CN106046275A - 一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂及其制备方法，其步骤如下：(1)往反应釜中加入栲胶和所述部分质量份的水后开启搅拌，并开始加热升温，待温度升至60～80℃时，加入过碳酸钠，反应0.5～2小时；(2)升温到90～110℃后再往反应釜中加入乙二醛和磺化剂，继续反应1～4小时；(3)接着加入甲基丙烯酸蔗糖酯和丙烯酰胺类单体，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所述部分质量份的水配制而成；滴加时间控制在0.5～3小时，滴加时温度控制在100～120℃；(4)滴加完后保持温度继续反应1～4小时后降温出料，即得所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷减水剂制备技术领域，特别涉及一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂及其制备方法。
背景技术
陶瓷减水剂又名陶瓷分散剂、解凝剂和稀释剂等，是陶瓷生产中应用最多的一类添加剂，一直受国内外陶瓷行业的重视。陶瓷减水剂的主要功能是使料浆粒子分散更加均匀，改善坯、釉浆的流动性，使浆料在低水份含量的情况下，具有适当的粘度，良好的流动性，便于操作。陶瓷减水剂属于陶瓷添加剂中的一种，添加量比较小而作用效果明显，故有陶瓷的“味精”之说。
减水剂作为陶瓷加工过程中应用最多的添加剂，不仅能降低生产成本，而且象高分子减水剂还可在聚合物主链上复合其他功能基团而进一步改善陶瓷产品的性能，如果不加减水剂，自由水易进入颗粒内，使颗粒之间的距离缩短，需要加很多水才能使坯、釉料具有流动性，加入减水剂后形成疏水表面，这样在颗粒间的自由水增多，从而改善料浆和釉浆的流动性。在同等的用水量的条件下，加入减水剂的料浆的流动性变好，可以提高颗粒的均匀度，并且可以缩短硬化时间，提高强度，从而使陶瓷生产者获得更高的经济附加值和社会效益。因此，优良的减水剂可以促使陶瓷生产向高效益、高质量、低能耗方向发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂，本发明的陶瓷减水剂具有通用性强，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，本发明还提供所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入栲胶和水后开启搅拌，并开始加热升温，待温度升至60～80℃时，加入过碳酸钠，反应0.5～2小时；
(2)升温到90～110℃后再往反应釜中加入乙二醛和磺化剂，继续反应1～4小时；
(3)接着加入甲基丙烯酸蔗糖酯和丙烯酰胺类单体，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所述部分质量份的水配制而成；滴加时间控制在0.5～3小时，滴加时温度控制在100～120℃；
(4)滴加完后保持温度继续反应1～4小时后降温出料，即得所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂。
进一步的，所述磺化剂为焦亚硫酸钾、亚硫酸氢钾、硫代硫酸钾、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，所述丙烯酰胺类单体为二甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基丙烯酰胺、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺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。
一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂，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、本发明制备的陶瓷减水剂含磺酸基、酰胺基、羟基、酯基等功能基团，在添加量和其他条件相同时，相对于无机盐类陶瓷减水剂，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、本发明制备的陶瓷减水剂生产工艺简单、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。
本发明的一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂，由下述重量份数配比的原料组分制成：
进一步的，所述磺化剂为焦亚硫酸钾、亚硫酸氢钾、硫代硫酸钾、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，所述丙烯酰胺类单体为二甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基丙烯酰胺、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺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。
一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂的制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入栲胶和所述部分质量份的水后开启搅拌，并开始加热升温，待温度升至60～80℃时，加入过碳酸钠，反应0.5～2小时；
(2)升温到90～110℃后再往反应釜中加入乙二醛和磺化剂，继续反应1～4小时；
(3)接着加入甲基丙烯酸蔗糖酯和丙烯酰胺类单体，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所述部分质量份的水配制而成；滴加时间控制在0.5～3小时，滴加时温度控制在100～120℃；
(4)滴加完后保持温度继续反应1～4小时后降温出料，即得所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂。
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
一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂，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12份栲胶和52份水后开启搅拌，并开始加热升温，待温度升至63℃时，加入2份过碳酸钠，反应0.7小时；
(2)升温到95℃后再往反应釜中加入4份乙二醛和12份焦亚硫酸钾，继续反应2小时；
(3)接着加入2份甲基丙烯酸蔗糖酯和6份二甲基丙烯酰胺，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为4％的过硫酸钠溶液，此过硫酸钠溶液由0.4份过硫酸钠和9.6份水配制而成；滴加时间控制在1小时，滴加时温度控制在105℃；
(4)滴加完后保持温度继续反应1.5小时后降温出料，即得所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂。
实施例二
一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂，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13份栲胶和51份水后开启搅拌，并开始加热升温，待温度升至65℃时，加入2份过碳酸钠，反应0.8小时；
(2)升温到95℃后再往反应釜中加入5份乙二醛和9份焦亚硫酸钾，继续反应2小时；
(3)接着加入3份甲基丙烯酸蔗糖酯和7份二甲基丙烯酰胺，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为6％的过硫酸钠溶液，此过硫酸钠溶液由所述0.6份过硫酸钠和9.4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112℃；
(4)滴加完后保持温度继续反应2.5小时后降温出料，即得所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂。
实施例三
一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂，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15份栲胶和49份水后开启搅拌，并开始加热升温，待温度升至68℃时，加入3份过碳酸钠，反应0.8小时；
(2)升温到98℃后再往反应釜中加入7份乙二醛和7份亚硫酸氢钾，继续反应2.5小时；
(3)接着加入4份甲基丙烯酸蔗糖酯和5份二甲胺基丙基丙烯酰胺，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0.8份过硫酸钾和9.2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℃；
(4)滴加完后保持温度继续反应2.5小时后降温出料，即得所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂。
实施例四
一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂，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27份栲胶和33.5份水后开启搅拌，并开始加热升温，待温度升至70℃时，加入3份过碳酸钠，反应1小时；
(2)升温到98℃后再往反应釜中加入9份乙二醛和6份硫代硫酸钾，继续反应2.5小时；
(3)接着加入5份甲基丙烯酸蔗糖酯和4份二甲胺基丙基丙烯酰胺，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1份过硫酸钾和11.5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116℃；
(4)滴加完后保持温度继续反应3小时后降温出料，即得所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂。
实施例五
一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂，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1:3，即，亚硫酸氢钾和亚硫酸钾的用量分别为2份和6份。
其制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入22份栲胶和31份水后开启搅拌，并开始加热升温，待温度升至75℃时，加入4份过碳酸钠，反应1.5小时；
(2)升温到105℃后再往反应釜中加入6份乙二醛和2份亚硫酸氢钾和6份亚硫酸钾，继续反应3.5小时；
(3)接着加入6份甲基丙烯酸蔗糖酯和3份二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为6％的过硫酸铵溶液，此过硫酸铵溶液由1.2份过硫酸铵和18.8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℃；
(4)滴加完后保持温度继续反应3.5小时后降温出料，即得所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂。
实施例六
一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂，由下述重量份数配比的原料组分制成：
其中，所述丙烯酰胺类单体为二甲基丙烯酰胺和二甲胺基丙基丙烯酰胺的混合物，且二甲基丙烯酰胺和二甲胺基丙基丙烯酰胺的质量比为1:1，即，二甲基丙烯酰胺和二甲胺基丙基丙烯酰胺的用量分别为1份和1份。
所述引发剂为过硫酸钠和过硫酸铵的混合物，且过硫酸钠和过硫酸铵的质量比为1:3，即，过硫酸钠和过硫酸铵的用量分别为0.4份和1.2份。
其制备方法，通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入16栲胶和36份水后开启搅拌，并开始加热升温，待温度升至78℃时，加入4份过碳酸钠，反应1小时；
(2)升温到100℃后再往反应釜中加入5份乙二醛和10份亚硫酸钾，继续反应3小时；
(3)接着加入7份甲基丙烯酸蔗糖酯和1份二甲基丙烯酰胺和1份二甲胺基丙基丙烯酰胺，待搅拌均匀后开始滴加质量百分比浓度为8％的引发剂溶液，此引发剂溶液由0.4份过硫酸钠和1.2份过硫酸铵和18.4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115℃；
(4)滴加完后保持温度继续反应3.5小时后降温出料，即得所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂。
以下为使用本发明的具有坯体增强效果的陶瓷减水剂和其他同类产品的性能对比数据。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％ | 10％ | 30％ | 20％ |
表2 本发明实施例一～六制备的具有坯体增强效果的陶瓷减水剂和市售的陶瓷减水剂性能对比表
备注：1、对比样为市售的陶瓷减水剂，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 (5)
1.一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂的制备方法，其特征在于：通过如下步骤实现：
(1)往反应釜中加入栲胶和水后开启搅拌，并开始加热升温，待温度升至60～80℃时，加入过碳酸钠，反应0.5～2小时；
(2)升温到90～110℃后再往反应釜中加入乙二醛和磺化剂，继续反应1～4小时；
(3)接着加入甲基丙烯酸蔗糖酯和丙烯酰胺类单体，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，此引发剂溶液由引发剂和水配制而成；滴加时间控制在0.5～3小时，滴加时温度控制在100～120℃；
(4)滴加完后保持温度继续反应1～4小时后降温出料，即得所述具有坯体增强效果的陶瓷减水剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂的制备方法，其特征在于：所述磺化剂为焦亚硫酸钾、亚硫酸氢钾、硫代硫酸钾、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。
3.根据权利要求1所述的一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂的制备方法，其特征在于：所述丙烯酰胺类单体为二甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基丙烯酰胺、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺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所述的一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂的制备方法，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。
5.根据权利要求1所述的一种具有坯体增强效果的陶瓷减水剂的制备方法，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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