[发明专利]丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增强剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷增强剂制备技术领域，具体涉及一种丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增强剂及其制备方法和应用。

背景技术

在陶瓷墙地砖生产中，普遍存在陶瓷配体强度较差，破损率高的现象，通常靠提高压机的成型压力来增加强度，压机压力到一定程度后，对提高配体强度的效果不明显，为满足各工艺要求常需要加入不同的添加剂，同时可减少成型设备的费用和能耗，节能经济，大大提高陶瓷配体的强度。虽然用量不大，但却起着重要的作用，其中，由于采用干压成型，随着产品规格的增大，对陶瓷砖坯体强度提出了更高要求。如果坯体强度不足，造成坯体在成形、输送、干燥、施釉等工艺过程中产生破损，破损率可达10～20％，严重制约了生产效率和产品质量的提高。

若要增加陶瓷坯体的强度，一是在坯体中提高塑性好的粘土含量，使坯体强度提高，但同时也增大了坯体的干燥收缩，烧成收缩以及提高了烧成温度等；二是在配方中加入适量的增强剂；增强剂又称临时性粘合剂，增强剂多为有机高分子聚合物或溶液，主要是利用分子长链的交联作用，将陶瓷颗粒包围并连接起来，阻止颗粒在受力条件下产生位移，从而起到增强效果。由于高分子类的增强剂分子量较大，结构链较长，在将泥浆中各种微细的原料颗粒聚集在一起时，也会形成网状结构包裹住泥浆中的自由水，使泥浆的流动性变差，加入越多，泥浆的流动性也越差，生产中为了解决上述问题只有在泥浆增加额外的水量，这样泥浆的比重降低，含水量增加，喷雾造粒的能耗也随之增加，因此 需要加入解凝剂来降低泥浆的粘度，减少泥浆的含水率以降低喷雾塔造粒工序中干燥泥浆水分所消耗的燃料。目前陶瓷生产厂家所用的解凝剂主要为水玻璃和三聚磷酸钠，要求添加在配方中只能起降低放浆流速的用而对坯体的强度无任何影响。

天然淀粉经过化学、物理、生物等处理改变了淀粉分子中的某些D-吡喃葡萄糖单元的化学结构，从而改变淀粉的性质制成了淀粉衍生物。淀粉衍生物的应用之一是用作水处理药剂，淀粉衍生物絮凝剂具有天然改性有机高分子絮凝剂的特点，其选择性大、无毒、可以完全被生物降解，在自然界可形成良性循环。淀粉接枝丙烯酰胺是以淀粉的刚性链为骨架，接枝上具有一定柔性的聚丙烯酰胺支链，形成了具有刚柔结合的空间网状大分子结构。从而克服了天然淀粉加工性能差、低温时难分散且渗透能力差,以及聚丙烯酰胺价格偏高、残留单体的污染、使用受各种条件限制等缺点。淀粉接枝丙烯酰胺(S t-g-A M)在空间结构上显示出比均聚的PAM具有更大的比表面积，对架桥和吸附沉淀有利等优点。因此，在一定条件下，接枝共聚物比相同分子量的均聚P A M具有更优异的絮凝性能。

发明内容

为了克服现有技术陶瓷料浆中分散不稳定、高含水率的缺点与不足，达到陶瓷行业节能减排降耗、提高陶瓷浆料均匀性的目标，本发明的首要目的在于提供一种合成工艺简单、性能稳定、节约能源的丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增强剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法制备的丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增强剂。

本发明的再一目的在于提供上述丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增强剂在制备陶瓷中的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增强剂的制备方法，该制备方法按照以下操作步骤：

(1)称取0.1～1质量份淀粉，在50～100℃下糊化1～5小时；

(2)糊化结束后，加入1～5质量份丙烯酸，调节pH值至7～8，加入0.2～2质量份丙烯酰胺或甲基烯基聚氧乙烯醚(TPEG)，然后加入0.01～0.1质量份引发剂，50～100℃继续反应2～6小时，得到丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增强剂。

步骤(1)所述淀粉为天然淀粉或者改性淀粉，优选为玉米淀粉、小麦淀粉、可溶性淀粉或活性淀粉。

步骤(2)所述调节pH值是采用NaOH固体、KOH固体、NaOH溶液或KOH溶液进行调节。

步骤(2)所述引发剂为水溶性自由基引发剂，包括过硫酸铵、过硫酸钾、双氧水、高锰酸钾和重铬酸钾中的一种以上。

一种由上述制备方法得到的丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增强剂。

上述的丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增强剂在制备陶瓷中的应用。

本发明的机理是：