CN104387567B - 一种陶瓷颜料色釉分散剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种陶瓷颜料色釉分散剂及其制备方法，该分散剂包括以下质量百分比的原料：含环酸酐10-25%、烷基脂肪单酸0-25%、烷基脂肪二酸0-20%、芳香族多元酸5-25%、芳香族多元胺0-20%、多元醇0-15%、异构醇10-40%、催化剂0.5-5%、溶剂10-30%；该分散剂对色釉的分散能力好、分散效果好，提高了颜料色釉的色泽和光亮度，降低了颜料色釉的用量及陶瓷的生产成本；该分散剂的制备方法生产效率高，产率高。

Description

一种陶瓷颜料色釉分散剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及化学制品技术领域，尤其涉及一种陶瓷颜料色釉分散剂及其制备方法。

背景技术

陶瓷颜料色釉分散剂是陶瓷制造中重要助剂之一，对陶瓷原料中的颜料色釉主要起到润湿分散的作用，可以提高颜料在陶瓷原料中的分布均匀性，提高颜料的利用率，提高颜料浆料悬浮稳定性，提高颜料浆料的流动度以及提高陶瓷成品的色泽光亮度和坚硬度等性能。

现有的陶瓷颜料色釉分散剂种类较多，比如氨基磺酸盐，木质素磺酸盐，三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚羧酸盐、丙烯酸/丙烯酰胺基/丙烷磺酸共聚物、低分子量丙烯酸/烯丙基磺酸钠、丙烯酸甲酯-丙烯酸氨聚合物等。现有的陶瓷颜料色釉分散剂，其不足之处是对颜料色釉的分散能力差，需要加入较多的量才有较好的流动度。加入分散剂分散后，颜料色釉分散体系储存稳定性不好，容易出现分层。另外，现有的陶瓷颜料色釉分散剂对颜料色釉分散效果较差，容易导致颜料色釉重新团聚，这会增加颜料色釉的粗糙度及降低颜料色釉色泽及光亮度，也会增加颜料色釉的用量及生产成本。

发明内容

本发明为克服上述缺陷而提供了一种陶瓷颜料色釉分散剂及其制备方法，该陶瓷颜料色釉分散剂对颜料色釉的分散能力好，只需加入少量即有很好的流动度。加入分散剂分散后，颜料色釉分散体系储存稳定性好，不会出现分层。该分散剂对颜料色釉分散效果好，颜料色釉不会重新团聚，提升了颜料色釉的细腻度，提高了颜料色釉的色泽和光亮度，降低了颜料色釉的用量及陶瓷的生产成本；该方法工艺简单，操作容易，生产效率高，产率高。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案。

一种陶瓷颜料色釉分散剂，包括以下质量百分比的原料：

含环酸酐10-25%

烷基脂肪单酸0-25%

烷基脂肪二酸0-20%

芳香族多元酸5-25%

芳香族多元胺0-20%

多元醇0-15%

异构醇10-40%

催化剂0.5-5%

溶剂10-30%。

本发明的聚酯陶瓷分散剂，其分子链上含有较多的支状基团可形成树叉状结构，并且含有对色釉较好亲和力锚定力的的基团，这样能对色釉有较好的润湿能力。另外，分子链上含有可以与不同溶剂体系有较好的相溶作用长链分子，能使色釉容易分散于浆液中，并防止色釉因长期静置出现分层或团聚。当色釉分散剂遇到聚酯陶瓷分散剂时，聚酯陶瓷分散剂因其强的亲和力，很快能吸附在色釉表面，同时锚定基团对色釉基有强的吸附力可有效锚定在色釉表面。当受到外力剪切，原本团聚的色釉被打散，而侧支链又对色釉具有较强的排斥力，最终会形成一个个原始粒度的色釉粒子被聚酯陶瓷分散剂包裹的状态，并均匀在溶剂或浆液体系中。

本发明的顏料色釉分散剂，特别是对油性色釉在陶瓷生产中的充分分散及浆料储存稳定起到较好的效果。加入少量的分散剂，即可充分润湿和分散色釉，明显提高浆料的流动度达到生产的需求，同时可长期储存保持浆料不分层，不出现色料结团变粗。

本发明的陶瓷分散剂不同于无机盐类等分散剂，而是一种对色釉具有较好相溶性同时也对陶瓷浆液具有良好相溶性的特殊结构材料。因此，它既可以对色釉，特别是油性相对较好的色釉有较好的润湿能力，容易将色釉以原始的颗粒大小均匀分散于陶瓷浆液中，并以悬浮的状态稳定分布。

本发明的顏料色釉分散剂，是一种中黄色或淡黄色的粘稠液体，与油性色釉和低极性溶剂较好的相溶性，特别适用于异构十二烷，异构十三烷等环保溶剂中，可任意比例混合。在陶瓷生产或分散色釉过程中添加本发明的顏料色釉分散剂，只需加入色釉用量的10-20%，只需进行简单的搅拌分散，就可达到色釉的原始粒度，陶瓷生产所需的流动度，并能有效防止因长期储存出现再次团聚等问题，大大提高了分散效率和生产成本，提高陶瓷的色泽和光亮度，并能有效防止因长期储存出现再次团聚等问题。

本发明对陶瓷色釉具有更好的润湿分散作用、更佳的储存稳定性防团聚效果，以及对不同的溶剂体系特别是低极性、中极性体系更佳的适用性。采用分步加入原料和分步升温进行的缩合聚合反应制备本发明的聚酯分散剂，提高了生产的安全性和产品稳定性，提高了产品的性能，所得的产物分子量大小分布比较均匀，转化率较高，功能结构得到充分的发挥作用，在分散色釉过程中，只需将聚酯分散剂加入溶剂或陶瓷浆液中简单搅拌，再加入色釉进行简单的搅拌分散研磨，就可使色釉得到充分的分散，可有效提高对色釉的分散效率，提高色釉的利用率，使陶瓷浆液具才更长时间的储存稳定性，也使陶瓷产物在加入同样量的色釉条件下具有更高的色泽和光亮度鲜艳度，提高产品的品质。

本发明的顏料色釉分散剂是一种含链段式锚定基的树叉状结构，采用长的脂肪链溶剂链段，可以在低极性或中极性溶剂中有较好的相溶能力，另外，长的脂肪链段作为树叉状结构的支链，对色釉具有较好的空间阻隔，当色釉粒子被分散后，由于支链的排斥，色釉粒子之间很难再发生团聚。树叉状结构的主链，对色釉有较好的亲和力，容易润湿并起锚定作用，由于是链段式分布的锚定结构，因此其锚定能力比一般分散剂的点式锚定能力更强，综合分散剂两个主要的基团优势，合成的顏料色釉分散剂可以有效地提高其在低极性、中极性溶剂体系的相溶能力和分散能力。

其中，所述含环酸酐为开环后还含环状结构的酸酐，所述含环酸酐为山梨醇酸酐、邻苯二酸酐和偏苯三酸酐中的一种或一种以上的混合物。

其中，所述烷基脂肪单酸为碳原子数为12~18个的直链脂肪一元酸，所述烷基脂肪单酸为月桂酸、肉豆寇酸、硬脂酸和油酸中的一种或一种以上的混合物。

其中，所述烷基脂肪二酸为碳原子数为9~36个的直链脂肪二元酸，所述烷基脂肪二酸为二聚酸、十二烷二酸、二十四烷酸、癸二酸和壬二酸中的一种或一种以上的混合物。

其中，所述芳香族多元酸为含有二环或三环的芳香族多羧基酸，所述芳香族多羧基酸为双羟萘酸、萘二酸和蒽二酸中的一种或一种以上的混合物。

其中，所述芳香族多元胺为至少含有两个胺基的芳香族化合物，所述芳香族多元胺为间苯二甲苯胺、间苯二胺和苯三胺中的一种或一种以上的混合物。

其中，所述多元醇为含有两个以上羟基的低分子醇，所述多元醇为季戊四醇、山梨醇、丙三醇和甘露醇中的一种或一种以上的混合物。

其中，所述异构醇为碳原子数为7~18个的异构脂肪一元醇，所述异构醇为异十三醇、异辛醇、异十六醇和异十八醇中的一种或一种以上的混合物。

其中，所述催化剂为氧化丁基锡和月桂酸二异丁基锡中的一种或两种的混合物，所述溶剂为二甲苯、异构十二烷和乙酸丁酯中的一种或一种以上的混合物。

一种陶瓷颜料色釉分散剂的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤A、称取配方量的物料，分别放置到不同的容器中；

步骤B、将含环酸酐、烷基脂肪二酸、芳香族多元酸、芳香族多元胺、多元醇和溶剂全部加入到反应釜中，边加边搅拌；

步骤C、通入适当的氮气，逐步加热到130~150℃，并保持130~150℃反应2-3小时，可进行酸酐开环反应或酰胺化反应；

步骤D、测试酸值达到120-250mgKOH/g不再变化后，冷却至60℃以下，确保步骤C的产物端基的羧基量固定；

步骤E、将异构醇、烷基脂肪单酸和催化剂加入到反应釜中，升温到170~190℃，并保持170~190℃反应3-5小时；

步骤F、测试酸值小于5mgKOH/g，酸值合格后，停止加热，冷却至室温，得到中黄色或淡黄色的粘稠状液体产物，即得成品。

在制备过程中采用两次性加料，分步升温的方式，可有效控制不同的反应程度并且避免高温下加料，提高生产安全程度。在130-150℃反应阶段，可进行酸酐开环反应或酰胺化反应，增加链段的链长，并且可根椐所需的分子结构或链长分子量通过调节材料比例得到。在170-190℃反应阶段，可进行酸与醇的反应，进一步增加链长，并可对反应基团进行封端。加入催化剂，可以有效提高反应速度，不同的催化剂用量可以影响分子链长短，影响产物的性能。溶剂可以对反应产物进行溶解，提高反应进度和产物的均匀度，另外还可作带水剂，促进反应物的产率。

本发明采用上述实施方法来制备陶瓷颜料色釉分散剂，通过合理的选择不同的材料品种以及不同材料之间的比例，以改变产物的分子量侧支链的结构分布，同时通过缩合聚合反应工艺的调控，控制分子量的大小及分子量分布，避免出现爆聚，提高原料的转化率以及确保最终产品的组成不偏离配方设计结构。使之在溶剂中有较好的相溶度，充分发挥其对色釉的润湿、分散、防团聚作用。

本发明的有益效果为：

本发明的一种陶瓷颜料色釉分散剂，包括以下质量百分比的原料：含环酸酐10-25%、烷基脂肪单酸0-25%、烷基脂肪二酸0-20%、芳香族多元酸5-25%、芳香族多元胺0-20%、多元醇0-15%、异构醇10-40%、催化剂0.5-5%、溶剂10-30%；该陶瓷颜料色釉分散剂对颜料色釉的分散能力好，只需加入少量即有很好的流动度。加入分散剂分散后，颜料色釉分散体系储存稳定性好，不会出现分层。该分散剂对颜料色釉分散效果好，颜料色釉不会重新团聚，提升了颜料色釉的细腻度，提高了颜料色釉的色泽和光亮度，降低了颜料色釉的用量及陶瓷的生产成本。

本发明的一种陶瓷颜料色釉分散剂的制备方法，包括以下加工步骤：步骤A、称取配方量的物料，分别放置到不同的容器中；步骤B、将含环酸酐、烷基脂肪二酸、芳香族多元酸、芳香族多元胺、多元醇和溶剂全部加入到反应釜中，边加边搅拌；步骤C、通入适当的氮气，逐步加热到130~150℃，并保持130~150℃反应2-3小时；步骤D、测试酸值达到目标值后，冷却至60℃以下；步骤E、将异构醇、烷基脂肪单酸和催化剂加入到反应釜中，升温到170~190℃，并保持170~190℃反应3-5小时；步骤F、测试酸值小于5mgKOH/g合格后，停止加热，冷却至室温，得到中黄色或淡黄色的粘稠状液体产物，即得成品；该方法工艺简单，操作容易，生产效率高，产率高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，这是本发明的较佳实施例。

实施例1。

本发明的一种陶瓷颜料色釉分散剂，包括以下质量百分比的原料：

偏苯三酸酐15%

硬脂酸10%

葵二酸10%

萘二酸15%

间苯二胺10%

季戊四醇10%

异十三醇15%

氧化丁基锡5%

乙酸丁酯10%。

一种陶瓷颜料色釉分散剂的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤A、称取配方量的物料，分别放置到不同的容器中；

步骤B、将偏苯三酸酐、葵二酸、萘二酸、间苯二胺、季戊四醇和乙酸丁酯全部加入到反应釜中，边加边搅拌；

步骤C、通入适当的氮气，逐步加热到130℃，并保持130℃反应2小时；

步骤D、测试酸值达到120mgKOH/g后，冷却至60℃以下；

步骤E、将异十三醇、硬脂酸和氧化丁基锡加入到反应釜中，升温到170℃，并保持170℃反应5小时；

步骤F、测试酸值小于5mgKOH/g合格后，停止加热，冷却至室温，得到中黄色或淡黄色的粘稠状液体产物，即得成品。

实施例2。

本发明的一种陶瓷颜料色釉分散剂，包括以下质量百分比的原料：

偏苯三酸酐20%

油酸5%

二聚酸5%

双羟萘酸10%

苯三胺10%

山梨醇15%

异十八醇25%

月桂酸二异丁基锡5%

乙酸丁酯15%。

一种陶瓷颜料色釉分散剂的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤A、称取配方量的物料，分别放置到不同的容器中；

步骤B、将偏苯三酸酐、二聚酸、双羟萘酸、苯三胺、山梨醇和乙酸丁酯全部加入到反应釜中，边加边搅拌；

步骤C、通入适当的氮气，逐步加热到130℃，并保持130℃反应3小时；

步骤D、测试酸值达到150mgKOH/g后，冷却至60℃以下；

步骤E、将异十八醇、油酸和月桂酸二异丁基锡加入到反应釜中，升温到170℃，并保持170℃反应5小时；

步骤F、测试酸值小于5mgKOH/g合格后，停止加热，冷却至室温，得到中黄色或淡黄色的粘稠状液体产物，即得成品。

实施例3。

本发明的一种陶瓷颜料色釉分散剂，包括以下质量百分比的原料：

邻苯二酸酐10-25%

硬脂酸0-25%

二十四烷酸0-20%

蒽二酸5-25%

间苯二胺0-20%

季戊四醇0-15%

异辛醇10-40%

氧化丁基锡0.5-5%

异构十二烷10-30%。

一种陶瓷颜料色釉分散剂的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤A、称取配方量的物料，分别放置到不同的容器中；

步骤B、将邻苯二酸酐、二十四烷酸、蒽二酸、间苯二胺、季戊四醇和异构十二烷全部加入到反应釜中，边加边搅拌；

步骤C、通入适当的氮气，逐步加热到140℃，并保持140℃反应2.5小时；

步骤D、测试酸值达到180mgKOH/g后，冷却至60℃以下；

步骤E、将异辛醇、硬脂酸和氧化丁基锡加入到反应釜中，升温到180℃，并保持180℃反应4小时；

步骤F、测试酸值小于5mgKOH/g合格后，停止加热，冷却至室温，得到中黄色或淡黄色的粘稠状液体产物，即得成品。

实施例4。

本发明的一种陶瓷颜料色釉分散剂，包括以下质量百分比的原料：

邻苯二酸酐25%

肉豆蔻酸5%

十二烷二酸5%

蒽二酸5%

间苯二甲苯胺20%

甘露醇12%

异十六醇10%

氧化丁基锡3%

二甲苯15%。

一种陶瓷颜料色釉分散剂的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤A、称取配方量的物料，分别放置到不同的容器中；

步骤B、将邻苯二酸酐、十二烷二酸、蒽二酸、间苯二甲苯胺、甘露醇和二甲苯全部加入到反应釜中，边加边搅拌；

步骤C、通入适当的氮气，逐步加热到140℃，并保持140℃反应2.5小时；

步骤D、测试酸值达到200mgKOH/g后，冷却至60℃以下；

步骤E、将异十六醇、肉豆蔻酸和氧化丁基锡加入到反应釜中，升温到180℃，并保持180℃反应4小时；

步骤F、测试酸值小于5mgKOH/g合格后，停止加热，冷却至室温，得到中黄色或淡黄色的粘稠状液体产物，即得成品。

实施例5。

本发明的一种陶瓷颜料色釉分散剂，包括以下质量百分比的原料：

山梨醇酸酐10%

月桂酸25%

壬二酸5%

双羟萘酸10%

苯三胺5%

丙三醇5%

异辛醇29.5%

月桂酸二异丁基锡0.5%

异构十二烷10%。

一种陶瓷颜料色釉分散剂的制备方法，包括以下加工步骤：

步骤A、称取配方量的物料，分别放置到不同的容器中；

步骤B、将山梨醇酸酐、壬二酸、双羟萘酸、苯三胺、丙三醇和异构十二烷全部加入到反应釜中，边加边搅拌；

步骤C、通入适当的氮气，逐步加热到150℃，并保持150℃反应3小时；

步骤D、测试酸值达到250mgKOH/g后，冷却至60℃以下；

步骤E、将异辛醇、月桂酸和月桂酸二异丁基锡加入到反应釜中，升温到190℃，并保持190℃反应3小时；

步骤F、测试酸值小于5mgKOH/g合格后，停止加热，冷却至室温，得到中黄色或淡黄色的粘稠状液体产物，即得成品。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷颜料色釉分散剂，其特征在于：包括以下质量百分比的原料：

含环酸酐10-25%

烷基脂肪单酸0-25%

烷基脂肪二酸0-20%

芳香族多元酸5-25%

芳香族多元胺0-20%

多元醇0-15%

异构醇10-40%

催化剂0.5-5%

溶剂10-30%。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷颜料色釉分散剂，其特征在于：所述含环酸酐为开环后还含环状结构的酸酐，所述含环酸酐为邻苯二酸酐和偏苯三酸酐中的一种或一种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷颜料色釉分散剂，其特征在于：所述烷基脂肪单酸为碳原子数为12~18个的直链脂肪一元酸，所述烷基脂肪单酸为月桂酸、肉豆寇酸、硬脂酸和油酸中的一种或一种以上的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种陶瓷颜料色釉分散剂，其特征在于：所述烷基脂肪二酸为碳原子数为9~36个的直链脂肪二元酸，所述烷基脂肪二酸为二聚酸、十二烷二酸、二十四烷酸、癸二酸和壬二酸中的一种或一种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种陶瓷颜料色釉分散剂，其特征在于：所述芳香族多元酸为含有二环或三环的芳香族多羧基酸，所述芳香族多羧基酸为双羟萘酸、萘二酸和蒽二酸中的一种或一种以上的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种陶瓷颜料色釉分散剂，其特征在于：所述芳香族多元胺为至少含有两个胺基的芳香族化合物，所述芳香族多元胺为间苯二甲胺、间苯二胺和苯三胺中的一种或一种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的一种陶瓷颜料色釉分散剂，其特征在于：所述多元醇为含有两个以上羟基的低分子醇，所述多元醇为季戊四醇、山梨醇、丙三醇和甘露醇中的一种或一种以上的混合物。

8.根据权利要求1所述的一种陶瓷颜料色釉分散剂，其特征在于：所述异构醇为碳原子数为7~18个的异构脂肪一元醇，所述异构醇为异十三醇、异辛醇、异十六醇和异十八醇中的一种或一种以上的混合物。

9.根据权利要求1所述的一种陶瓷颜料色釉分散剂，其特征在于：所述催化剂为单丁基氧化锡和月桂酸二异丁基锡中的一种或两种的混合物，所述溶剂为二甲苯、异构十二烷和乙酸丁酯中的一种或一种以上的混合物。

10.如权利要求1-9任意一项所述的一种陶瓷颜料色釉分散剂的制备方法，其特征在于：包括以下加工步骤：

步骤A、称取配方量的物料；

步骤B、将含环酸酐、烷基脂肪二酸、芳香族多元酸、芳香族多元胺、多元醇和溶剂全部加入到反应釜中，边加边搅拌；

步骤C、通入适当的氮气，逐步加热到130~150℃，并保持130~150℃反应2-3小时；

步骤D、测试酸值达到120-250mgKOH/g后，冷却至60℃以下；

步骤E、将异构醇、烷基脂肪单酸和催化剂加入到反应釜中，升温到170~190℃，并保持170~190℃反应3-5小时；

步骤F、测试酸值小于5mgKOH/g后，停止加热，冷却至室温，得到中黄色或淡黄色的粘稠状液体产物，即得成品。