CN108546133A - 一种陶瓷分散剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于陶瓷添加剂技术领域，具体涉及一种陶瓷分散剂的制备方法。本发明以环氧乙烷、异氰酸酯、丙二醇甲醚等作为原料，通过催化剂的作用，使环氧乙烷、异氰酸酯、丙二醇甲醚、二甲基甲酰胺等进行反应，形成氨基甲酸酯类化合物，通过聚合物上亲水性基团，如氨基、羧基吸附在陶瓷表面，在介质中充分扩展，形成位阻层来阻止陶瓷粒子的絮凝团聚，并且利用木质素磺酸钠对其进行改性，来提高分子空间位阻，增加极性，提高静电斥力和空间位阻的共同作用，使其对颗粒具有更好的分散作用，提高避免了凝固，最后添加N‑羟基丁二酰亚胺等，进一步增加解胶范围，降低分散剂的凝固，并且在制备陶瓷过程中，本分散剂具有一定助燃效果，可以提高陶瓷的成品。

Description

一种陶瓷分散剂的制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷添加剂技术领域，具体涉及一种陶瓷分散剂的制备方法。
背景技术
陶瓷分散剂，属于陶瓷添加剂技术领域的产品之一。在陶瓷工业生产过程中,为提高陶瓷产品质量和生产效率,常在泥浆中加入分散剂以改善泥浆的性能。陶瓷分散剂是陶瓷添加剂的一种，又称稀释剂或解凝剂，主要功能是提高 系统的电动电位从而改善浆料的流动性，使其在水分含量减少的情况下，又可 以保持适当的流动性与适当的粘度；同时降低了生坯的含水量，降低陶瓷干燥与烧结的能耗，降低了生产成本。因此，使用优良的陶瓷分散剂，能促进陶瓷生产向高效益、高质量、低能耗的方向发展。
根据陶瓷分散剂的组成的不同，可将现行生产中常用陶瓷分散剂分为无机 盐分散剂、有机小分子分散剂和高分子分散剂。
无机分散剂，一般是含有钠离子的无机盐，如硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏 磷酸钠、碳酸钠等。无机分散剂在水中可以电离，起调节电荷的作用。无机陶 瓷分散剂存在掺加量大、分散效率低和制得的泥浆稳定性差等缺点。国内多采 用无机类分散剂，虽然能在一定程度上改善泥浆性能，但是用量较大，解凝范 围窄，效果不稳定。
有机小分子分散剂，主要是低分子有机电解质类分散剂和表面活性剂分散 剂，如腐植酸钠、柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠(EDTA)。此类分散剂的分散 效果比无机分散剂好，但是价格相对较高、稳定性不是太好，并且会对环境造 成污染。
高分子分散剂性能优异受到人们的重视,它主要利用空间位阻效应和静电效应对泥浆起到了分散作用。 根据高分子分散剂作用机理及结构设计原理,以羟乙基纤维素,阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵和阴离子单体丙烯酸作为接枝共聚单体,合成出了两性离子型、阳离子型和阴离子型三种高分子接枝分散剂。
目前，陶瓷分散剂广泛应用于各类高档陶瓷，绝缘陶瓷，卫浴陶瓷等。市场上有多种不同类型的陶瓷分散剂产品，但是这些产品在实际使用中还是存在解胶范围窄、短时间内易凝固的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前陶瓷分散剂存在解胶范围窄、短时间内易凝固的缺点，本发明提供了一种陶瓷分散剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种陶瓷分散剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取70～75份环氧乙烷、60～70份异氰酸酯、30～40份丙二醇甲醚、23～32份环氧丙烷、14～18份乙二醇、10～13份二甲基甲酰胺及3～5份催化剂；
（2）首先将丙二醇甲醚、乙二醇及催化剂放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至0.5～0.8MPa，再升温至100～105℃，搅拌2～4h，再加入环氧乙烷、环氧丙烷及异氰酸酯，升温至110～115℃，保温；
（3）在保温结束后，降温至90～95℃，加入二甲基甲酰胺，搅拌反应6～9h，降压至0.02～0.05MPa，保压2～4h，降温至室温，出料，收集出料物，将出料物与添加料按质量比4:1进行混合，得陶瓷分散剂基础料；
（4）按重量份数计，取80～85份陶瓷分散剂基础料、20～22份甘油、13～15份N-羟基丁二酰亚胺及3～5份2-氨基吡啶放入搅拌机中，在60～65℃下搅拌混合，收集搅拌混合物即得陶瓷分散剂。
所述催化剂为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲胺按质量比6:1混合而成。
所述添加剂为木质素磺酸钠与聚己内酯按质量比6:1混合而成。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明以环氧乙烷、异氰酸酯、丙二醇甲醚等作为原料，通过催化剂的作用，使环氧乙烷、异氰酸酯、丙二醇甲醚、二甲基甲酰胺等进行反应，形成氨基甲酸酯类化合物，通过聚合物上亲水性基团，如氨基、羧基吸附在陶瓷表面，在介质中充分扩展，形成位阻层来阻止陶瓷粒子的絮凝团聚，并且利用木质素磺酸钠对其进行改性，来提高分子空间位阻，增加极性，提高静电斥力和空间位阻的共同作用，使其对颗粒具有更好的分散作用，提高避免了凝固，最后添加N-羟基丁二酰亚胺、2-氨基吡啶及甘油，进一步增加解胶范围，降低分散剂的凝固，并且在制备陶瓷过程中，本分散剂具有一定助燃效果，可以提高陶瓷的成品。
具体实施方式
催化剂的配制为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲胺按质量比6:1混合而成。
添加剂的配制为木质素磺酸钠与聚己内酯按质量比6:1混合而成。
一种陶瓷分散剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取70～75份环氧乙烷、60～70份异氰酸酯、30～40份丙二醇甲醚、23～32份环氧丙烷、14～18份乙二醇、10～13份二甲基甲酰胺及3～5份催化剂；
（2）首先将丙二醇甲醚、乙二醇及催化剂放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至0.5～0.8MPa，再升温至100～105℃，搅拌2～4h，再加入环氧乙烷、环氧丙烷及异氰酸酯，升温至110～115℃，保温2～4h；
（3）在保温结束后，降温至90～95℃，加入二甲基甲酰胺，搅拌反应6～9h，降压至0.02～0.05MPa，保压2～4h，降温至室温，出料，收集出料物，将出料物与添加料按质量比4:1进行混合，得陶瓷分散剂基础料；
（4）按重量份数计，取80～85份陶瓷分散剂基础料、20～22份甘油、13～15份N-羟基丁二酰亚胺及3～5份2-氨基吡啶放入搅拌机中，在60～65℃下搅拌混合30min，收集搅拌混合物即得陶瓷分散剂。
实施例1
催化剂的配制为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲胺按质量比6:1混合而成。
添加剂的配制为木质素磺酸钠与聚己内酯按质量比6:1混合而成。
一种陶瓷分散剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取75份环氧乙烷、70份异氰酸酯、40份丙二醇甲醚、32份环氧丙烷、18份乙二醇、13份二甲基甲酰胺及5份催化剂；
（2）首先将丙二醇甲醚、乙二醇及催化剂放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至0.8MPa，再升温至105℃，搅拌4h，再加入环氧乙烷、环氧丙烷及异氰酸酯，升温至115℃，保温4h；
（3）在保温结束后，降温至95℃，加入二甲基甲酰胺，搅拌反应6～9h，降压至0.05MPa，保压4h，降温至室温，出料，收集出料物，将出料物与添加料按质量比4:1进行混合，得陶瓷分散剂基础料；
（4）按重量份数计，取85份陶瓷分散剂基础料、22份甘油、15份N-羟基丁二酰亚胺及5份2-氨基吡啶放入搅拌机中，在65℃下搅拌混合30min，收集搅拌混合物即得陶瓷分散剂。
实施例2
催化剂的配制为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲胺按质量比6:1混合而成。
添加剂的配制为木质素磺酸钠与聚己内酯按质量比6:1混合而成。
一种陶瓷分散剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取73份环氧乙烷、65份异氰酸酯、35份丙二醇甲醚、28份环氧丙烷、16份乙二醇、12份二甲基甲酰胺及4份催化剂；
（2）首先将丙二醇甲醚、乙二醇及催化剂放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至0.6MPa，再升温至103℃，搅拌3h，再加入环氧乙烷、环氧丙烷及异氰酸酯，升温至113℃，保温3h；
（3）在保温结束后，降温至93℃，加入二甲基甲酰胺，搅拌反应8h，降压至0.03MPa，保压3h，降温至室温，出料，收集出料物，将出料物与添加料按质量比4:1进行混合，得陶瓷分散剂基础料；
（4）按重量份数计，取83份陶瓷分散剂基础料、21份甘油、14份N-羟基丁二酰亚胺及4份2-氨基吡啶放入搅拌机中，在63℃下搅拌混合30min，收集搅拌混合物即得陶瓷分散剂。
实施例3
催化剂的配制为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲胺按质量比6:1混合而成。
添加剂的配制为木质素磺酸钠与聚己内酯按质量比6:1混合而成。
一种陶瓷分散剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取70份环氧乙烷、60份异氰酸酯、30份丙二醇甲醚、23份环氧丙烷、14份乙二醇、10份二甲基甲酰胺及3份催化剂；
（2）首先将丙二醇甲醚、乙二醇及催化剂放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至0.5MPa，再升温至100℃，搅拌2h，再加入环氧乙烷、环氧丙烷及异氰酸酯，升温至110℃，保温2h；
（3）在保温结束后，降温至90℃，加入二甲基甲酰胺，搅拌反应6h，降压至0.02MPa，保压2h，降温至室温，出料，收集出料物，将出料物与添加料按质量比4:1进行混合，得陶瓷分散剂基础料；
（4）按重量份数计，取80份陶瓷分散剂基础料、20份甘油、13份N-羟基丁二酰亚胺及3份2-氨基吡啶放入搅拌机中，在60℃下搅拌混合30min，收集搅拌混合物即得陶瓷分散剂。
对比例：泉州市某公司生产的陶瓷分散剂
本发明实施例1-3制备的陶瓷分散剂和对比例的陶瓷分散剂性能对比如下表1
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。
表1
本发明的陶瓷分散剂解胶范围较广、短时间内不会凝固。综上所述，本发明的瓷分散剂完全符合要求，值得大力推广与使用。

Claims (3)

1.一种陶瓷分散剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份数计，取70～75份环氧乙烷、60～70份异氰酸酯、30～40份丙二醇甲醚、23～32份环氧丙烷、14～18份乙二醇、10～13份二甲基甲酰胺及3～5份催化剂；
（2）首先将丙二醇甲醚、乙二醇及催化剂放入反应釜中，使用氮气保护，并升压至0.5～0.8MPa，再升温至100～105℃，搅拌2～4h，再加入环氧乙烷、环氧丙烷及异氰酸酯，升温至110～115℃，保温；
（3）在保温结束后，降温至90～95℃，加入二甲基甲酰胺，搅拌反应6～9h，降压至0.02～0.05MPa，保压2～4h，降温至室温，出料，收集出料物，将出料物与添加料按质量比4:1进行混合，得陶瓷分散剂基础料；
（4）按重量份数计，取80～85份陶瓷分散剂基础料、20～22份甘油、13～15份N-羟基丁二酰亚胺及3～5份2-氨基吡啶放入搅拌机中，在60～65℃下搅拌混合，收集搅拌混合物即得陶瓷分散剂。
2.根据权利要求1所述陶瓷分散剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲胺按质量比6:1混合而成。
3.根据权利要求1所述陶瓷分散剂的制备方法，其特征在于，所述添加剂为木质素磺酸钠与聚己内酯按质量比6:1混合而成。
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