[發明專利]酯化聚羧酸型陶瓷減水劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200910041833.1
• 申請日: 2009-08-12
• 公開（公告）號: CN101619134A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 廖兵;龐浩;胡美龍;付鐵柱;計紅果;陳永
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州化學研究所
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08F222/08;C04B35/634
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 裘 暉

技術領域

本發明屬于陶瓷減水劑的制備領域，具體涉及一種酯化聚羧酸型陶瓷減水劑及其制備方法。

背景技術

陶瓷行業是一個高能耗行業，其80％以上的能源都用于燒成和干燥工序。因此，該行業面臨的一個關鍵技術問題就是控制陶瓷漿料中水的加入量盡可能少，并同時保持泥漿合適的流動性和黏度。陶瓷減水劑是陶瓷添加劑的一種，亦稱解凝劑、分散劑、稀釋劑或者解膠劑。陶瓷減水劑是用來改善釉料的流動性，使其在水分含量減少的情況下，保持較好的工藝性能。一次，優良的減水劑能促進陶瓷產業向低能耗、高質量、高效益方向發展。

目前我國陶瓷行業普遍使用水玻璃、碳酸鈉、三聚磷酸鈉等無機鹽類為減水劑。普通的陶瓷減水劑由于受分子結構、相對分子質量等因素的影響，其減水效果不佳，而且用量較大，影響了漿料性能。高分子減水劑由于親水基、疏水基位置和大小可調，分子結構多樣化，因此對分散微粒表面包覆效果強，且其分散體系更易于穩定、流動性較好，但成本相對無機減水劑要高。復合型高效減水劑已越來越受到關注，其效果明顯優于單一成分的減水劑。

目前高分子方面研究較多的是聚羧酸類減水劑。聚羧酸經過適當改性在低摻量下具有很高的分散性能和很好的保坍性能。其制備一般都是先合成具有聚合活性的大單體，然后將一定配比的單體混合在一起直接采用溶液聚合而得成品。這種方式的缺點是難度大，分離復雜，且產品穩定性差，不易市場化，且工業成本高。因此，尋求一種合適的方式合成改性聚羧酸型減水劑并與無機鹽復配是一條降低成本，提高效益的有效途徑。

發明內容

針對現有技術的缺陷和不足，本發明的目的首先是提供一種酯化聚羧酸型陶瓷減水劑的制備方法。該方法所用原料易得，工藝簡單，操作方便，易于市場化和工業生產。

本發明的目的還在于提供一種上述方法獲得的陶瓷減水劑。

本發明的再一目的是將上述陶瓷減水劑與無機鹽復合，提供一種復合型的陶瓷減水劑，其效果明顯優于單一成分的減水劑。

為實現上述目的，本發明首先通過聚合反應得到高分子主鏈，再在主鏈上引入一定比例的功能基團，使其具有梳型分子結構，以保持減水率高和不引起明顯緩釋。再篩選無機鹽，并進行復配。獲得減水效果最佳，成本最低的方案。

本發明具體提供的技術方案如下：

一種酯化聚羧酸型陶瓷減水劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)配制馬來酸酐溶液，加熱同時慢慢滴加含有鏈轉移劑和引發劑的苯乙烯，在1～2小時滴加完，60～100℃恒溫反應3～5小時，降溫抽濾，烘干得苯乙烯馬來酸酐共聚物；

(2)酯化反應：將相對分子質量在100～1500的聚乙二醇或聚乙二醇單烷基醚與苯乙烯馬來酸酐共聚物混合，聚乙二醇或聚乙二醇單烷基醚與苯乙烯馬來酸酐共聚物中所含馬來酸酐摩爾比為(1～4)∶1，在100～150℃下反應2～7小時，得到酯化聚羧酸共聚物；

(3)步驟(2)所得共聚物配成水溶液，調pH為7-8即為酯化聚羧酸型陶瓷減水劑。

步驟(1)中，所得苯乙烯馬來酸酐共聚物相對分子質量優選在2000～20000，其馬來酸酐摩爾百分含量優選為10％～50％。

步驟(1)中，馬來酸酐溶液的質量濃度優選為2-20％，溶劑可選用甲苯或二氯乙烷；

馬來酸酐與苯乙烯的摩爾比優選控制在1∶(0.5-5)；更優選1∶(1-3)；

引發劑的加入量優選為反應物體系質量的0.1-5％，更優選0.5，引發劑可以選擇過氧化苯甲酰或過氧化二苯甲酰；

鏈轉移劑的加入量優選為反應物體系質量的0.1-5％，更優選0.5％-1％，鏈轉移劑可以是巰基乙酸、十二烷基硫醇或巰基乙醇。

步驟(2)中，所述的聚乙二醇單烷基醚中的烷基為1～4個碳；反應在N，N-二甲基甲酰胺的溶劑存在條件下進行。

本發明還提供上述方法制備得到的酯化聚羧酸型陶瓷減水劑。

為進一步改善上述酯化聚羧酸型陶瓷減水劑的性能，本發明提供了一種酯化聚羧酸型復合陶瓷減水劑，是將所述的酯化聚羧酸型陶瓷減水劑與無機鹽復配得到的，用于復配的無機鹽可以是碳酸鹽、硅酸鹽和磷酸鹽中的任一種或兩種以上的混合物。復配的比例一般是酯化聚羧酸共聚物與無機鹽的質量比為1∶5-5∶1，較優選1∶3-3∶1。

上述酯化聚羧酸型陶瓷減水劑或復合陶瓷減水劑在使用時的質量濃度通常為20％-60％。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

(1)方法原料易得，工藝簡單，操作方便，易于市場化和工業生產。