CN105949399A - 一种高分子陶瓷分散剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高分子陶瓷分散剂及其制备方法，其步骤如下：(1)往反应釜中加入腰果二酚、葡萄糖、碱性调节剂、水后开始加热升温，待温度升至100～120℃时，加入乙二醛，加完反应1～5小时；(2)再往反应釜中加入磺化剂，在温度110～130℃下反应1～5小时后再加入含硅单体、含叔胺基单体，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和部分所述水配制而成；滴加时间控制在1～3小时，滴加时温度控制在100～120℃；(3)滴加完后保持温度继续反应1～5小时，降温出料，即得所述高分子陶瓷分散剂。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷分散剂制备技术领域，特别涉及一种高分子陶瓷分散剂及其制备方法。
背景技术
陶瓷分散剂又名陶瓷解凝剂、解胶剂、减水剂和稀释剂等，主要使陶瓷泥浆在一定的时间内保持较好的流动性，即减少颗粒的表面能，降低固、液之间的界面张力，能较好地、有效地浸润固体小颗粒，得到固含量高且流动性好的泥浆。加入分散剂的主要作用是防止粒子的团聚，使原料各组分均匀分散于介质中，浆料黏度明显降低，流变性好，而且固含量可以大大提高，浆料性质均匀稳定，同时发挥着润湿、助磨、稀释、分散和稳定几种作用，这对提高陶瓷制品的性能和降低制造成本起着重要的作用。
目前，我国陶瓷行业常用的分散剂有：水玻璃、磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠、碳酸钠、柠檬酸钠、腐殖酸钠、亚硫酸纸浆废液等。这些分散剂存在解胶范围窄、短时间内易凝固、适应性差和存在副作用等缺点。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
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高分子陶瓷分散剂及其制备方法，本发明的高分子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。本发明还提供所述高分子陶瓷分散剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高分子陶瓷分散剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入腰果二酚、葡萄糖、碱性调节剂、水后开始加热升温，待温度升至100～120℃时，加入乙二醛，加完反应1～5小时；
(2)再往反应釜中加入磺化剂，在温度110～130℃下反应1～5小时后再加入含硅单体、含叔胺基单体，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和部分所述水配制而成；滴加时间控制在1～3小时，滴加时温度控制在100～120℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应1～5小时，降温出料，即得所述高分子陶瓷分散剂。
进一步的，所述碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
进一步的，所述磺化剂为焦亚硫酸钾、亚硫酸氢钾、亚硫酸钾中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
进一步的，所述含硅单体为乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷、3－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3－(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
进一步的，所述含叔胺基单体为甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲胺基丙酯和甲基丙烯酸二乙胺基丙酯中的任意一种或两种以任意比混合的混合物。
进一步的，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
一种高分子陶瓷分散剂，主要由下述重量份数配比的原料组分制成：
与现有技术相比，本发明具有以下显著效果：
1、本发明制备的陶瓷分散剂含磺酸基、羟基、酯基、叔胺基等功能基团，在添加量和其他条件相同时，相对于其他陶瓷分散剂，具有良好的流动性和黏度，达到了节能降耗的目的，同时对陶瓷素坯具有明显的增强效果。
2、本发明制备的陶瓷分散剂生产工艺简单、条件温和，生产过程加料、条件都容易控制，易于实现工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步详细阐述。
本发明的一种高分子陶瓷分散剂，由下述重量份数配比的原料组分制成：
所述碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。
所述磺化剂为焦亚硫酸钾、亚硫酸氢钾、亚硫酸钾其中一种或两种以上以任意比混合的混合物。
所述含硅单体为乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷、3－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3－(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
所述含叔胺基单体为甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲胺基丙酯和甲基丙烯酸二乙胺基丙酯中的一种或两种以任意比混合的混合物。
所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。
一种高分子陶瓷分散剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入腰果二酚、葡萄糖、碱性调节剂、水后开始加热升温，待温度升至100～120℃时，加入乙二醛，加完反应1～5小时；
(2)再往反应釜中加入磺化剂，在温度110～130℃下反应1～5小时后再加入含硅单体、含叔胺基单体，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和部分所述水配制而成；滴加时间控制在1～3小时，滴加时温度控制在100～120℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应1～5小时，降温出料，即得所述高分子陶瓷分散剂。
下面以具体的实施例对本发明进行详细说明，但是本发明不仅限于此。
实施例一
一种高分子陶瓷分散剂，由下述重量份数配比的原料组分制成：
其制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入22份腰果二酚、2份葡萄糖、4份氢氧化钠、28份水后开始加热升温，待温度升至102℃时，加入7份乙二醛，加完反应2小时；
(2)再往反应釜中加入3份焦亚硫酸钾，在温度115℃下反应2小时后再加入4份乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷、5份甲基丙烯酸二甲胺基乙酯，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为2％的过硫酸钠溶液，此过硫酸钠溶液由0.5份过硫酸钠和24.5份水配制而成；滴加时间控制在1.5小时，滴加时温度控制在116℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应3小时，降温出料，即得所述高分子陶瓷分散剂。
实施例二
一种高分子陶瓷分散剂，由下述重量份数配比的原料组分制成：
其制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入24份腰果二酚、3份葡萄糖、7份氢氧化钠、25份水后开始加热升温，待温度升至109℃时，加入9份乙二醛，加完反应1～5小时；
(2)再往反应釜中加入3份焦亚硫酸钾，在温度115℃下反应4小时后再加入4份乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷、5份甲基丙烯酸二甲胺基乙酯，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为5％的过硫酸钠溶液，此过硫酸钠溶液由1份过硫酸钠和19份水配制而成；滴加时间控制在1.5小时，滴加时温度控制在117℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应2.5小时，降温出料，即得所述高分子陶瓷分散剂。
实施例三
一种高分子陶瓷分散剂，由下述重量份数配比的原料组分制成：
其制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入26份腰果二酚、4份葡萄糖、8份氢氧化钾、15份水后开始加热升温，待温度升至112℃时，加入11份乙二醛，加完反应3小时；
(2)再往反应釜中加入4份亚硫酸氢钾，在温度120℃下反应4小时后再加入3份3－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、4份甲基丙烯酸二甲胺基丙酯，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为8％的过硫酸钾溶液，此过硫酸钾溶液由2份过硫酸钾和23份水配制而成；滴加时间控制在2.5小时，滴加时温度控制在118℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应4.5小时，降温出料，即得所述高分子陶瓷分散剂。
实施例四
一种高分子陶瓷分散剂，由下述重量份数配比的原料组分制成：
其制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入28份腰果二酚、2份葡萄糖、8份氢氧化钾、13份水后开始加热升温，待温度升至105℃时，加入12份乙二醛，加完反应3.5小时；
(2)再往反应釜中加入5份亚硫酸氢钾，在温度120℃下反应2.5小时后再加入3份3－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、4份甲基丙烯酸二甲胺基丙酯，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为6％的过硫酸钾溶液，此过硫酸钾溶液由1.5份过硫酸钾和23.5份水配制而成；滴加时间控制在2小时，滴加时温度控制在115℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应3小时，降温出料，即得所述高分子陶瓷分散剂。
实施例五
一种高分子陶瓷分散剂，由下述重量份数配比的原料组分制成：
其中，所述磺化剂为亚硫酸氢钾和亚硫酸钾的混合物，且亚硫酸氢钾和亚硫酸钾的质量比为1:1，即，亚硫酸氢钾和亚硫酸钾的用量分别为3份和3份。
其制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入20份腰果二酚、3份葡萄糖、7份碳酸钠、21份水后开始加热升温，待温度升至102℃时，加入13份乙二醛，加完反应2.5小时；
(2)再往反应釜中加入3份亚硫酸氢钾和3份亚硫酸钾，在温度113℃下反应3小时后再加入2份3－(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、3份甲基丙烯酸二乙胺基丙酯，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为8％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由2份过硫酸铵和23份水配制而成；滴加时间控制在2小时，滴加时温度控制在110℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应3.5小时，降温出料，即得所述高分子陶瓷分散剂。
实施例六
一种高分子陶瓷分散剂，由下述重量份数配比的原料组分制成：
其中，所述含硅单体为乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷和3－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物，且乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷和3－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:3，即，乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷和3－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的用量分别为0.5份和1.5份。
其制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入17份腰果二酚、4份葡萄糖、9份碳酸钾、14份水后开始加热升温，待温度升至108℃时，加入14份乙二醛，加完反应3小时；
(2)再往反应釜中加入7份亚硫酸钾，在温度125℃下反应3小时后再加入0.5份乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷和1.5份3－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3份甲基丙烯酸二乙胺基丙酯，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为5％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由1.5份过硫酸铵和28.5水配制而成；滴加时间控制在2小时，滴加时温度控制在110℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应4小时，降温出料，即得所述高分子陶瓷分散剂。
以下为使用本发明制备的高分子陶瓷分散剂和市售的陶瓷分散剂的性能对比数据。陶瓷坯料组成(wt％)见表1。
表1陶瓷坯料组成
| 粘土 | 高岭土 | 长石 | 石英粉 |
| 40％ | 15％ | 30％ | 15％ |
表2本发明实施例一～六制备的高分子陶瓷分散剂和市售的陶瓷分散剂性能对比表
备注：1、对比样为市售的陶瓷分散剂，是由三聚磷酸钠与水玻璃按质量比5:2配成的混合物；
2、陶瓷料浆的流出时间是采用涂—4杯测定，用流出100毫升浆料所需时间来表示；
3、生坯抗折强度测试参照国标GBT3810.4-2006第4部分：断裂模数和破坏强度的测定。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。
Claims (7)
1.一种高分子陶瓷分散剂的制备方法，其特征在于：通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入腰果二酚、葡萄糖、碱性调节剂、水后开始加热升温，待温度升至100～120℃时，加入乙二醛，加完反应1～5小时；
(2)再往反应釜中加入磺化剂，在温度110～130℃下反应1～5小时后再加入含硅单体、含叔胺基单体，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为1～10％的引发剂溶液，此引发剂溶液由所述引发剂和部分所述水配制而成；滴加时间控制在1～3小时，滴加时温度控制在100～120℃；
(3)滴加完后保持温度继续反应1～5小时，降温出料，即得所述高分子陶瓷分散剂。
2.根据权利要求1所述的一种高分子陶瓷分散剂的制备方法，其特征在于：所述碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高分子陶瓷分散剂的制备方法，其特征在于：所述磺化剂为焦亚硫酸钾、亚硫酸氢钾、亚硫酸钾中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高分子陶瓷分散剂的制备方法，其特征在于：所述含硅单体为乙烯基三(2－甲氧基乙氧基)硅烷、3－(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3－(甲基丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种高分子陶瓷分散剂的制备方法，其特征在于：所述含叔胺基单体为甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲胺基丙酯和甲基丙烯酸二乙胺基丙酯中的任意一种或两种以任意比混合的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高分子陶瓷分散剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物。
7.一种高分子陶瓷分散剂，其特征在于：主要由下述重量份数配比的原料组分制成：
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