CN104291830A - 一种复合陶瓷分散剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合陶瓷分散剂及其制备方法，属于陶瓷添加剂制造领域。一种复合陶瓷分散剂，由以下原料按重量百分比组成：腐殖酸钠35～60％、聚丙烯酰胺1～10％、聚丙烯酸钠1～20％、过硫酸钾1～3％、余量为水所述复合陶瓷分散剂的制备方法包括配制混合溶液、微波辐射反应、研磨的过程。本发明制得的复合陶瓷分散剂具有通用性强，用量小、效果好的优点，使用后能使陶瓷泥浆和釉浆在含水量尽可能减少的情况下，又达到要求的流动性的。

Description

一种复合陶瓷分散剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷添加剂制造领域，具体涉及一种复合陶瓷分散剂及其制备方法。

背景技术

陶瓷浆料分散剂是陶瓷添加剂的一种，又称为解凝剂、解胶剂、反絮凝剂、分散剂、稀释剂。它的主要功能是提高系统的ξ电位(电动电位)从而改善浆料的流动性。使用后可以使泥浆的含水量尽可能减少，又达到要求的流动性，降低坯料的含水率，减少干燥能耗，提高工作效率，同时可减少陶瓷制品的空隙率，提高陶瓷产品的强度。另外，应用分散剂还可以在泥浆中颗粒间起到润滑助磨作用，提高球磨效率。因此，使用优良的分散剂，能促进陶瓷生产向高效益、高质量、低能耗的方向发展。

我国陶瓷行业常用的分散剂有无机盐类如偏硅酸钠(水玻璃)、三聚磷酸钠和六偏磷酸钠等；低级有机物类如硬脂酸钠、柠檬酸钠、磺酸盐和聚乙烯醇等。这些分散剂在陶瓷料浆中使用时存在用量较大，效果不明显等缺点。少数陶瓷企业采用有机分散剂与无机分散剂复合使用，虽然能起到了一定的效果，但开发的分散剂不具有通用性，不能适用于各种不同的粘土矿物原料，因而难以推广使用。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种复合陶瓷分散剂，本发明的陶瓷分散剂具有通用性强，用量小、效果好的优点，使用后能使陶瓷泥浆在含水量尽可能减少的情况下，又达到要求的流动性的。本发明还提供所述陶瓷分散剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种复合陶瓷分散剂，由以下原料按重量百分比组成：腐殖酸钠35～60％、聚丙烯酰胺1～10％、聚丙烯酸钠1～20％、过硫酸钾1.0～3.0％、余量为水。

优选地，所述复合陶瓷分散剂由以下原料按重量百分比组成：腐殖酸钠55％、聚丙烯酰胺8％、聚丙烯酸钠15％、过硫酸钾2％、余量为水。

制备上述复合陶瓷分散剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按以下重量百分比准备原料：聚丙烯酰胺1～10％、聚丙烯酸钠1～20％、腐殖酸钠35～60％、过硫酸钾1.0～3.0％、余量为水，在反应容器中先加入水，再加入其他原料，混合均匀，恒温放置30分钟，然后再加入NaOH中和至pH值为7，制得混合溶液；

(2)将所述混合溶液放入微波炉内，在微波频率为2450MHz，功率为200-500W的反应条件下，反应15-20分钟，制得腐殖酸钠-聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠共聚物；

(3)待所得共聚物冷却后放入研磨机进行研磨，得到粉料粒度小于325目的复合陶瓷分散剂。

其中，调节pH值所用的NaOH为固体粉末。

本发明所用的原料中，腐殖酸钠是多功能的高分子化合物，含有羟基，醌基，羧基等较多的活性基团，具有很大的内表面积，有较强的吸附，交换，络合，螯合能力。聚丙烯酰胺(PAM)为水溶性高分子聚合物，具有很强的吸水性，良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力。聚丙烯酸钠可以吸附在胶体表面，由于分子中含有大量的羧基，电离后带负电荷，增大了颗粒间的静电斥力，使颗粒更容易分散。这三种原料通过加入引发剂过硫酸钾在微波辐射下反应后，能够显著提高产品的分散能力。微波是一种频率在300MHz～300GHz的电磁波，穿透能力极强，是物质在电磁场中由介质损耗引起的内加热。这种“内加热”不仅速度快，而且没有温度梯度和热应力，没有滞后效应，能量的转换效率较高。本发明采用微波辐射，可以大大提高聚合反应的速度，缩短反应时间。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的分散剂加入陶瓷浆料中，可以使泥浆的含水量大幅度减少的同时，满足陶瓷生产所需的流动性。使用本发明的分散剂，所需添加量少，分散效果好，只需添加占浆料总量重量百分比为0.2％～0.4％的分散剂，就可使陶瓷浆料的含水率在30％以下时，仍然保持良好的流动性。

2、本发明的分散剂也适用于添加在釉料中，同样可以使釉料在水分含量低的情况下，有着良好的流动性，同时黏度适当，大大减少了缩釉等现象，提高了产品的质量。

3、本发明的分散剂通用性好，可适用于各种粘土矿物原料。

具体实施方式

本发明提供一种复合陶瓷分散剂及其制备方法，本发明的复合陶瓷分散剂由以下原料按重量百分比组成：腐殖酸钠35～60％、聚丙烯酰胺1～10％、聚丙烯酸钠1～20％、过硫酸钾1.0～3.0％、余量为水。可适用于各种粘土矿物原料制作陶瓷和釉料，通用性好，所需添加量少，分散效果好。下面通过具体实施例，对本发明作进一步详述。

实施例1

一种复合陶瓷分散剂，由以下原料按重量百分比组成：腐殖酸钠35％、聚丙烯酰胺10％、聚丙烯酸钠20％、过硫酸钾3.0％、水32％。

其制备方法包括以下步骤：

首先按以下重量百分比准备原料：腐殖酸钠35g、聚丙烯酰胺10g、聚丙烯酸钠20g、过硫酸钾3g、水32g，在反应容器中先加入32g水，再加入其他原料，混合均匀，恒温放置30分钟，然后再加入NaOH中和至pH值为7，制得混合溶液；然后将所述混合溶液放入微波炉内，在微波频率为2450MHz，功率为300W的反应条件下，反应20分钟，制得腐殖酸钠-聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠共聚物；待所得共聚物冷却后放入研磨机进行研磨，得到粉料粒度小于325目的复合陶瓷分散剂。

效果检测：

按表1-1所示的镁质瓷坯料配方(1#)配制坯料，取300g坯料和120g水放入搅拌机高速混合成初始浆料，准备10份上述初始浆料，按表1-2的加入量分别加入传统常用分散剂偏硅酸钠(水玻璃)和复合陶瓷分散剂，搅拌10min直至均匀，制得含水率约为28％的浆料，分别测量浆料的流动性(相对黏度/s)，测得结果如表1-2所示。通过对比泥浆浆料的流动性(相对黏度/s)来测定复合陶瓷分散剂的效果。

表1-1镁质瓷坯料配方(1#)

表1-2使用分散剂后浆料的流动性对比(相对黏度/s)

本实验中，不加入分散剂时，测得浆料的相对黏度为57/s，加入分散剂后其相对粘度有明显降低，其结果见表1-2，加入偏硅酸钠(水玻璃)0.35％或复合陶瓷分散剂0.30％均可以使镁质瓷坯料配方(1#)的浆料获得最佳的流动性，但是复合陶瓷分散剂的效果优于偏硅酸钠(水玻璃)。

实施例2

一种复合陶瓷分散剂，由以下原料按重量百分比组成：腐殖酸钠55％、聚丙烯酰胺10％、聚丙烯酸钠15％、过硫酸钾2％、水18％。

其制备方法包括以下步骤：

首先按以下重量百分比准备原料：腐殖酸钠55g、聚丙烯酰胺10g、聚丙烯酸钠15g、过硫酸钾2g、水18g，在反应容器中先加入水，再加入其他原料，混合均匀，恒温放置30分钟，然后再加入NaOH中和至pH值为7，制得混合溶液；然后将所述混合溶液放入微波炉内，在微波频率为2450MHz，功率为500W的反应条件下，反应15分钟，制得腐殖酸钠-聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠共聚物；待所得共聚物冷却后放入研磨机进行研磨，得到粉料粒度小于325目的复合陶瓷分散剂。

效果检测：

按表2-1所示的日用细(陶)瓷坯料配方(2#)配制坯料，取300g坯料和120g水放入搅拌机高速混合成初始浆料，准备10份上述初始浆料，按表2-2的加入量分别加入传统常用分散剂偏硅酸钠(水玻璃)和本实施例的复合陶瓷分散剂，搅拌10min直至均匀，制得含水率约为28％的浆料，分别测量浆料的流动性(相对黏度/s)，测得结果如表2-2所示。通过对比泥浆浆料的流动性(相对黏度/s)来测定复合陶瓷分散剂的效果。

表2-1日用细(陶)瓷坯料配方(2#)

表2-2使用分散剂后浆料的流动性对比(相对黏度/s)

本实验中，不加入分散剂时，测得浆料的相对黏度为73/s，加入分散剂后其相对粘度有明显降低，其结果见表1-2，加入偏硅酸钠(水玻璃)0.30％或复合陶瓷分散剂0.30％均可以使日用细(陶)瓷坯料配方(1#)浆料获得最佳的流动性，但是复合陶瓷分散剂的效果优于偏硅酸钠(水玻璃)。

实施例3

一种复合陶瓷分散剂，由以下原料按重量百分比组成：腐殖酸钠60％、聚丙烯酰胺8％、聚丙烯酸钠17％、过硫酸钾1％、水14％。

其制备方法包括以下步骤：

首先按以下重量百分比准备原料：腐殖酸钠60g、聚丙烯酰胺8g、聚丙烯酸钠17g、过硫酸钾1g、水14g，在反应容器中先加入水，再加入其他原料，混合均匀，恒温放置30分钟，然后再加入NaOH中和至pH值为7，制得混合溶液；然后将所述混合溶液放入微波炉内，在微波频率为2450MHz，功率为200W的反应条件下，反应15分钟，制得腐殖酸钠-聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠共聚物；待所得共聚物冷却后放入研磨机进行研磨，得到粉料粒度小于325目的复合陶瓷分散剂。

效果检测

按表3-1所示的日用炻瓷坯料配方(3#)配制坯料，取300g坯料和120g水放入搅拌机高速混合成初始浆料，准备10份上述初始浆料，按表3-2的加入量分别加入传统常用分散剂偏硅酸钠(水玻璃)和本实施例的复合陶瓷分散剂，搅拌10min直至均匀，制得含水率约为28％的浆料，分别测量浆料的流动性(相对黏度/s)，测得结果如表3-2所示。通过对比泥浆浆料的流动性(相对黏度/s)来测定复合陶瓷分散剂的效果。

表3-1日用炻瓷坯料配方(3#)

表3-2使用分散剂后浆料的流动性对比(相对黏度/s)

本实验中，不加入分散剂时，测得浆料的相对黏度为28/s，加入分散剂后，由表3-2可见，加入偏硅酸钠(水玻璃)0.25％或复合陶瓷分散剂0.20％均可以使日用炻瓷坯料配方(3#)浆料获得最佳的流动性，但是复合陶瓷分散剂的效果优于偏硅酸钠(水玻璃)。

实施例4

一种复合陶瓷分散剂，由以下原料按重量百分比组成：腐殖酸钠60％、聚丙烯酰胺1％、聚丙烯酸钠1％、过硫酸钾1％、水37％。

其制备方法包括以下步骤：

首先按以下重量百分比准备原料：腐殖酸钠60g、聚丙烯酰胺1g、聚丙烯酸钠1g、过硫酸钾1g、水37g，在反应容器中先加入水，再加入其他原料，混合均匀，恒温放置30分钟，然后再加入NaOH中和至pH值为7，制得混合溶液；然后将所述混合溶液放入微波炉内，在微波频率为2450MHz，功率为300W的反应条件下，反应15分钟，制得腐殖酸钠-聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠共聚物；待所得共聚物冷却后放入研磨机进行研磨，得到粉料粒度小于325目的复合陶瓷分散剂。

效果检测：

按表4-1所示的透明釉配方配制透明釉料，釉浆比重为1.68g/100ml，含水量为35％，准备10份上述透明釉的釉浆，按表4-2的加入量分别加入传统常用分散剂偏硅酸钠(水玻璃)和本实施例的复合陶瓷分散剂，搅拌10min直至均匀，分别测量釉浆的流动性(相对黏度/s)，测得结果如表4-2所示。通过对比釉浆的流动性(相对黏度/s)来测定复合陶瓷分散剂的效果。

表4-1透明釉配方

表4-2使用分散剂后透明釉浆的流动性对比(相对黏度/s)

本实验中，不加入分散剂时，测得浆料的相对黏度为32/s，加入分散剂后，由表4-2可见，加入偏硅酸钠(水玻璃)0.25％或复合陶瓷分散剂0.20％均可以使透明釉获得最佳的流动性，但是复合陶瓷分散剂的效果优于偏硅酸钠(水玻璃)。

综上所述，本发明的复合陶瓷分散剂可以用于各种不同的粘土矿物原料中，具有较广泛的通用性，在其加入量较小(占浆料总量0.2-0.35％)的情况下，能显著增加浆料流动性，且其分散性能总体高于目前常用的偏硅酸钠。

Claims (3)

1.一种复合陶瓷分散剂，其特征在于由以下原料按重量百分比组成：腐殖酸钠35～60％、聚丙烯酰胺1～10％、聚丙烯酸钠1～20％、过硫酸钾1.0～3.0％、余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种复合陶瓷分散剂，其特征在于由以下原料按重量百分比组成：腐殖酸钠55％、聚丙烯酰胺8％、聚丙烯酸钠15％、过硫酸钾2％、余量为水。

3.制作权利要求1或2所述的一种复合陶瓷分散剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按以下重量百分比准备原料：聚丙烯酰胺1～10％、聚丙烯酸钠1～20％、腐殖酸钠35～60％、过硫酸钾1.0～3.0％、余量为水，在反应容器中先加入水，再加入其他原料，混合均匀，恒温放置30分钟，然后再加入NaOH中和至pH值为7，制得混合溶液；

(2)将所述混合溶液放入微波炉内，在微波频率为2450MHz、功率为200-500W的反应条件下，反应15-20分钟，制得腐殖酸钠-聚丙烯酰胺-聚丙烯酸钠共聚物；

(3)待所得共聚物冷却后放入研磨机进行研磨，得到粉料粒度小于325目的复合陶瓷分散剂。