CN110330602B - 一种两性型重钙研磨分散剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种两性型重钙研磨分散剂，其制备方法包括如下步骤：将2‑丁烯醛、3‑戊烯‑2‑酮和不饱和聚醚混合，在惰性气体氛围下，同时加入丙烯酸，氧化剂和链转移剂进行自由基聚合反应，得到高聚物预聚体；将所述高聚物预聚体与氰化钠和氯化铵进行Strecker反应，得到主链含有氨基和羧基的两性型聚合物；用碱试剂将所述两性型聚合物pH值调整为6‑8，得到两性型重钙研磨分散剂。本发明涉及的原料成本低，反应条件温和，无需额外添加反应溶剂，环境友好，得到的两性型重钙研磨分散剂既增加了重钙过程中研磨效率，又改进了在65级和98级重钙研磨上的适应性，能够同时用在65级和98级重钙研磨上，在高效研磨分散的基础上，还起到了一定的防回粘返粘的作用。

Description

一种两性型重钙研磨分散剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及重钙研磨分散剂制备领域，尤其涉及一种两性型重钙研磨分散剂及其制备方法。
背景技术
分散剂已经广泛使用于超重钙的湿法研磨生产中，其可以显著降低重钙浆料的研磨粘度，减少磨后返粘回粘，增加料浆的稳定性，对于降低磨耗和提高重钙产品品质都有着重要重用。
目前研究表明，重钙研磨分散剂的分散机理为：1.聚合物聚羧酸盐分子吸附在碳酸钙微粒表面从而形成双电层，其具有静电排斥作用；2.聚合物吸附在微粒表面，在各微粒之间起到一定的位阻作用。
目前市场上绝对大部分重钙研磨分散剂都是直链型的聚羧酸盐类产品(CN201711416392.X)，其主要起分散作用大部分是主链，并且主链在一定长度范围内的研磨效果最佳，过长或者过短，都会影响研磨效果，从而制约着研磨性能的提升，更重要的是，这类直主链的聚合物，研磨过后的浆料粘度大，并且在静置一段时间后容易出现回粘返粘等状况，影响重钙产品的质量。
为了克服以上缺点，近年来国内外研究员，越来越重视对两性型聚羧酸类重钙研磨分散剂的研究。两性型聚羧酸盐重钙研磨分散剂，就是一种在其分子链上同时存在阴离子活性剂基团和阳离子活性基团，属于梳状高聚物分子结构。由于在其分子上引入了阳离子活性基团，使得羧酸大分子同时具有阴阳离子性，解决了目前支化结构聚羧酸高性能研磨分散剂只能吸附重钙浆料中阳离子颗粒，而不能吸附阴离子颗粒的问题，提高了两性型研磨分散剂在重钙颗粒表面上的吸附性能和吸附饱和掺量，使分散剂在重钙中的表面活性更好。然而，目前常用的两性型聚羧酸类重钙研磨分散剂适应性不强，难以同时适用于研磨65级和98级重钙，并且研磨浆料静置后存在易回粘返粘的缺点。
发明内容
本发明旨在提供一种两性型重钙研磨分散剂及其制备方法，以解决背景技术存在的上述缺陷。
本发明是通过如下的技术方案实现的：
一种两性型重钙研磨分散剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将2-丁烯醛、3-戊烯-2-酮和不饱和聚醚混合，在惰性气体氛围下，同时加入丙烯酸，氧化剂和链转移剂进行自由基聚合反应，得到含有醛基和酮基的高聚物预聚体；
步骤二，将所述高聚物预聚体与氰化钠和氯化铵进行Strecker反应，得到主链含有氨基和羧基的两性型聚合物；
步骤三，用碱试剂将所述两性型聚合物的pH值调整为6-8，得到两性型重钙研磨分散剂。
作为优选的技术方案，所述不饱和聚醚选自烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚中的至少一种，加入量为丙烯酸单体的5-20wt％。
优选的，步骤一中自由基聚合反应的温度为60-80℃。步骤一中2-丁烯醛、3-戊烯-2-酮、不饱和聚醚和丙烯酸的摩尔比为1:5:0.5:2。
优选的，步骤二的反应温度为40-50℃。
优选的。所述氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化氢中的至少一种，加入量为丙烯酸单体的0.1-10wt％；
所述链转移剂选自亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠中的至少一种，加入量为丙烯酸单体的0.2-20wt％；
所述碱试剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、液氨中的至少一种，其质量浓度为30-50％。
本发明通过在主链上引入羧基和氨基制得的分散剂，既表现出用量低高分散的性能，增加了重钙过程中研磨效率，又改进了在65级和98级重钙研磨上的适应性，能够同时用在65级和98级重钙研磨上，在高效研磨分散的基础上，还起到了一定的防回粘返粘的作用。
本发明涉及的原料成本低，反应条件温和，无需额外添加反应溶剂，环境友好，适宜推广应用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行阐述，但并不限制本发明。
实施例1
向三口烧瓶中通入氮气5min，将0.3g的2-丁烯醛，1.4g的3-戊烯-2-酮和40g的烯丙醇聚氧乙烯醚，放入圆底烧瓶，升温至65℃，同时滴加80g丙烯酸、50g质量分数2％的过硫酸钠水溶液和40g质量分数3％的亚硫酸氢钠水溶液，反应4h的到高聚物预聚体备用；取50g高聚物预聚体于圆底烧瓶，加入10g氰化钠，3g氯化铵，升温至40℃反应4h，再用275g液碱中和至中性，加入去离子水调整固含量到42％，最终得到分散剂产品。
实施例2
向三口烧瓶中通入氮气5min，将0.3g的2-丁烯醛，1.4g的3-戊烯-2-酮和40g的异戊烯醇聚氧乙烯醚，放入圆底烧瓶，升温至65℃，同时滴加80g丙烯酸、50g质量分数1％的过硫酸铵水溶液和40g质量分数3％的亚硫酸钠水溶液，反应3.5h的到高聚物预聚体备用；取50g高聚物预聚体于圆底烧瓶，加入10g氰化钠，3g氯化铵，升温至50℃反应3.5h，再用275g氢氧化钠中和至中性，加入去离子水调整固含量到42％，最终得到分散剂产品。
实施例3
向三口烧瓶中通入氮气5min，将0.3g的2-丁烯醛，1.4g的3-戊烯-2-酮和40g的异戊烯醇聚氧乙烯醚，放入圆底烧瓶，升温至70℃，同时滴加80g丙烯酸、50g质量分数3％过硫酸钾水溶液和40g质量分数3％焦亚硫酸钠水溶液，反应4h的到高聚物预聚体备用；取50g高聚物预聚体于圆底烧瓶，加入10g氰化钠，3g氯化铵，升温至45℃反应3.5h，再用275g氢氧化钾中和至中性，加入去离子水调整固含量到42％，最终得到分散剂产品。
应用实施例
将按照实施例1-3制得的分散剂以及对比样品(按照专利CN201711416392.X公开的方法值得)在65级和98级重钙研磨中进行应用(分散剂固含量为42％)。
在15L研磨罐中加入一定量的水，开启搅拌，加入计算量的分散剂，搅拌均匀后加入计算量的重质碳酸钙粉料，研磨2小时后出料，进行粘度和粒径数据检测，其中分散剂用量和研磨浆料其他各组分的比例保持一致。粒径和分散后静置1h粘度数据见表1：
表1研磨后重钙浆料的物性指标
Figure BDA0002142860050000041
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种两性型重钙研磨分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将2-丁烯醛、3-戊烯-2-酮和不饱和聚醚混合，在惰性气体氛围下，同时加入丙烯酸，氧化剂和链转移剂进行自由基聚合反应，得到含有醛基和酮基的高聚物预聚体；
步骤二，将所述高聚物预聚体与氰化钠和氯化铵进行反应，得到主链含有氨基和羧基的两性型聚合物；
步骤三，用碱试剂将所述两性型聚合物的pH值调整为6-8，得到两性型重钙研磨分散剂；
所述不饱和聚醚选自烯丙醇聚氧乙烯醚、异戊烯醇聚氧乙烯醚、甲基烯丙基聚氧乙烯醚中的至少一种，其加入量为丙烯酸单体的5-20wt％。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中2-丁烯醛、3-戊烯-2-酮和丙烯酸的摩尔比为1:5:2。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中2-丁烯醛、3-戊烯-2-酮、不饱和聚醚和丙烯酸的摩尔比为1:5:0.5:2。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中自由基聚合反应的温度为60-80℃，步骤二的反应温度为40-50℃。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化氢中的至少一种，加入量为丙烯酸单体的0.1-10wt％。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链转移剂选自亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠中的至少一种，加入量为丙烯酸单体的0.2-20wt％。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱试剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、液氨中的至少一种。
8.权利要求1-7任一项所述方法制备的两性型重钙研磨分散剂。
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