本發(fā)明屬于分散劑制備領域，特別涉及一種含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑及其制備方法。

背景技術：

1、當陶瓷原料球磨到一定時間和細度時，往往會難磨甚至產(chǎn)生團聚、“逆研磨”現(xiàn)象。此時往往會添加分散劑，陶瓷分散劑可牢固地吸附在顆粒的裂縫上并能深入到裂縫深處，有效打碎粉料中的團聚，獲得顆粒小、分布均勻和近球形的漿料，從而起到助磨的作用；同時，分散劑可降低固、液之間的界面張力，有效潤濕顆粒，減少水化膜厚度，得到流動性好的漿料，達到稀釋減水的作用，降低生胚含水量，降低陶瓷制造過程中的能耗。

2、現(xiàn)有技術中常見的陶瓷分散劑有無機鹽分散劑、有機小分子分散劑和高分子分散劑。其中，高分子分散劑以其表面覆蓋及包封效果好、分散體系更穩(wěn)定等優(yōu)勢成為陶瓷分散劑的發(fā)展趨勢之一。

3、然而目前市面上的分散劑往往存在解膠范圍窄、存在副作用(如含水率高)等缺點，且通用性差，不能適用于不同黏土原料。因此，亟需發(fā)明一種分散效果好且能夠穩(wěn)定分散、無副作用且適用范圍更寬的高分子分散劑，以彌補現(xiàn)有技術的不足，豐富現(xiàn)有高分子陶瓷分散劑領域。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑及其制備方法，可有效發(fā)揮陶瓷分散劑的作用，實現(xiàn)優(yōu)異且穩(wěn)定的分散效果；同時復配得到的復合陶瓷分散劑幾乎無副作用，且拓寬了高分子分散劑的適用范圍，彌補了現(xiàn)有技術的不足，豐富現(xiàn)有高分子陶瓷分散劑領域。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、本發(fā)明一方面提供了一種含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，所述分散劑包含以下重量份數(shù)的原料：高分子分散劑80～90份、小分子分散劑10～30份、鹽酸1～5份和去離子水5～15份；

4、所述高分子分散劑為含羧酸鹽和/或磺酸鹽的水系高分子分散劑。

5、優(yōu)選地，所述高分子分散劑的制備步驟如下：

6、在反應器中加入丙烯酸單體與等重量份的去離子水混合，通氮氣除氧，隨后加入磺酸單體，升溫至55～65℃；緩慢持續(xù)滴加引發(fā)劑，反應0.5～1.5h，再保溫反應1～2h，隨后調(diào)節(jié)ph為堿性，冷卻至室溫即得高分子分散劑；

7、進一步優(yōu)選地，所述高分子分散劑的制備步驟如下：

8、在反應器中加入丙烯酸單體與去離子水混合，通氮氣除氧，隨后加入磺酸單體，升溫至60℃；緩慢持續(xù)滴加引發(fā)劑，反應1h，再保溫反應1.5h，隨后加入氨水調(diào)節(jié)ph為堿性，冷卻至室溫即得高分子分散劑。

9、優(yōu)選地，所述磺酸單體為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。

10、優(yōu)選地，所述丙烯酸單體和磺酸單體的摩爾比為(0.5～1):1。

11、優(yōu)選地，所述高分子分散劑的結(jié)構(gòu)如式?。?/p>

12、

13、式中：x和n為0～100的整數(shù)，x和n不同時為0。

14、優(yōu)選地，所述高分子分散劑的分子量為5000～10000da。

15、本發(fā)明通過利用丙烯酸單體的活性反應點位，引入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸單體通過不飽和雙鍵縮合制備得到高分子分散劑，通過自身多個電荷排斥周圍粒子，增大體系的zeta電位，使陶瓷原料不易聚沉，實現(xiàn)了優(yōu)于現(xiàn)有技術中其他高分子分散劑的分散效果；同時，5000～10000da的分子量使該高分子分散劑在陶瓷顆粒表面形成較厚的吸附層，而2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸單體中的短鏈甲基增加了該高分子聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的密度，以環(huán)式或尾式吸附在陶瓷顆粒表面，顯著增加了空間位阻效應，有效阻止外力作用對吸附層的剝離，增加了該分散劑的穩(wěn)定性。

16、優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫銨；

17、進一步優(yōu)選地，所述引發(fā)劑的加入量為丙烯酸單體和磺酸單體總質(zhì)量的0.1～0.5％。

18、優(yōu)選地，小分子分散劑為葡萄糖酸鈉、亞甲基雙萘磺酸鈉和亞甲基雙甲基萘磺酸鈉中的至少一種；

19、進一步優(yōu)選地，所述小分子分散劑為亞甲基雙萘磺酸鈉。

20、亞甲基雙萘磺酸鈉是現(xiàn)有技術中常見的一種有機小分子分散劑，其應用在陶瓷分散時穩(wěn)定性難以保證。申請人采用制備得到的高分子分散劑和亞甲基雙萘磺酸鈉復配使用，該小分子分散劑與高分子分散劑間無反應活性位點，相同的極性基團使兩者的相容性較好，對高分子分散劑的基本性能無不利影響。

21、優(yōu)選地，所述高分子分散劑和小分子分散劑的質(zhì)量比為(5～7)：1；

22、進一步優(yōu)選地，所述高分子分散劑和小分子分散劑的質(zhì)量比為6：1。

23、申請人通過調(diào)控高分子分散劑和小分子分散劑的質(zhì)量比，在優(yōu)選比例下使復合分散劑應用于陶瓷分散時具備更寬的解凝范圍和更高的穩(wěn)定分散效果?？赡艿脑蚴窃趶团涫褂脮r，陰離子型分散劑亞甲基雙萘磺酸鈉輔助中和陶瓷原料的正電荷，且其電離出的na+在該復合分散系體系中具有較強的水化能力，構(gòu)成的擴散雙電層增強了高分子分散劑結(jié)構(gòu)中的—so3-和—nh2的靜電位阻作用，使陶瓷原料顆粒充分分散，外圍吸附水化膜增厚，多余的自由水被釋放降低了體系的粘度；同時亞甲基雙萘磺酸鈉填滿了不能被大分子占據(jù)的空隙，使顆粒間懸浮力增大，陶瓷原料的流動性和穩(wěn)定性均增強，最終在摻量更低的情況下實現(xiàn)了更佳的分散效果。

24、本發(fā)明另一方面提供了一種含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑的制備方法，包括以下步驟：將小分子分散劑加入高分子分散劑中，補充去離子水，調(diào)節(jié)ph至強酸性，即得復合陶瓷分散劑。

25、優(yōu)選地，所述含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑的制備方法，包括以下步驟：將小分子分散劑加入高分子分散劑中，補充去離子水，調(diào)節(jié)ph至0.5～0.6，即得復合陶瓷分散劑。

26、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下：

27、(1)本發(fā)明提供的含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，通過靜電斥力和長的高分子鏈形成水化膜位阻層作用，可在低摻量下高效分散陶瓷漿料中的無機顆粒且具有更寬的適用范圍。

28、(2)本發(fā)明提供的含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑通過優(yōu)選丙烯酸單體和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸單體縮合制備了一種具有較高zeta電位和致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，優(yōu)選5000～10000da的分子量，以環(huán)式或尾式吸附在陶瓷顆粒表面，有效阻止外力作用對吸附層的剝離，增加了空間位阻效應，可實現(xiàn)穩(wěn)定分散。

29、(3)本發(fā)明提供的含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑采用高分子分散劑和小分子分散劑復配得到一種水系復合分散劑，兩者相容性良好，協(xié)同增強了體系的解凝范圍，使陶瓷原料顆粒充分分散，外圍吸附水化膜增厚，多余的自由水被釋放，減少了含水率的副作用，在摻量更低的情況下實現(xiàn)了更佳的分散效果。

技術特征：

1.一種含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，其特征在于，所述分散劑包含以下重量份數(shù)的原料：高分子分散劑80～90份、小分子分散劑10～30份、鹽酸1～5份和去離子水5～15份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，其特征在于，所述高分子分散劑的制備步驟如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，其特征在于，所述磺酸單體為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，其特征在于，所述丙烯酸單體和磺酸單體的摩爾比為(0.5～1):1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，其特征在于，所述高分子分散劑的結(jié)構(gòu)如式?。?/p>

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，其特征在于，所述高分子分散劑的分子量為5000～10000da。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫銨。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，其特征在于，所述小分子分散劑為葡萄糖酸鈉、亞甲基雙萘磺酸鈉和亞甲基雙甲基萘磺酸鈉中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑，其特征在于，所述高分子分散劑和小分子分散劑的質(zhì)量比為(5～7)：1。

10.一種權(quán)利要求1-9任一項所述含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將小分子分散劑加入高分子分散劑中，補充去離子水，調(diào)節(jié)ph至強酸性，即得復合陶瓷分散劑。

技術總結(jié)
本發(fā)明提供一種含高分子聚合物的水系復合陶瓷分散劑及其制備方法，該分散劑包括以下重量份數(shù)的原料：高分子分散劑80～90份、小分子分散劑10～30份、鹽酸1～5份和去離子水5～15份；所述高分子分散劑為含羧酸鹽和/或磺酸鹽的水系高分子分散劑。本發(fā)明提供的復合陶瓷分散劑所含高分子聚合物的分子量適中，能夠有效打碎粉料中的團聚顆粒，分散效果優(yōu)異且穩(wěn)定，能夠起到助磨作用；同時采用高分子和小分子復配得到的水系分散劑無副作用，可實現(xiàn)稀釋減水作用且具有更寬的適用范圍。

技術研發(fā)人員：易浩然,唐雅詩
受保護的技術使用者：廣東迪艾龍新材料科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/23