[发明专利]一种ATRP技术的梳型嵌段共聚物陶瓷减水剂

说明书

本发明涉及一种ATRP技术的梳型嵌段共聚物陶瓷减水剂，以含有磷酸盐基、磺酸基、羧酸基的单体在乳化剂、催化剂作用下通过ATRP活性技术合成；本发明提供一种ATRP技术的梳型嵌段共聚物陶瓷减水剂的制备方法。本发明的梳型嵌段共聚物陶瓷减水剂，含有高效的多锚固基团磷酸盐阴离子、磺酸盐阴离子、羧酸盐阴离子吸附于陶瓷浆料颗粒表面，因双电层作用产生电荷排斥和空间位阻对颗粒包覆并分散开来，其梳型结构形成空间悬浮网状体系，不会发生緾绕而团聚，因此体系更加稳定；本发明采用ATRP活性聚合技术，其共聚物分子量分布更窄更均匀，分散效率高且性能稳定。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷减水剂，尤其涉及到一种ATRP技术的梳型嵌段共聚物陶瓷减水剂，属于高分子助剂合成技术领域。

背景技术

在陶瓷烧结成型过程中，其能源损耗的80％以上都用于烧成和干燥工序，因此，该行业面临的一个关键技术问题就是尽量降低陶瓷浆料中水的加入量，并同时保持料浆体系合适的流动性和粘度。陶瓷减水剂是陶瓷添加剂的一种，亦称解凝剂、分散剂、稀释剂或者解胶剂，广泛应用陶瓷工业磨浆、制釉等工艺过程。陶瓷减水剂是用来改善浆料的流动性，使其在低含水量的情况下，保持料浆体系的流动性，减少干燥能耗，提高工作效率，改善产品性能。因此，优质高效的陶瓷减水剂能促进陶瓷产业向低能耗、高质量、高效益的方向发展。

中国专利CN201310167239.3公开了一种节水型减水剂及其制备方法和应用，包含以下步骤：将丙烯酸、烯丙基缩水甘油醚和不饱和单体加入水中，再加入链转移剂，升温，加入引发剂，恒温搅拌反应2～4h，加入聚乙烯醇，继续搅拌0.5～1h；冷却，调节pH，得到节水型减水剂。该方法反应条件可控，后处理工序简单，制备得到的节水型减水剂。

中国专利CN201410419165.2公开了一种环糊精接枝共聚物型陶瓷减水剂及其制备方法，该减水剂由环糊精或环糊精衍生物、3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐、链转移剂、引发剂、链终止剂以及去离子水组成；由于环糊精特殊的分子结构，该发明所制备的减水剂具有非常好的减水和分散效果；同时该减水剂为两性离子型聚电解质，其化学性和热稳定性好、水化能力强且不易受溶液pH值影响；该减水剂对陶瓷还具有增强的效果。

但是陶瓷减水剂领域很少有活性可控聚合的相关报道，原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP)是以简单的有机卤化物为引发剂、过渡金属配合物为卤原子载体，通过氧化还原反应，在活性种与休眠种之间建立可逆的动态平衡，从而实现了对聚合反应的控制。

发明内容

本发明提供一种ATRP技术的梳型嵌段共聚物陶瓷减水剂。

所述ATRP法，即原子转移自由基聚合法，可实现自由基的可控聚合，制备出的聚合物具有分子量可控、分子量分布窄的特点。

本发明所述的一种ATRP技术的梳型嵌段共聚物陶瓷减水剂，以磺酸根、磷酸根、羧酸根为锚固基团，以聚乙二醇支链为梳型位阻基团，具有高效减水作用；其分子结构式如下：

分子式中，所述m＝8～12，n＝5～10，p＝4～8，x＝10～30，y＝2～8。

本发明提供一种ATRP技术的梳型嵌段共聚物陶瓷减水剂的制备方法，其制备步骤如下：

a)按重量份计，将0.2～0.8份配体、0.5～1.5份催化剂、0.02～0.1份乳化剂、120.0～180.0份去离子水、20.0～30.0份甲基丙烯酰氧烷基磷酸钠单体加入到反应器中，搅拌下乳化并升温60～90℃，滴加5.0～10.0份10％份引发剂水溶液，在0.5～1h内滴加完毕，然后在60～90℃下反应3h～5h，得聚合物溶液A；

b)在聚合物溶液A中加入8.0～15.0份对苯乙烯基苯磺酸钠，控制在60～90℃下继续反应3h～5h，得聚合物溶液B；