本發明公開了一種采用表面接枝改性法制備水分散性炭黑的方法。在4-羥基-2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基(HTEMPO)或2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)存在下，經可控自由基聚合，制得帶有TEMPO端基的聚(N，N-二甲基丙烯酰胺)或帶有 HTEMPO端基的聚苯乙烯磺酸鈉。 這種帶 HTEMPO端基或 TEMPO端基的聚合物在較高溫度下，分解成聚合物自由基。 炭黑表面的未成對電子可以捕獲這種聚合物自由基，從而制得聚合物接枝的炭黑。 所得改性炭黑可以很好地分散在水中。 這種接枝改性炭黑可以在 PTC 材料，氣敏材料及油墨等領域得到應用。 本發明制備過程簡單，只需兩個步驟，用于炭黑對聚苯乙烯磺酸鈉自由基和聚(N，N-二甲基丙烯酰胺)自由基的捕獲;制得聚合物改性的具有水分散性的炭黑。