[发明专利]一种聚羧酸型高效陶瓷减水剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷减水剂制备技术领域，具体涉及一种聚羧酸型高效陶瓷减水剂及其制备方法与应用。

背景技术

陶瓷减水剂，是目前应用非常广泛的一种陶瓷添加剂。陶瓷减水剂的作用是改善陶瓷料浆和釉料的流动性，使料浆和釉料在含水率较低的情况下，达到较高的分散效果和要求的流动性；同时，还能减少陶瓷料浆和釉层的干燥和烧结时间，降低生产成本。因此，使用优良的陶瓷减水剂，能促进陶瓷生产向高效益、高质量、低能耗的方向发展。

目前陶瓷生产中常用的减水剂可以分为以下四类:无机陶瓷减水剂、有机小分子陶瓷减水剂、复合陶瓷减水剂和高分子陶瓷减水剂。国内应用比较广泛的陶瓷减水剂主要是传统无机盐类减水剂，如水玻璃、三聚磷酸钠和碳酸钠，但由于受到分子结构、相对分子质量等因素的影响，无机陶瓷减水剂存在掺加量大、分散效率低和制得的料浆稳定性差等缺点。而高分子陶瓷减水剂由于疏水基、亲水基的位置、大小及数量可调，分子结构可呈梳状、多支链化等，因此高分子陶瓷减水剂对分散微粒表面覆盖及包封效果要比无机陶瓷减水剂强得多、分散体系更稳定、分散体系适应性更加广泛，且高分子陶瓷减水剂在干燥和烧结过程中易分解挥发，不会引入杂质而降低陶瓷质量。因此高分子陶瓷减水剂已经成为很有前途的一类高效减水剂。

现在国内研究较多的减水剂主要是聚羧酸系高分子减水剂，但由于工业生产成本较高，聚羧酸系高分子陶瓷减水剂主要处于研究阶段。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种聚羧酸型高效陶瓷减水剂的制备方法。本发明为克服陶瓷料浆中含水量较高的问题，达到陶瓷行业节能减排降耗的目的。提供了一种合成工艺简单、性能稳定、环境友好、节约能源的聚羧酸系高效陶瓷减水剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法制备的聚羧酸型高效陶瓷减水剂。

本发明的另一目的在于提供所述的聚羧酸型高效陶瓷减水剂在制备陶瓷上的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种聚羧酸型高效陶瓷减水剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将大分子单体，丙烯酸，中和剂，链转移剂，搅拌下混合，加热到70～110℃，得到混合液Ⅰ；

（2）将引发剂溶液逐滴滴加到混合液Ⅰ中，加热，得到混合液Ⅱ；

（3）在混合液Ⅱ中加入链终止剂，停止加热，搅拌下冷却至室温，即得到聚羧酸型高效陶瓷减水剂。

步骤（1）中所述的大分子单体优选为异戊烯醇聚氧乙烯醚或烯丙醇聚氧乙烯醚等；

步骤（1）中所述的丙烯酸与大分子单体的质量比优选为（0.5～3.5）：1；更优选为（0.5～2.4）：1；

步骤（1）中所述的中和剂优选为质量百分比是21～35%的氢氧化钠水溶液；

步骤（1）中所述的中和剂的用量优选为调混合液Ⅰ的pH值至7～8；

步骤（1）中所述的链转移剂为无机盐类；优选为亚硫酸钠、次亚磷酸钠、亚硫酸钾和次亚磷酸钾中的至少一种；更优选为次亚磷酸钠或次亚磷酸钾中的至少一种；

步骤（1）中所述的链转移剂的质量优选为大分子单体和丙烯酸总质量的2.0%～7.5%；更优选为大分子单体和丙烯酸总质量的3.1～7.5%；

步骤（2）中所述的引发剂为过硫酸盐，优选为过硫酸铵；

步骤（2）中所述的引发剂溶液优选为质量百分比是1.3～3.0%的过硫酸盐水溶液；

步骤（2）中所述的引发剂的质量优选为大分子单体和丙烯酸总质量的0.3%～0.9%；更优选为大分子单体和丙烯酸总质量的0.35%～0.76%；

步骤（2）中所述的逐滴滴加的速度优选为5～10s/滴；

步骤（2）中所述的加热的条件优选为在70～110℃下加热2～5小时；

步骤（3）中所述的链终止剂优选为次亚磷酸钠和次亚磷酸钾中的至少一种；

步骤（3）中所述的链终止剂的质量优选为大分子单体和丙烯酸总质量的1.0%～5.0%；更优选为大分子单体和丙烯酸总质量的1.6%～3.8%；

步骤（3）所述的室温优选为20～30℃；

一种聚羧酸型高效陶瓷减水剂，通过上述制备方法制备得到。

所述的聚羧酸型高效陶瓷减水剂在制备陶瓷上的应用。

本发明的机理是：