CN114105652B - 一种复合型陶瓷减水剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型陶瓷减水剂，包括以下重量份原料：40～50份聚羧酸盐母液、5～10份助磨剂、5～10份增塑剂、1～5份增强剂。本发明通过在较低温度下在水溶液环境中进行自由基聚合制备了聚羧酸盐母液，随后加入功能性物质制备了复合型陶瓷减水剂。本发明的减水剂各组分配伍合理，产生了较好的协同作用，有效提高了陶瓷砂浆的减水率、助磨性、可塑性。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷生产助剂技术领域，具体涉及一种复合型陶瓷减水剂。
背景技术
陶瓷是陶器与瓷器的统称。传统陶瓷又称普通陶瓷，是以粘土等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品，现代陶瓷又称新型陶瓷、精细陶瓷或特种陶瓷。陶瓷具有优异的绝缘、耐腐蚀、耐高温、硬度高、密度低、耐辐射等诸多优点，已在国民经济各领域得到广泛应用。陶瓷的生产过程中，陶瓷减水剂是使用的最广的陶瓷添加剂。陶瓷减水剂，又名陶瓷分散剂、解凝剂和稀释剂等，用于陶瓷工业的选泥、磨浆、制釉等工艺过程中。陶瓷减水剂的主要作用是使陶瓷泥浆在一定的时间内能保持较好的流动性，减少颗粒的表面能，降低固、液之间的界面张力，能较好的、有效地浸润固体小颗粒，得到固含量高且流动性好的泥浆。
通过降低入塔料浆的含水率，可以减小水分的蒸发量，从而降低干燥能耗，对降低生产成本和提高生产效率有重大意义。此外，一般情况下，料浆中含水率的降低会导致其粘度的升高等问题，从而不利于生产，因而减水剂的应用至关重要，即通过添加少量减水剂能使料浆在含水率较低的情况下仍然具有较小粘度，从而满足生产需要。目前，我国最常使用的陶瓷减水剂主要有水玻璃、偏硅酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、柠檬酸钠、腐植酸钠、木质素磺酸盐、聚丙烯酸钠等。这些减水剂存在解胶范围窄、短时间内易凝固、适应性差和存在副作用等问题，故有必要将陶瓷行业和精细化学相结合，深入探讨陶瓷减水剂作用机理，开发出效果更好、作用更强且价格更低的优良产品。
CN 105968270 A公开了一种复合型陶瓷减水剂及其制备方法，制备步骤包括：(1)将栲胶、双烯丙基聚乙二醇醚、丙烯酸葡萄糖酯、不饱和羧酸及其盐和水加入反应釜中，开启搅拌并升温；(2)待温度升至90～120℃时，再向反应釜中加入引发剂，保持温度100～120℃，继续反应5～10小时；(3)加入无机分散剂，搅拌0.5～2小时后降温出料，得到复合型陶瓷减水剂；该发明制备的陶瓷减水剂含羧基、醚基、酯基、羟基等功能基团，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。
CN 112573929 A公开了一种复合陶瓷减水剂，其含有如下质量百分含量的组分：偏硅酸钠30～40wt％，多聚磷酸钠25～30wt％，甲基纤维素、乙基纤维素或羧甲基纤维素10～15wt％，柠檬酸钠、单宁酸钠或乙二胺四乙酸钠10～15wt％，过硼酸钠3.0～5.0wt％，碳酸镁、碳酸钠或碳酸钾2.0～4.0wt％，聚合醇胺1.0～3.0wt％，脂肪醇聚氧乙烯醚 0.5～1.0wt％，废砂(主要含二氧化硅、硅酸钠、三氧化二铝等) 1.0～3.0wt％；该发明的复合陶瓷减水剂集减水、增强强度、助磨等功能于一体，具有使用范围广，总添加量少，使用效果好等特点。
CN 105754034 A公开了一种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；共聚物陶瓷减水剂数均相对分子量为3000～20000；此发明的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；此发明制得的共聚物陶瓷减水剂可以广泛应用到陶瓷坯料研磨、制浆和成型过程中。
可以看出现有技术的方案主要包括多种具有减水作用的物质组合或通过自由基聚合在加热条件下制备带有功能性侧链的高分子型减水剂。然而，在较低的温度下制备性能高效陶瓷减水剂是更为绿色环保的方法。此外，现有技术中的减水剂性能较为单一，将其与多种功能助剂复配产生协同作用的研究较少。
发明内容
有鉴于现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种复合型陶瓷减水剂，通过在较低温度下在水溶液环境中进行自由基聚合制备了聚羧酸盐母液，随后加入功能性物质制备了复合型陶瓷减水剂；所述的减水剂各组分配伍合理，产生了较好的协同作用，有效提高了陶瓷砂浆的减水率、助磨性、可塑性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种复合型陶瓷减水剂，包括以下重量份原料：40～50份聚羧酸盐母液、5～10份助磨剂、5～10份增塑剂、1～5份增强剂。
优选的，所述的聚羧酸盐母液的制备方法为：在40～60℃下，将 15～30重量份聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯、5～10重量份烯丙基磺酸钠、0.2～0.5重量份过硫酸铵、在转速300～500r/min下溶解于 100～150重量份水中，得到混合体系Ⅰ；随后将5～10重量份丙烯酸、 0.1～0.2重量份巯基乙酸、0.5～1重量份三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在40～60℃以300～500r/min搅拌速率，聚合反应3～6h 后自然冷却20～30℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数25～40％的氢氧化钠水溶液和水将混合体系Ⅱ的pH调节至6.5～8.0，得到聚羧酸盐母液。
所述的助磨剂为甲醇、乙二醇、甘油、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯、木质素磺酸钠、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠中的至少一种。
所述的增强剂为石墨烯和海藻酸钠中的一种。
石墨烯是sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳材料，具有优异的料中可以光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。本发明将石墨烯添加减水剂中，能够提高陶瓷的韧性和断裂性能，因为石墨烯的加入促进了陶瓷浆料中晶粒的细化；微量的石墨烯可以在陶瓷材料中产生不同强度的结合界面促进了陶瓷材料断裂的改变，从而消耗更多的断裂能量。此外，石墨烯还有较高的比表面积，可以吸附陶瓷浆体分子间的水，使得自由水增多，增强减水剂的作用。
海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物，其分子由β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic，M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-guluronic，G)按(1→4)键连接而成。海藻酸钠的水溶液具有较高的黏度，海藻酸钠可以在极其温和的条件下快速形成凝胶，凝胶的交联网络结构可以将陶瓷颗粒紧紧包裹住，从而增强陶瓷材料的强度。
石墨烯和海藻酸钠复配使用，石墨烯的机械强度和海藻酸钠对陶瓷浆体的离子交换网络结构可能产生促进作用，进一步提高陶瓷的强度、提高减水剂的性能。
进一步的，所述的增强剂由石墨烯和海藻酸钠以质量比为1： (2～5)混合而成。
基于石墨烯的制备工艺，石墨烯片层团聚严重，表面性质收到很大影响，将石墨烯与功能性物质复合，得到改性石墨烯能提升石墨烯的性能。
进一步的，所述改性石墨烯的制备步骤如下：在20～40℃下，将 1～2重量份石墨烯加入到100～200重量份水中，在超声功率为 50～100W、频率50～100kHz下超声处理20～40min，获得石墨烯悬浊液；将2～5重量份植酸、0.5～1重量份三异丙苯基磷酸酯加入到以300～500r/min搅拌速度搅拌的悬浊液中，将悬浊液温度升至40～60℃，搅拌5～10h，随后以8000～10000r/min离心20～30min收集不溶物，用乙醇和水各洗涤三次，然后在-45～-55℃下冷冻干燥24～36h，得到改性石墨烯。
最优选的，所述的增强剂由改性石墨烯和海藻酸钠以质量比为1： (2～5)混合而成。
本发明的有益效果：
(1)在较低的环境温度下，通过水溶液自由基聚合反应制备了聚羧酸盐母液，将其与助磨剂、增塑剂、增强剂共同构成了复合型减水剂，该减水剂各组分配方合理，具有良好的协同作用；在陶瓷浆料中使用添加量少，能有效提高陶瓷浆料的减水率、助磨性和可塑性。
(2)本发明的制备方法操作简单，绿色环保；复合型减水剂集多种功能为一体，各组分添加量少、配伍合理，使用本发明复合型减水剂能显著提高陶瓷浆料的利用率，减少水的添加和其他外加剂的使用量，十分复合绿色生产的需要。
具体实施方式
本发明实施例和测试例中部分材料的介绍：
聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯，平均分子量950，购于上海麦克林生化科技有限公司。
石墨烯，单层或少层石墨烯，片径0.5～5μm，厚度0.8～1.2nm，购于先锋纳米科技有限公司。
陶瓷原料的质量占比为：粘土40％，高岭土15％，长石30％，石英粉15％，陶瓷原料在使用前经过粉碎处理后过60目筛网，收集筛网下的粉料，在80℃烘箱干燥至质量不再发生变化。
其余未经提及的原料均为本领域常见原料，级别在工业级或工业级以上。
实施例1
一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、 100g三乙醇胺、100g羧甲基纤维素钠、20g石墨烯。
所述的聚羧酸母液的制备方法为：在50℃下，将15g聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯、5g烯丙基磺酸钠、0.4g过硫酸铵、在转速350r/min下溶解于150g水中，得到混合体系Ⅰ；随后将10g丙烯酸、 0.15g巯基乙酸、1g三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在 50℃以350r/min搅拌速率，聚合反应4h后自然冷却25℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数30％的氢氧化钠水溶液和水将混合体系Ⅱ的pH调节至7.5，得到聚羧酸盐母液。
实施例2
一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、 100g三乙醇胺、100g羧甲基纤维素钠、20g海藻酸钠。
所述的聚羧酸母液的制备方法为：在50℃下，将15g聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯、5g烯丙基磺酸钠、0.4g过硫酸铵、在转速 350r/min下溶解于150g水中，得到混合体系Ⅰ；随后将10g丙烯酸、 0.15g巯基乙酸、1g三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在 50℃以350r/min搅拌速率，聚合反应4h后自然冷却25℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数30％的氢氧化钠水溶液和水将混合体系Ⅱ的pH调节至7.5，得到聚羧酸盐母液。
实施例3
一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、 100g三乙醇胺、100g羧甲基纤维素钠、4g石墨烯、16g海藻酸钠。
所述的聚羧酸母液的制备方法为：在50℃下，将15g聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯、5g烯丙基磺酸钠、0.4g过硫酸铵、在转速 350r/min下溶解于150g水中，得到混合体系Ⅰ；随后将10g丙烯酸、 0.15g巯基乙酸、1g三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在 50℃以350r/min搅拌速率，聚合反应4h后自然冷却25℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数30％的氢氧化钠水溶液和水将混合体系Ⅱ的pH调节至7.5，得到聚羧酸盐母液。
实施例4
一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、100g三乙醇胺、100g羧甲基纤维素钠、4g改性石墨烯、16g海藻酸钠。
所述的聚羧酸母液的制备方法为：在50℃下，将15g聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯、5g烯丙基磺酸钠、0.4g过硫酸铵、在转速 350r/min下溶解于150g水中，得到混合体系Ⅰ；随后将10g丙烯酸、 0.15g巯基乙酸、1g三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在 50℃以350r/min搅拌速率，聚合反应4h后自然冷却25℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数30％的氢氧化钠水溶液和水将混合体系Ⅱ的pH调节至7.5，得到聚羧酸盐母液；
所述的改性石墨烯的制备方法为：在25℃下，将2g石墨烯加入到100g水中，在超声功率为50W、频率100kHz下超声处理30min，获得石墨烯悬浊液；将5g植酸、0.5g三异丙苯基磷酸酯加入到以 400r/min搅拌速度搅拌的悬浊液中，将悬浊液温度升至60℃，搅拌 6h，随后以8000r/min离心30min收集不溶物，用乙醇和水各洗涤三次，然后在-45℃下冷冻干燥24h，得到改性石墨烯。
对比例1
一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、 100g三乙醇胺、100g羧甲基纤维素钠；所述的聚羧酸盐母液的制备方法同实施例1。
对比例2
一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、 100g三乙醇胺、100g羧甲基纤维素钠、4g改性石墨烯、16g海藻酸钠。
所述的聚羧酸母液的制备方法为：在50℃下，将15g聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯、5g烯丙基磺酸钠、0.4g过硫酸铵、在转速 350r/min下溶解于150g水中，得到混合体系Ⅰ；随后将10g丙烯酸、 0.15g巯基乙酸、1g三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在50℃以350r/min搅拌速率，聚合反应4h后自然冷却25℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数30％的氢氧化钠水溶液和水将混合体系Ⅱ的pH调节至7.5，得到聚羧酸盐母液；
所述的改性石墨烯的制备方法为：在25℃下，将2g石墨烯加入到100g水中，在超声功率为50W、频率100kHz下超声处理30min，获得石墨烯悬浊液；将5g植酸加入到以400r/min搅拌速度搅拌的悬浊液中，将悬浊液温度升至60℃，搅拌6h，随后以8000r/min离心 30min收集不溶物，用乙醇和水各洗涤三次，然后在-45℃下冷冻干燥 24h，得到改性石墨烯。
测试例1陶瓷浆料的减水性能测试
陶瓷浆料的减水率指的是等质量的陶瓷原料拌水后达到相同的粘度时，原始陶瓷原料(即不加入减水剂)的用水量和外加减水剂时用水量的差与原始用水量的比值。具体测试方法为：
(1)在25℃环境中，将200g陶瓷原料、100g水、1g复合型减水剂，在600r/min转速下球磨12min，测试球磨后的陶瓷浆料的粘度并以此时的粘度为基准；
(2)不加入复合型减水剂重复步骤(1)中操作，直到陶瓷浆料的粘度与基准值相同，记录此时所加入的水量计为W0；
(3)计算减水率
陶瓷浆料的流动性，可以用粘度来表示，粘度越大，流动性越小，流出相同体积所需的时间就越长。具体测试步骤为：将200g陶瓷原料、100g水、1g复合型减水剂，在600r/min转速下球磨12min得到陶瓷浆料；将制备好的料浆静置3s后，用涂-4粘度计测量100mL浆料从涂-4杯中流出所需的时间t，取三次测量的平均值来表征泥浆的流动性。
陶瓷浆料的触变性，陶瓷浆料搅拌时，其粘度降低而流动性增加，静置后逐渐恢复原状的特性，或其放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会出现变稠凝固现象，称为泥浆的触变性。具体测试步骤为：将200g陶瓷原料、100g水、1g复合型减水剂，在600r/min转速下球磨12min得到陶瓷浆料，将陶瓷浆料静置30s和30min后再分别测其从涂-4杯中流出所需的时间，用两次流动时间的比值来表征浆料触变性的相对大小，浆料触变性＝静置30min后的流出时间/静置30s 的流出时间。
上述的过程中使用复合型减水剂后，陶瓷浆料的减水率、流动性、触变性的测试结果如表1所示。
表1陶瓷浆料的减水率、流动性、触变性的测试结果
| 减水率(％) | 流动性(s) | 触变性 | |
| 实施例1 | 34.1 | 19.3 | 1.36 |
| 实施例2 | 35.3 | 18.1 | 1.34 |
| 实施例3 | 36.8 | 15.5 | 1.29 |
| 实施例4 | 39.6 | 12.6 | 1.21 |
| 对比例1 | 33.4 | 21.3 | 1.43 |
| 对比例2 | 37.3 | 14.3 | 1.26 |
从减水率的结果可以看出，加入石墨烯或海藻酸钠能提高复合型减水剂的减水性能。在陶瓷浆料中，陶瓷颗粒由于呈片状结构，其板面一般带负电，边面带正电或负电，陶瓷颗粒整体则是带负电，因此，陶瓷的边面和边面或边面与板面易结合而形成卡片结构，包裹一部分水，从而产生絮凝，致使料浆系统的粘度增大。在本发明中，加入聚羧酸盐减水剂，浆料体系中的Na+浓度增大，将泥浆中的Mg2+和Ca2+置换出来，有机分子长链的空间位阻效应增加了陶瓷颗粒的悬浮稳定性，从而实现减水效果。石墨烯大的比面积使得其容易吸附在陶瓷颗粒表面，富集了表面电荷增强了陶瓷颗粒相互排斥的作用，使边-边结构或边-面结构转变为面-面结构，释放了自由水、提高了减水率，降低了体系的粘度和分散性。海藻酸钠的加入，其G单元上的Na+与二价阳离子发生离子交换反应，释放结合水；此外，G单元堆积形成交联网络结构，从而形成水凝胶，有机大分子的相容性使得，海藻酸钠的引入后空间位阻效应进一步增强，提高了减水率。加入石墨烯和海藻酸钠的实施例3的减水率进一步提升。值得注意的是，该实施例中石墨烯用量为单独使用石墨烯的实施例1的1/5，这是因为由于石墨烯结构具有缺陷，只有加入过量的石墨烯才能实现对浆料的良好减水作用。海藻酸钠的加入，降低了石墨烯的用量的同时，石墨烯和海藻酸钠增强了颗粒间的静电排斥和空间位阻效应降低了减水率。加入改性石墨烯和海藻酸钠的对比例2的减水率再一步提升，这是因为用植酸改性石墨烯，可以与陶瓷颗粒形成氢键，增强陶瓷颗粒彼此间的静电作用，使更多的边-边结构或边-面结构转变为面-面结构，使得陶瓷颗粒释放更多的自由水，提高了混合浆料体系的稳定性。实施例4在改性石墨烯制备中加入了三异丙苯基磷酸酯，使得石墨烯表面修饰上更多的功能性基团，进一步增强了石墨烯的比表面积，增强了改性石墨烯与海藻酸钠水凝胶的稳定性更好的包络陶瓷颗粒，释放更多自由水，增强咯额聚羧酸盐大分子链的空间位阻效应，这些共同作用使得实施例4的减水剂具有最高的减水性能。
测试例2陶瓷浆料的助磨性能测试
在建筑陶瓷领域，需要对调控合适粒度的浆料，才能获得优异性能的陶瓷浆料。一般通过筛分法做为日常生产中泥浆质量的控制指标。助磨性测试步骤为：
(1)在25℃环境中，将200g陶瓷原料、100g水、1g复合型减水剂，在600r/min转速下球磨5min，随后过325目筛网，将过筛网的浆料置于80℃烘箱干燥，直到质量不再变化，将质量计为m1；
(2)不加入复合型减水剂重复步骤(1)中操作，将质量计为m2；
(3)计算助磨提高率，
上述的过程中使用复合型减水剂后，助磨提高率如表2所示
表2助磨提高率
| 助磨提高率(％) | |
| 实施例1 | 53.6 |
| 实施例2 | 49.2 |
| 实施例3 | 56.3 |
| 实施例4 | 62.3 |
| 对比例1 | 35.6 |
| 对比例2 | 58.6 |
在本发明中以三乙醇胺为研磨助剂，三乙醇胺是极性物质，具有不对称的结构，在力场中偶极子随力场的作用方向而取向，当粉体被进一步粉碎产生新表面时，三乙醇胺吸附在不平衡价键力的位置上，使粉体断裂面上的价键力得到饱和，颗粒之间的吸附力得到屏蔽，因而有效地阻止了聚结。由助磨性测试测试结果可以看出加入石墨烯或海藻酸钠能提高复合型减水剂助磨性。这是因为石墨烯本身具有较好的研磨润滑性，其较高的机械强度可以像楔子一样起到劈裂作用，从而强化和加速研磨过程；加入海藻酸钠后，海藻酸钠极性基吸附在粉体表面，而疏水基朝外排布，形成低表面能防止粉体的团聚。加入石墨烯和海藻酸钠的实施例3的助磨性进一步提高，这可能是因为海藻酸钠促进了石墨烯在浆料体系中分散，海藻酸钠促进低表面能和石墨烯行使为楔子产生了促进作用，是的陶瓷颗粒研磨更为均匀。加入改性石墨烯和海藻酸钠的实施例4的助磨提高率有最大值，这可能是因为海藻酸钠和改性石墨烯通过静电作用在陶瓷颗粒表面形成了稳定的低表面张力界面，也释放了更多的自由水润湿了颗粒表面，显著提高了符合减水剂的助磨性。
测试例3陶瓷浆料的可塑性能测试
可塑性是指可塑泥团在应力下发生变形，在应力除去后保持形状不变的性能。可塑性测试参照长沙理工大学硕士论文《多功能复合陶瓷添加剂的研究与应用》，可塑性测试具体步骤为：
(1)将200g陶瓷原料、100g水、1g复合型减水剂，在600r/min 转速下球磨8h，得到球磨好的浆料；
(2)将步骤(1)中球磨好的浆料放入120℃恒温烘箱烘干至质量不再发生变化；将干燥后的粉末过325目筛网，收集筛网下的粉末，加入粉末质量25％的水在80r/min转速下搅拌30min；随后静置陈化 24h；
(3)将步骤(2)中陈腐好的泥料制成尺寸为直径为28mm、高为38mm的圆柱形试样，将试样用数显式可塑性仪测量其可塑性，用可塑性指数表示，即一定规格含工作水分的泥柱，在外力作用下，形变10％与50％相对应的应力之比，公式为
上述的过程中使用复合型减水剂后浆料的可塑性指数的测试结果如表3所示。
表3可塑性指数测试
| <![CDATA[可塑性指数测试P<sub>i</sub>]]> | |
| 实施例1 | 0.44 |
| 实施例2 | 0.48 |
| 实施例3 | 0.49 |
| 实施例4 | 0.56 |
| 对比例1 | 0.42 |
| 对比例2 | 0.51 |
由表3的测试结果可以看出加入改性石墨烯和海藻酸钠的实施例4具有最高的可塑性，这可能是因为本发明的聚羧酸盐的正负电荷中心不重合，形成偶极子，可削弱粒子间的相互作用；改性石墨烯和海藻酸钠的加入降低陶瓷微粒表层水的表面张力，从而使水更好地铺展在粒子表面，起到润滑和乳化的作用。因此，实施例4的复合型减水剂具有最好的增塑功能。
Claims (5)
1.一种复合型陶瓷减水剂，其特征在于，包括以下重量份原料：40～50份聚羧酸盐母液、5～10份助磨剂、5～10份增塑剂、1～5份增强剂，
所述增强剂为改性石墨烯和海藻酸钠以质量比为1：(2～5)混合而成，
所述改性石墨烯的制备步骤如下：在20～40℃下，将1～2重量份石墨烯加入到100～200重量份水中，在超声功率为50～100W、频率50～100kHz下超声处理20～40min，获得石墨烯悬浊液；将2～5重量份植酸、0.5～1重量份三异丙苯基磷酸酯加入到以300～500r/min搅拌速度搅拌的悬浊液中，将悬浊液温度升至40～60℃，搅拌5～10h，随后以8000～10000r/min离心20～30min收集不溶物，用乙醇和水各洗涤三次，然后在-45～-55℃下冷冻干燥24～36h，得到改性石墨烯。
2.如权利要求1所述的一种复合型陶瓷减水剂，其特征在于，所述的聚羧酸盐母液的制备方法为：在40～60℃下，将15～30重量份聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯、5～10重量份烯丙基磺酸钠、0.2～0.5重量份过硫酸铵、在转速300～500r/min下溶解于100～150重量份水中，得到混合体系Ⅰ；随后将5～10重量份丙烯酸、0.1～0.2重量份巯基乙酸、0.5～1重量份三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在40～60℃以300～500r/min搅拌速率，聚合反应3～6h后自然冷却20～30℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数25～40％的氢氧化钠水溶液和水将混合体系Ⅱ的pH调节至6.5～8.0，得到聚羧酸盐母液。
3.如权利要求1所述的一种复合型陶瓷减水剂，其特征在于，所述的助磨剂为甲醇、乙二醇、甘油、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。
4.如权利要求1所述的一种复合型陶瓷减水剂，其特征在于，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯、木质素磺酸钠、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠中的至少一种。
5.如权利要求1所述的复合型陶瓷减水剂，其特征在于，所述石墨烯为单层或少层石墨烯，片径0.5～5μm，厚度0.8～1.2nm。
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115057651A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-09-16 | 宁波新盛建材开发有限公司 | 一种保塑防冻型镁质混凝土抗裂剂及其制备方法 |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101838433A (zh) * | 2010-05-13 | 2010-09-22 | 中科院广州化学有限公司 | 一种聚羧酸系复合型陶瓷减水剂的制备方法 |
| CN104743957A (zh) * | 2015-03-06 | 2015-07-01 | 史才军 | 一种减缩增强型高减水率聚羧酸盐及其制备方法 |
| CN105152569A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-16 | 仇鹏 | 一种复合型水泥助磨剂及其使用方法 |
| CN109970924A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-07-05 | 四川铁科新型建材有限公司 | 一种常温合成复合功能性聚羧酸减水剂母液及其制备方法 |
| CN109987872A (zh) * | 2019-04-14 | 2019-07-09 | 昆明安厦新材料科技有限公司 | 一种混凝土高效减水剂及其制备方法 |
| CN110357482A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-22 | 杭州高烯科技有限公司 | 一种含有氧化石墨烯微球的复合高效减水剂及其制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102887979B (zh) * | 2012-10-22 | 2014-02-05 | 北京工业大学 | 一种星形聚羧酸高性能减水剂的制备方法 |
| CN103274703B (zh) * | 2013-05-08 | 2014-08-20 | 中科院广州化学有限公司 | 一种节水型减水剂及其制备方法和应用 |
| CN105985498A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-10-05 | 安徽鑫润新型材料有限公司 | 一种利用烟气脱硫灰的缓凝高效减水剂 |
| CN109423158B (zh) * | 2017-06-29 | 2022-03-29 | 洛阳尖端技术研究院 | 一种改性石墨烯及其制备方法和应用 |
| CN109207778A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-15 | 四川力智久创知识产权运营有限公司 | 一种改性石墨烯增强复合材料制备方法 |
| CN111392721A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-10 | 重庆永固新型建材有限公司 | 一种氧化石墨烯分散液及其制备方法和应用 |
| CN112573929B (zh) * | 2020-12-28 | 2023-03-10 | 山东龙港硅业科技有限公司 | 一种复合陶瓷减水剂及其陶瓷用途 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101838433A (zh) * | 2010-05-13 | 2010-09-22 | 中科院广州化学有限公司 | 一种聚羧酸系复合型陶瓷减水剂的制备方法 |
| CN104743957A (zh) * | 2015-03-06 | 2015-07-01 | 史才军 | 一种减缩增强型高减水率聚羧酸盐及其制备方法 |
| CN105152569A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-16 | 仇鹏 | 一种复合型水泥助磨剂及其使用方法 |
| CN109970924A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-07-05 | 四川铁科新型建材有限公司 | 一种常温合成复合功能性聚羧酸减水剂母液及其制备方法 |
| CN109987872A (zh) * | 2019-04-14 | 2019-07-09 | 昆明安厦新材料科技有限公司 | 一种混凝土高效减水剂及其制备方法 |
| CN110357482A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-22 | 杭州高烯科技有限公司 | 一种含有氧化石墨烯微球的复合高效减水剂及其制备方法 |
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