(jī)小分子、聚合物以及其他材料結(jié)合，對(duì)石墨烯的表面進(jìn)行改性，從而提高其在溶液中的分散能力。非共價(jià)鍵修飾分散法是利用π-π鍵、離子鍵、氫鍵及其它非共價(jià)鍵的作用，使石墨烯與疏水官能團(tuán)結(jié)合，改善石墨烯的分散穩(wěn)定性。該方法不需要與石墨烯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以在有效保持石墨烯的結(jié)構(gòu)完整性的同時(shí)提高其分散穩(wěn)定性，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
4、中國(guó)專利申請(qǐng)cn101773801a提出以生物分子分散碳納米管，其在不破壞碳納米管結(jié)構(gòu)的情況下可實(shí)現(xiàn)對(duì)cnts的分散，然而該類生物基分散劑生產(chǎn)工藝復(fù)雜，且不易得到，成本昂貴。中國(guó)專利申請(qǐng)cn106587013a設(shè)計(jì)出一種開(kāi)關(guān)型分散劑，其可在水溶液中分散cnts，但是該分散劑在使用過(guò)程中需通入氮?dú)?、空氣或加熱分解，使用方法?fù)雜，并且只可在水溶液中分散，應(yīng)用條件較局限。中國(guó)專利申請(qǐng)cn113248739a公開(kāi)了一種烯碳材料分散液及其應(yīng)用，該烯碳材料分散液包括：烯碳材料，分散劑，以及溶劑。該烯碳材料分散液可以用于烯碳復(fù)合芳綸纖維，成本低廉、綠色環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單、分散效果優(yōu)良，極大地有利于制備烯碳復(fù)合芳綸纖維，提升芳綸纖維的綜合性能，加快芳綸產(chǎn)業(yè)的升級(jí)革新。但該分散劑對(duì)石墨烯、碳納米管等分散效果有限，還有進(jìn)一步提升的空間；且該分散劑主要應(yīng)用于芳綸纖維復(fù)合材料的制備，其是否可適用于鋰離子電池，還有待商榷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種支化聚合物及其制備方法和用途，該支化聚合物對(duì)炭黑、碳納米管、石墨烯都具有良好的分散效果，可用于新能源電池中碳材料的分散。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種支化聚合物，由以下組成反應(yīng)得到：
4、(a)聚醚胺；
5、(b)均苯三甲醛；
6、(c)萘二胺。
7、所述支化聚合物的mn為3000-100000。
8、優(yōu)選的，所述(a)為單端伯氨基聚醚，其結(jié)構(gòu)式為r-(ch2ch2o)y(ch2chch3o)x-nh2；其中，x為0-100中的整數(shù)；y為0-100中的整數(shù)；x+y≥20，r為碳原子數(shù)為1-18的直鏈烷基。
9、優(yōu)選的，所述(a)為單端伯氨基聚醚，其結(jié)構(gòu)式為r-(ch2ch2o)y(ch2chch3o)x-nh2；其中，x為20-80中的整數(shù)；y為0-70中的整數(shù)；x+y≥20，r為碳原子數(shù)為1-18的直鏈烷基。
10、優(yōu)選的，所述萘二胺可以為1,4-萘二胺、1,8-萘二胺、1,5-萘二胺、2,3-萘二胺。
11、優(yōu)選的，所述(a)、(b)、(c)的摩爾比為6:3:2。
12、本發(fā)明還保護(hù)一種如上述支化聚合物的制備方法，包括以下原料：
13、將組分(a)、組分(b)加入燒瓶中，隨后加入有機(jī)溶劑，攪拌均勻后，然后加入組分(c)，超聲分散，進(jìn)行反應(yīng)，冷卻至室溫，即得所述支化聚合物。
14、在本發(fā)明中，通過(guò)高溫席夫堿反應(yīng)，由于聚醚胺中氨基的反應(yīng)速度比萘二胺中的氨基快，因此聚醚胺與均苯三甲醛先反應(yīng)，得到大單體，隨后大單體與萘二胺反應(yīng)，從而得到支化聚合物。
15、優(yōu)選的，所述有機(jī)溶液為n-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、n,n-二甲基乙酰胺中的一種或幾種。
16、優(yōu)選的，所述反應(yīng)的溫度為160-220℃，時(shí)間為10-20h。
17、在本發(fā)明中，所述反應(yīng)的溫度可以為160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃、220℃，所述反應(yīng)的時(shí)間可以為10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h。
18、優(yōu)選的，所述超聲分散的時(shí)間為10-20min。
19、本發(fā)明還保護(hù)一種如上所述的支化聚合物在分散炭黑、碳納米管、石墨烯中的應(yīng)用。
20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
21、(1)本發(fā)明提供的支化聚合物，以聚醚胺、均苯三甲醛或、萘二胺為原料，利用席夫堿反應(yīng)原理，一步法生成萘系支化聚合物，其含有豐富的芳香環(huán)、萘環(huán)、酰胺鍵結(jié)構(gòu)，由于苯環(huán)、萘環(huán)、酰胺鍵等對(duì)碳都有很好的親和力，可有效的使碳材料分散均勻，同時(shí)引入的聚醚鏈段可提供分散性和鋰離子的絡(luò)合能力，使該萘基支化聚合物非常適用于新能源電池中碳材料的分散。
22、(2)本發(fā)明提供的支化聚合物，制備方法簡(jiǎn)單，所用原料易得，適合工業(yè)生產(chǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。
1.一種支化聚合物，其特征在于，由以下組成反應(yīng)得到：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支化聚合物，其特征在于，所述支化聚合物的mn為3000-100000。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支化聚合物，其特征在于，所述(a)為單端伯氨基聚醚，其結(jié)構(gòu)式為r-(ch2ch2o)y(ch2chch3o)x-nh2；其中，x為0-100中的整數(shù)；y為0-100中的整數(shù)；x+y≥20，r為碳原子數(shù)為1-18的直鏈烷基。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支化聚合物，其特征在于，所述(a)為單端伯氨基聚醚，其結(jié)構(gòu)式為r-(ch2ch2o)y(ch2chch3o)x-nh2；其中，x為20-80中的整數(shù)；y為0-70中的整數(shù)；x+y≥20，r為碳原子數(shù)為1-18的直鏈烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支化聚合物，其特征在于，所述(a)、(b)、(c)的摩爾比為6:3:2。
6.一種如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述支化聚合物的制備方法，特征在于，包括以下原料：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶液為n-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、n,n-二甲基乙酰胺中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)的溫度為160-220℃，時(shí)間為10-20h。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述超聲分散的時(shí)間為10-20min。
10.一種如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的支化聚合物在分散炭黑、碳納米管、石墨烯中的應(yīng)用。