CN105754034B - N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂及其常温制备方法与应用 - Google Patents

N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂及其常温制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN105754034B
CN105754034B CN201610134181.6A CN201610134181A CN105754034B CN 105754034 B CN105754034 B CN 105754034B CN 201610134181 A CN201610134181 A CN 201610134181A CN 105754034 B CN105754034 B CN 105754034B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reducing agent
hydroxymethyl acrylamide
water reducing
ceramic
polycarboxylic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610134181.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105754034A (zh
Inventor
谢义鹏
许钧强
康伦国
姚东生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Wanniu Intellectual Property Operation Co ltd
Shenzhen Mingxuan Building Materials Technology Co ltd
Original Assignee
Shaoguan Union Chemical Co Ltd
Union Foshan Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaoguan Union Chemical Co Ltd, Union Foshan Chemical Co Ltd filed Critical Shaoguan Union Chemical Co Ltd
Priority to CN201610134181.6A priority Critical patent/CN105754034B/zh
Publication of CN105754034A publication Critical patent/CN105754034A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105754034B publication Critical patent/CN105754034B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/58—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing oxygen in addition to the carbonamido oxygen, e.g. N-methylolacrylamide, N-(meth)acryloylmorpholine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63404—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63444—Nitrogen-containing polymers, e.g. polyacrylamides, polyacrylonitriles, polyvinylpyrrolidone [PVP], polyethylenimine [PEI]

Abstract

本发明涉及一种N‑羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂，其分子结构包括锚固链段和溶剂化链段，锚固链段由N‑羟甲基丙烯酰胺的共聚物组成，溶剂化链段由乙烯基羧酸的聚合物组成；所述的共聚物陶瓷减水剂数均相对分子量为3000～20000；本发明还提供一种N‑羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂的常温制备方法。本发明的N‑羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂由于存在能与阳离子产生螯合作用的氨基和羧基，能将浆料中的水化阳离子吸附的水很好的释放出来，从而使泥浆在低含水率的情况还具有良好的流动性。本发明制得的共聚物陶瓷减水剂广泛应用到陶瓷坯料研磨、制浆和成型过程中。

Description

N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂及其常温制备方法 与应用
技术领域
本发明属于陶瓷减水剂技术领域，具体涉及一种N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂及其常温制备方法与应用。
背景技术
陶瓷减水剂亦称解胶剂、分散剂，其作用是改善陶瓷料浆和釉料的流动性，使料浆和釉料在含水率较低的情况下，达到较高的分散效果和要求的流动性。减水剂的加入不仅缩短了陶瓷料浆和釉层的干燥和烧结时间，降低生产成本，同时起到节能减排的作用。
陶瓷减水剂包括无机盐陶瓷减水剂、有机小分子陶瓷减水剂、高分子陶瓷减水剂及其复配减水剂。目前市场上所售的减水剂主要无机盐陶瓷减水剂，主要是一些无机的电解质，在水中可以电离，起到调节电荷的作用，但因无机盐减水剂主要以不同胶体粒子之间的电荷排斥作用使陶瓷泥浆体系达到动力学稳定，因此这类减水剂减水低效，添加量大。有机小分子陶瓷减水剂单独使用，减水效果亦不是很理想，价格也较贵，市场占有率最小。高分子陶瓷减水剂由于疏水基、亲水基的位置、大小及数量可调，分子结构可呈梳状、多支链化等，因此高分子陶瓷减水剂对分散微粒表面覆盖及包封效果要比无机陶瓷减水剂强得多、分散体系更稳定、分散体系适应性更加广泛，且高分子陶瓷减水剂已经成为很有前途的一类高效减水剂。
杨建红等研究发现在陶土中当聚丙烯酸钠的添加计量为0.6％～0.8％时才能够取得较好的解凝效果；
中国专利号CN201410316056.8涉及一种陶瓷加工用聚合物减水剂及其合成方法，其特征在于，首先将含聚醚长链的大分子不饱和单体和不饱和酸在自由基引发剂作用下共聚，然后加入另一部分不饱和酸和自由基引发剂，继续进行聚合反应，最后中和至中性，即可得到本发明的聚合物减水剂。该聚合物减水剂减水率高、分散和塑化能力强，可应用于陶瓷行业的制粉、注浆成型等工艺过程。
中国专利号CN201210560505.4公开了一种陶瓷浓悬浮体用高分子减水剂及其制备方法和用途，加入原料、链转移剂后加热升温至80～100℃，滴加引发剂，反应3～5小时得到陶瓷浓悬浮体用高分子减水剂。制备的高分子减水剂，在添加量低的条件下，陶瓷料浆流动性良好，能满足陶瓷生产加工的要求。陶瓷减水剂添加量范围在0.1～0.3％之间时，涂4杯测定的初始流动时间为35.2～38.1s。本发明制备的高分子减水剂高具有高减水率的优点，不仅可以使料浆的含水率在30％以下，而且还可以保持良好的流动性。
但从上述专利可以看出，现行高分子陶瓷减水剂合成工艺均需要加热，成本较高；为降低陶瓷浆料的生产成本、节约资源成为陶瓷原料行业面临的艰巨任务。
发明内容
为克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂。
本发明的另一目的在于提供上述N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂之常温制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂在陶瓷行业的应用。
本发明合成原理：在引发剂、促进剂、还原剂、链转移剂及共聚型引发剂的协同作用下，N-羟甲基丙烯酰胺与乙烯基羧酸的化合物在水溶液中发生共聚合反应，如下所示：
本发明N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂减水作用机理：水加入到陶瓷浆料中，会被粘土颗粒吸附；水与粘土颗粒的结合形式主要有两种：一种是牢固结合水，即粘土颗粒表面有规则排列的水层；一种为疏松结合水，即不规则排列水层。此外，由于水化作用，水化阳离子会吸附水分子，这种是在浆料中更主要的水存在形式。我们使用减水剂的目的就是要将水化阳离子吸附的水分子释放出来，增加泥浆中自由水的含量。本发明N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂由于存在可以与阳离子产生螯合作用的氨基和羧基，本发明与阳离子结合，将水化阳离子吸附的水很好的释放出来，从而使泥浆在低含水率的情况还具有良好的流动性。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
1、一种N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂，其分子结构包括锚固链段和溶剂化链段，分子结构式如下所示：
其中，所述的锚固链段为分子式中的m部分，由N-羟甲基丙烯酰胺单体的共聚物组成；所述的溶剂化链段为分子式中的n部分，由乙烯基羧酸的均聚物或共聚物组成；结构式中的R1、R2、R3、R4可以是H、-CH3及其它烷基类取代基团；所述的锚固链段与溶剂化链段的摩尔比m/n在1∶0.5～1；其共聚物陶瓷减水剂的数均相对分子量为3000～20000。
2、一种N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂的常温制备方法，包括以下步骤：
a、常温下将N-羟甲基丙烯酰胺和一定量水加入到反应器中搅拌混合，得到混合液I；
b、将引发剂水溶液加入到上述混合液I中，搅拌充分溶解，得到混合液II；
c、将乙烯基羧酸单体、链转移剂、促进剂、共聚型引发剂混合液滴加到混合液II中，滴加时间为2～4h，滴加完毕在常温下反应1～3h，得到混合液III；
d、在混合液III中加入碱溶液至混合液pH为7～9，即得N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
a、常温下将100g N-羟甲基丙烯酰胺和100g水加入到反应器中搅拌混合，得到混合液I；
b、将含3g过硫酸铵水溶液加入到上述混合液I中，搅拌充分溶解，得到混合液II；
c、将72g丙烯酸、1g次磷酸钠、5g巯基乙酸、5g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合液滴加到混合液II中，滴加时间为2h，滴加完毕在常温下反应1h，得到混合液III；
d、在混合液III中加入一定量NaOH溶液至混合液pH为7，即得N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂。
N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂的减水性能分别以陶瓷坯体料浆静置0h和0.5h后，料浆在注满的涂-4杯中流完所需流动时间表示。本测试所用坯料为佛山地区标准配方土，将坯料、水、减水剂加入到球磨机中30min，其中减水剂的添加量为陶瓷坯料的0.3wt％，得到的料浆含水率为30wt％，记为料浆I，初始料浆流动时间为34.34s，放置0.5h后料浆流动时间57.15s；相同条件下未加减水剂的坯体料浆初始料浆流动时间250s，放置0.5h后料浆未能流动。
实施例2：
a、常温下将100g N-羟甲基丙烯酰胺和100g水加入到反应器中搅拌混合，得到混合液I；
b、将含0.5g过硫酸铵水溶液加入到上述混合液I中，搅拌充分溶解，得到混合液II；
c、将720g丙烯酸、3g次磷酸钠、1g巯基乙酸、1g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合液滴加到混合液II中，滴加时间为4h，滴加完毕在常温下反应3h，得到混合液III；
d、在混合液III中加入一定量NaOH溶液至混合液pH为9，即得N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂。
N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂的减水性能分别以陶瓷坯体料浆静置0h和0.5h后，料浆在注满的涂-4杯中流完所需流动时间表示。本测试所用坯料为佛山地区标准配方土，将坯料、水、减水剂加入到球磨机中30min，其中减水剂的添加量为陶瓷坯料的0.3wt％，得到的料浆含水率为30wt％，记为料浆I，初始料浆流动时间为31.05s，放置0.5h后料浆流动时间54.81s；相同条件下未加减水剂的坯体料浆初始料浆流动时间250s，放置0.5h后料浆未能流动。

Claims (5)

1.一种N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂，其特征在于：所述的N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂包括锚固链段和溶剂化链段，所述的锚固链段由N-羟甲基丙烯酰胺单体的均聚物组成；所述的溶剂化链段由乙烯基羧酸的均聚物或共聚物组成；所述锚固链段与溶剂化链段的摩尔比为1:0.5～1；其数均相对分子量为3000～20000；
所述的N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂，由以下步骤制备：
a)、常温下将N-羟甲基丙烯酰胺和一定量水加入到反应器中搅拌混合，得混合液Ⅰ；
b)、将引发剂水溶液加入到上述混合液Ⅰ中，搅拌充分溶解，得混合液Ⅱ；
c)、将丙烯酸、次磷酸钠、巯基乙酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸混合液滴加到混合液Ⅱ中，滴加时间为2～4h，滴加完毕在常温下反应1～3h，得混合液Ⅲ；
d)、在混合液Ⅲ中加入碱溶液调pH为7～9，得所述的N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂。
2.根据权利要求1所述的N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、双氧水、偶氮二异丁腈中的一种；所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种。
3.根据权利要求1所述的N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂，其特征在于：所述的引发剂为过硫酸铵；所述的碱为氢氧化钠。
4.根据权利要求1所述的N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂，其特征在于：按质量份计，各成分配比为：N-羟甲基丙烯酰胺100份、引发剂0.5～3份、次磷酸钠3～10份、巯基乙酸1～5份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸1～5份。
5.一种如权利要求1所述的N-羟甲基丙烯酰胺改性聚酸酸陶瓷减水剂的使用方法，其特征在于：取陶瓷坯料0.3wt％的减水剂和一定量的水混合均匀后加入到陶瓷坯料中，在球磨机中研磨30min后，用涂-4杯分别测量陶瓷浆料在0h时的初始浆料流动时间和在0.5h后的浆料流动时间。
CN201610134181.6A 2016-03-09 2016-03-09 N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂及其常温制备方法与应用 Active CN105754034B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610134181.6A CN105754034B (zh) 2016-03-09 2016-03-09 N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂及其常温制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610134181.6A CN105754034B (zh) 2016-03-09 2016-03-09 N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂及其常温制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105754034A CN105754034A (zh) 2016-07-13
CN105754034B true CN105754034B (zh) 2018-06-29

Family

ID=56331882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610134181.6A Active CN105754034B (zh) 2016-03-09 2016-03-09 N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂及其常温制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105754034B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106977664A (zh) * 2017-04-26 2017-07-25 河南长兴实业有限公司 一种高白超细氢氧化铝专用分散剂的制备工艺
CN106939065A (zh) * 2017-04-26 2017-07-11 河南长兴实业有限公司 一种电子陶瓷专用分散剂的制备工艺
CN114685083B (zh) * 2019-12-24 2023-04-18 科之杰新材料集团福建有限公司 一种用于预制构件用套筒灌浆料的聚羧酸减水剂、其灌浆料及其使用方法
CN114957559B (zh) * 2022-05-24 2023-09-15 佳化化学科技发展（上海）有限公司 一种酰胺类减水剂及其制备方法
CN116789456B (zh) * 2023-07-10 2024-04-19 佛山市奥林万达新型建材有限公司 一种陶瓷解胶剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103897116A (zh) * 2014-02-28 2014-07-02 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN104446105A (zh) * 2014-11-04 2015-03-25 上海三瑞高分子材料有限公司 一种聚羧酸超塑化剂
CN104910315A (zh) * 2015-07-14 2015-09-16 唐山市龙亿科技开发有限公司 一种常温法制备聚羧酸系陶瓷分散剂的方法
CN105061690A (zh) * 2015-07-22 2015-11-18 江苏奥莱特新材料有限公司 一种高减水型固体聚羧酸高性能减水剂的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103897116A (zh) * 2014-02-28 2014-07-02 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 一种抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN104446105A (zh) * 2014-11-04 2015-03-25 上海三瑞高分子材料有限公司 一种聚羧酸超塑化剂
CN104910315A (zh) * 2015-07-14 2015-09-16 唐山市龙亿科技开发有限公司 一种常温法制备聚羧酸系陶瓷分散剂的方法
CN105061690A (zh) * 2015-07-22 2015-11-18 江苏奥莱特新材料有限公司 一种高减水型固体聚羧酸高性能减水剂的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105754034A (zh) 2016-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105754034B (zh) N-羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂及其常温制备方法与应用
CN106220791A (zh) 一种含磷酸基的聚羧酸减水剂及制备方法
CN103755883A (zh) 一种聚羧酸型高效陶瓷减水剂及其制备方法与应用
CN103833941A (zh) 一种梳形聚羧酸型高效陶瓷减水剂及其制备方法与应用
CN104479068A (zh) 一种聚羧酸型陶瓷分散剂及其制备方法与应用
CN100378163C (zh) 一种用于复合无机纳米粒子的高分子共聚物浆料组分
CN108276533B (zh) 一种高适应型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN103881003B (zh) 一种聚羧酸系陶瓷减水剂及其制备方法和应用
CN105669910A (zh) 一种聚羧酸系水泥助磨剂及制备方法
CN107649069A (zh) 一种磷酸盐型三元嵌段共聚物分散剂及其制备方法
CN111348922B (zh) 一种基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂
CN102716694A (zh) 一种纤维素基接枝共聚物陶瓷浆料分散剂及其制备方法
CN103848635B (zh) 一种降低陶土料浆黏度的高分子减水剂及其制备和应用
CN105669919A (zh) 一种高保水聚羧酸减水剂及其制备方法
CN106565889B (zh) 一种低温合成聚羧酸系陶瓷减水剂的方法
CN104058751B (zh) 一种陶瓷加工用聚合物减水剂及其合成方法
CN106749962A (zh) 一种高抗泥型聚羧酸减水剂及其制备方法
CN107417160A (zh) 一种微波作用下硅烷改性聚丙烯酸铵减水剂的合成方法
CN103848634B (zh) 一种高分子陶瓷减水剂及其制备方法
CN104211409B (zh) 一种环糊精接枝共聚物型陶瓷减水剂及其制备方法
CN106519103A (zh) 一种两亲型陶瓷分散剂及其制备方法
CN110885414A (zh) 一种atrp法酯基酰胺嵌段聚合物改性的聚羧酸减水剂及其制备方法
CN207769381U (zh) 复合氧化铝陶瓷过滤片
CN104163636A (zh) 一种高效陶瓷减水剂
CN105859945B (zh) 一种改性聚乙烯醇共聚物交联型陶瓷坯体增强剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201126

Address after: Room 102, building B, 158 Industrial Avenue, tangxiayong community, Yanluo street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: Shenzhen Mingxuan Building Materials Technology Co.,Ltd.

Address before: 510630 515a, 3-6 / F, No. 13 and 15, Jiangong Road, Zhongshan Avenue, Tianhe District, Guangzhou City, Guangdong Province (office only)

Patentee before: GUANGDONG WANNIU INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION CO.,LTD.

Effective date of registration: 20201126

Address after: 510630 515a, 3-6 / F, No. 13 and 15, Jiangong Road, Zhongshan Avenue, Tianhe District, Guangzhou City, Guangdong Province (office only)

Patentee after: GUANGDONG WANNIU INTELLECTUAL PROPERTY OPERATION CO.,LTD.

Address before: 528000 fan Lake Economic Development Zone, Sanshui District, Guangdong, Foshan

Patentee before: UNION (FOSHAN) CHEMICAL Co.,Ltd.

Patentee before: SHAOGUAN UNION CHEMICAL Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right