[发明专利]一种陶瓷釉料用水性分散剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种陶瓷釉料用水性分散剂及其制备方法与应用。所述水性分散剂，包括如下原料反应制备而成：丙烯酰胺烷基硅氧烷、甲基丙烯酸二甲氨乙酯、含乙烯基的线性聚乙烯亚胺、含乙烯基的磺酸盐、聚乙二醇丙烯酸酯类大分子、丙烯酸酯单体、引发剂、1,1‑二苯基乙烯。所述水性分散剂特别适用于陶瓷釉料墨水的分散，具有对釉料研磨效率高，防沉效果好，长期储存无凝胶析出等优点，使制备的陶瓷釉料墨水可以满足打印性能。

技术领域

本发明属于分散剂技术领域，具体涉及一种陶瓷釉料用水性分散剂及其制备方法与应用。

背景技术

数码喷釉墨水用釉料的主要成分包括钠长石、氧化铝、硅灰石、硅酸锆等，其表面极性高，易形成大量羟基，颗粒间通过范德华力、氢键或化学键作用导致团聚，且无机粉料的密度高，容易沉降结块，难以解团聚。分散剂对釉料颗粒的分散和稳定具有重要影响，近年来，由于有机溶剂对环境的危害，水性喷釉墨水越来越受到消费者青睐，因此水性分散剂成为研究的热点。

水性高分子分散剂一般包括与无机粉料表面吸附的锚固链段和亲水链段两部分。锚固链段分子量一般控制在2000～5000之间，锚固链段过长，易因链段无法完全吸附于粒子表面而成环，或由于相邻粒子表面结合，导致粒子间的“架桥”絮凝。亲水链段决定分散剂在水中的溶解性，亲水链段占比过高，则分散剂溶剂化过强，与无机粉料的结合力相对削弱，易从表面脱落；而亲水链段占比过低，分散剂在水中溶解性差，分散效果下降。发明专利CN108409902A公开了一种高分子助磨分散剂，该分散剂为含有羧酸基、磺酸基、醇羟基或氨基的不同类型的高分子化合物中任意两种的复配物，用于水性陶瓷色料的助磨和分散，研磨效率高，静置稳定时间长。常用的丙烯酸酯类水性分散剂主要采用自由基聚合，分子链长度难控制，分子量分布宽，不利于无机粉料的稳定分散。

另一方面，与陶瓷色料通过人工合成制备不同，陶瓷釉料一般是由原始矿物化合物制备，杂质较多，制备的数码釉墨水在制备或放置过程中容易产生絮凝，堵塞喷头，严重的甚至失去流动性。通过水洗、高温烘烤可减少杂质，但其工艺繁琐，且会增加生产成本。

发明内容

本发明的发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种水性分散剂，分散剂对釉料研磨效率高，防沉效果好，长期储存无凝胶析出，满足打印性能。

本发明的另一目的在于提供所述水性分散剂的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述水性分散剂的应用。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种水性分散剂，包括如下重量份的原料反应制备而成：

所述1,1-二苯基乙烯与引发剂的摩尔数之比为0.6～1.2:1；

所述水性分散剂的重均分子量在10000以内；

所述聚乙二醇丙烯酸酯类大分子的重均分子量在1000以内；所述含乙烯基的线性聚乙烯亚胺是由异氰酸酯丙烯酸乙酯与线性聚乙烯亚胺按摩尔比为1:1反应制备而成，所述线性聚乙烯亚胺的数均分子量不大于600。

体系中，丙烯酰胺烷基硅氧烷中的氨基和硅氧烷基均对无机材料具有锚固作用，且硅氧烷具有疏水性，在水性体系研磨过程中，硅氧烷趋向聚集于无机材料表面，可加快分散剂的吸附，提高研磨效率；硅氧烷水解后与无机材料表面基团形成化学键，牢固吸附在无机材料表面。

体系中，磺酸盐基团可以在水中电离成离子，吸附在陶瓷釉料表面形成双电层，通过静电排斥阻止粒子团聚。

体系中，聚乙二醇丙烯酸酯类大分子中的聚乙二醇链段在水中溶解伸展，可提供空间位阻，提高墨水稳定性，并起到降低墨水表面张力的作用。