CN103387379A - 一种适用于膨润土或含膨润土的建陶配方土的复合陶瓷稀释剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于膨润土或含膨润土的建陶配方土的复合陶瓷稀释剂及其使用方法，包括对无机、小分子有机减水剂以及表面活性剂和聚羧酸聚合物的选择，以及对以上各种物质添加量的优化，将上述原料按照一定的配比进行复合，并通过球磨将建陶土料以及复合陶瓷稀释剂混合均匀。本发明所制备的复合陶瓷稀释剂适合于单一膨润土泥浆，也适用于含有膨润土的建筑陶瓷配方土，可以使泥浆的含水量大幅度减少，满足陶瓷生产所需的流动性，节省喷雾干燥塔能耗，提高干粉输出产量；并具有通用性好、解凝范围宽、使用方便等优点，是理想的建筑陶瓷泥浆稀释材料。

Description

一种适用于膨润土或含膨润土的建陶配方土的复合陶瓷稀释剂及其使用方法

技术领域

本发明属于建筑陶瓷材料技术领域，具体涉及一种适用于膨润土或含膨润土的建陶配方土的复合陶瓷稀释剂及其使用方法。

背景技术

目前，建筑陶瓷工业中是经球磨后的泥浆，送入喷雾干燥塔得到粉料，再压制、成型、烧制。其中，喷雾干燥工艺耗能很大，据统计，入塔泥浆平均含水率约33-38%, 粉料产品离塔含水率约6-7%,其所需的能耗约占生产总能耗的60%。因此，希望进入喷雾干燥塔的泥浆含水率低，具有良好的流动性，且较好的触变性。陶瓷稀释剂可以通过静电斥力作用和空间位阻作用达到上述目的。

建筑陶瓷工业使用的是多种泥土配方，又称为陶瓷配方土，如高岭土、膨润土，伊利石类，镁质土等。其中膨润土是建筑陶瓷工业中常用的原料之一，其主要矿物是蒙脱石。由于蒙脱石的颗粒细、可塑性好，能有效改善泥料的塑性，提高干坯强度，降低烧成温度。但是蒙脱石其晶胞是具有三层结构的硅酸盐矿物，每个晶层是由而成硅氧四面体中夹着一层[AlO₂（OH）₄]八面体。四面体的顶端氧指向结构层的中央，与八面体公用，并将三层联结在一起，层间极易于侵入水分子或其他极性分子。申请人发现钠基膨润土需要加入近3倍的水量，才能使其流动，且粘度大，触变性差。而镁基、钙基膨润土的解胶性更差。在建筑陶瓷配方土中含有膨润土，其含水量均超过36%，导致生产中能耗增加。

   本发明旨在公布一种适合膨润土泥浆及其配方陶土的复合陶瓷稀释剂，以改善陶瓷泥浆的工艺性能，对提高建筑陶瓷的生产效率和节约能源具有重要的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、合成成本低、性能稳定的适用于膨润土或含膨润土的建陶配方土的复合陶瓷稀释剂及其使用方法。

    为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种适用于膨润土或含膨润土的建陶配方土的复合陶瓷稀释剂，其特征在于包括有以下按重量百分比的组分：

 无机减水剂30-90%

 小分子有机减水剂8-45%

    聚羧酸聚合物1-30%

 表面活性剂0.1-8%

其中：

 所述的无机减水剂是市售偏硅酸钠、水玻璃、碳酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠其中的一种或几种；

 所述的小分子有机减水剂是市售腐植酸钠、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙其中的一种或几种；

 所述表面活性剂是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、新型的螯合性表面活性剂中的一种或几种。

    所述阴离子表面活性剂是羧酸盐、磺酸盐、硫酸脂盐、磷酸脂盐。

    所述阴离子表面活性剂优选十二烷基磺酸盐、对甲苯磺酸钠。

    所述阳离子表面活性剂是季铵盐、吡啶盐。

    所述阳离子表面活性剂优选溴化十六基烷基吡啶，二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基苄基季铵盐、脂肪酰氨基三烷基季铵盐、十二烷基胍盐酸盐中的一种。

    所述非离子表面活性剂优选脂肪醇聚氧乙烯醚、三乙醇胺、吐温、司班中的一种；所述新型的螯合性表面活性剂优选N-酰基和 N-烷基ED3A钠盐中的一种。

    所述聚羧酸聚合物的制备方法为：将不饱和单体、引发剂、链转接剂、抗氧化剂加入到60℃水中进行聚合反应1小时，再加入无机盐淬灭剂终止反应得到聚羧酸共聚物；将所述的聚羧酸共聚物冷却到40℃，加入氢氧化钠调节反应体系的pH值为7~8，即得到聚羧酸聚合物，分子量为1000-7000。

    所述不饱和单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、马来酸酐、衣康酸中的一种或几种；所述的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、维生素C、氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化氢、异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁氟、偶氮二异庚腈中的一种，其用量为不饱和单体质量的0.1-5%；所述的链转移剂是亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、异丙醇、3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇中的一种，其用量为不饱和单体质量的2-300%；所述的抗氧化剂是亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、雕白块、硫酸亚铁、硫醇、酒石酸、四乙烯亚铵中的一种，其用量为不饱和单体质量的3-15%；所述无机盐淬灭剂是次亚磷酸钠或多聚磷酸钠，其用量为不饱和单体质量的0.1-2%。

上述复合陶瓷稀释剂的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：将无机减水剂、小分子有机减水剂、表面活性剂、聚羧酸聚合物按照配比进行混合制成复合陶瓷稀释剂；

第二步：配置单一膨润土或含膨润土的建筑陶瓷配方土泥浆；

第三步：按重量百分比将0.2-0.4%的复合陶瓷稀释剂添加到建筑陶瓷配方土泥浆中，并通过球磨将建筑陶瓷配方土泥浆与复合陶瓷稀释剂混合均匀即可。

所述单一膨润土或含膨润土的建筑陶瓷配方优选为：安福砂29%、奉新砂16.2%、分宜砂28%、广东膨润土9.8%、丰城白泥 7%、观音土3%、镁质土2%、吉安灰泥2%、高铝土3%；

所述单一膨润土或含膨润土的建筑陶瓷配方优选为：上富砂22%、三元砂17%、上游土4%、高安钠砂11.5%、太阳铝12.5%、灰埠铝土12.5%、石灰石2%、建平膨润土8.5%、进贤泥8%、广东黑泥2%。

本发明的创新之处在于该复合陶瓷稀释剂使用在单一膨润土或含膨润土的建筑陶瓷配方土中，可以使泥浆的含水量大幅度减少，提高球磨机的生产效率满，足陶瓷生产所需的流动性，节省喷雾干燥塔能耗，提高干粉输出产量，因此具有广阔的市场前景。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

将丙烯酸50Kg，马来酸酐50Kg,过硫酸钾1.8Kg，亚硫酸氢钠3.8 Kg，亚硫酸氢钾5.2Kg，加入70℃水中进行聚合反应1小时，然后加入0.6Kg次亚磷酸钠终止反应，然后降温至40℃并加入30wt%的氢氧化钠90Kg，得到丙烯酸-马来酸酐聚合物，分子量3000。将偏硅酸钠、腐植酸钠、丙烯酸-马来酸酐聚合物、对甲苯磺酸钠按质量配比75:15:9:1进行混合制成复合陶瓷稀释剂。将该复合陶瓷稀释剂按质量百分比0.3%添加入含膨润土较多的建筑陶瓷配方土中球磨，该建筑陶瓷配方如下：安福砂29%、奉新砂16.2%、分宜砂28%、广东膨润土9.8%、丰城白泥 7%、观音土3%、镁质土2%、吉安灰泥2%、高铝土3%，得到流速为50秒，含水率为32%的泥浆，筛余少于3%。

实施例2

将甲基丙烯酸50Kg，马来酸酐50Kg, 过硫酸钠2.2Kg，亚硫酸氢钾120 Kg，硫酸亚铁5 Kg，加入70℃水中进行聚合反应1小时，然后加入1Kg多聚磷酸钠终止反应，然后降温至40℃并加入30wt%的氢氧化钠100Kg，得到甲基丙烯酸-马来酸酐聚合物，分子量4000。将碳酸钠、木质素磺酸钠、甲基丙烯酸-马来酸酐聚合物、二甲基二烯丙基氯化铵按质量配比80:10:7:3进行混合制成复合陶瓷稀释剂。将该复合陶瓷稀释剂按质量百分比0.35%添加入含膨润土较多的建筑陶瓷配方土中球磨，该建筑陶瓷配方同实施例1，得到流速为48秒，含水率为32%的泥浆，筛余少于3%。

实施例3

将丙烯酸丁酯50Kg, 氧化苯甲酰2Kg，异丙醇4 Kg，四乙烯亚铵5 Kg，加入60℃水中进行聚合反应1小时，然后加入0.5Kg次亚磷酸钠终止反应，然后降温至40℃并加入30wt%的氢氧化钠80Kg，得到丙烯酸丁酯聚合物，分子量3500。将碳酸钠、木质素磺酸钠、丙烯酸丁酯聚合物、对甲苯磺酸钠按质量配比55:35:9:1进行混合制成复合陶瓷稀释剂。将该复合陶瓷稀释剂按质量百分比0.35%添加入含膨润土较多的建筑陶瓷配方土中球磨，该建筑陶瓷配方如下：上富砂22%、三元砂17%、上游土4%、高安钠砂11.5%、太阳铝12.5%、灰埠铝土12.5%、石灰石2%、建平膨润土8.5%、进贤泥8%、广东黑泥2%，得到流速为42秒，含水率为32%的泥浆，筛余少于3%。

实施例4

将丙烯酸丁酯50Kg，衣康酸50Kg, 叔丁基过氧化氢4.6Kg，3-疏基丙酸60Kg，亚硫酸氢钾6Kg，加入60℃水中进行聚合反应1小时，然后加入0.8Kg次亚磷酸钠终止反应，然后降温至40℃并加入30wt%的氢氧化钠80Kg，得到丙烯酸丁酯-衣康酸聚合物，分子量5000。将焦磷酸钠、木质素磺酸钙、丙烯酸丁酯-衣康酸聚合物、三乙醇胺按质量配比60:30:9:1进行混合制成复合陶瓷稀释剂。将该复合陶瓷稀释剂按质量百分比0.3%添加入含膨润土较多的建筑陶瓷配方土中球磨，该建陶配方同实施例3，得到流速为45秒，含水率为32%的泥浆，筛余少于3%。

Claims (10)

1.一种适用于膨润土或含膨润土的建陶配方土的复合陶瓷稀释剂，其特征在于包括有以下按重量百分比的组分：

无机减水剂30-90%

小分子有机减水剂8-45%

   聚羧酸聚合物1-30%

表面活性剂0.1-8%

其中：

所述的无机减水剂是市售偏硅酸钠、水玻璃、碳酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠其中的一种或几种；

所述的小分子有机减水剂是市售腐植酸钠、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙其中的一种或几种；

所述表面活性剂是阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、新型的螯合性表面活性剂中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的复合陶瓷稀释剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂是羧酸盐、磺酸盐、硫酸脂盐、磷酸脂盐。

3.根据权利要求2所述的复合陶瓷稀释剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂优选十二烷基磺酸盐、对甲苯磺酸钠。

4.根据权利要求1所述的复合陶瓷稀释剂，其特征在于：所述阳离子表面活性剂是季铵盐、吡啶盐。

5.根据权利要求4所述的复合陶瓷稀释剂，其特征在于：所述阳离子表面活性剂优选溴化十六基烷基吡啶，二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基苄基季铵盐、脂肪酰氨基三烷基季铵盐、十二烷基胍盐酸盐中的一种。

6.根据权利要求1所述的复合陶瓷稀释剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂优选脂肪醇聚氧乙烯醚、三乙醇胺、吐温、司班中的一种；所述新型的螯合性表面活性剂优选N-酰基和 N-烷基ED3A钠盐中的一种。

7.根据权利要求1所述的复合陶瓷稀释剂，其特征在于：所述聚羧酸聚合物的制备方法为：将不饱和单体、引发剂、链转接剂、抗氧化剂加入到60℃水中进行聚合反应1小时，再加入无机盐淬灭剂终止反应得到聚羧酸共聚物；将所述的聚羧酸共聚物冷却到40℃，加入氢氧化钠调节反应体系的pH值为7~8，即得到聚羧酸聚合物，分子量为1000-7000。

8.根据权利要求7所述的复合陶瓷稀释剂，其特征在于：所述不饱和单体是丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、马来酸酐、衣康酸中的一种或几种；所述的引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、维生素C、氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化氢、异丙苯过氧化氢、偶氮二异丁氟、偶氮二异庚腈中的一种，其用量为不饱和单体质量的0.1-5%；所述的链转移剂是亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、异丙醇、3-疏基丙酸、疏基乙酸、疏基乙醇中的一种，其用量为不饱和单体质量的2-300%；所述的抗氧化剂是亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、雕白块、硫酸亚铁、硫醇、酒石酸、四乙烯亚铵中的一种，其用量为不饱和单体质量的3-15%；所述无机盐淬灭剂是次亚磷酸钠或多聚磷酸钠，其用量为不饱和单体质量的0.1-2%。

9.根据权利要求1-8任一所述复合陶瓷稀释剂的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：将无机减水剂、小分子有机减水剂、表面活性剂、聚羧酸聚合物按照配比进行混合制成复合陶瓷稀释剂；

第二步：配置单一膨润土或含膨润土的建筑陶瓷配方土泥浆；

第三步：按重量百分比将0.2-0.4%的复合陶瓷稀释剂添加到建筑陶瓷配方土泥浆中，并通过球磨将建筑陶瓷配方土泥浆与复合陶瓷稀释剂混合均匀即可。

10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于：所述单一膨润土或含膨润土的建筑陶瓷配方优选为：安福砂29%、奉新砂16.2%、分宜砂28%、广东膨润土9.8%、丰城白泥 7%、观音土3%、镁质土2%、吉安灰泥2%、高铝土3%；

所述单一膨润土或含膨润土的建筑陶瓷配方优选为：上富砂22%、三元砂17%、上游土4%、高安钠砂11.5%、太阳铝12.5%、灰埠铝土12.5%、石灰石2%、建平膨润土8.5%、进贤泥8%、广东黑泥2%。