[發(fā)明專利]一種用于納米陶瓷粉體的高分子分散劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910117102.0
• 申請(qǐng)日: 2009-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN101580394A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 石平
• 主分類號(hào): C04B35/634
• 分類號(hào): C04B35/634;C08F220/18;C08F220/56;C08F212/08
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐 暉

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于高分子分散劑及其制備方法，特別屬于用于納米陶瓷粉體的高 分子分散劑及其制備方法。

背景技術(shù)

物質(zhì)經(jīng)納米化后，其尺度位于原子、分子與粒(塊)狀材料之間，故有人 稱之物質(zhì)的第四狀態(tài)。隨著物質(zhì)的細(xì)化，其表面分子排列及電子分布結(jié)構(gòu)和晶 體結(jié)構(gòu)均發(fā)生質(zhì)的變化，產(chǎn)生了粒(塊)狀材料所不具有奇特的表面效應(yīng)、小 尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)。然而正是由于這些特性，會(huì)導(dǎo)致單 個(gè)顆粒的納米材料處于不穩(wěn)定狀態(tài)，顆粒之間往往自動(dòng)相互吸引靠近，以使自 身轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定狀態(tài)。這種現(xiàn)象導(dǎo)致納米顆粒發(fā)生團(tuán)聚，使得其表面能減少，表 面活性降低，比表面積減少，顆粒尺寸增大，實(shí)際使用達(dá)不到納米顆粒的效果。 由于分散的納米材料應(yīng)用意義重大，近幾年來，國內(nèi)公開發(fā)表如何分散納米材 料文章及專著較多，尤其在有機(jī)物和高分子材料中多見。對(duì)于無機(jī)納米陶瓷材 料，由于其比重及與有機(jī)材料相容性等方面的因素，其分散有些特殊性，目前 尚未見有關(guān)納米陶瓷粉體材料分散的詳細(xì)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種分散性能好的用于納米陶瓷 粉體的高分子分散劑。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供上述高分子分散劑的制備方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問題的方案為：用于納米陶瓷粉體的高分子分散劑，所述 的分散劑，包括以下組分及質(zhì)量份：

苯乙烯??????????????10-35

甲基丙烯酸丁酯??????50-130

丙烯酸??????????????10-25

丙烯酰胺????????????25-50

羥甲基丙烯酰胺??????2-5

復(fù)合乳化劑??????????5-15

烷基硫醇????????????0.5-3

過硫酸銨????????????2-4

氨水溶液????????????5-10

聚乙烯醇????????????0.05-0.1

去離子水????????????400-800。

所述的復(fù)合乳化劑為壬基酚聚氧乙烯醚與聚氧乙烯琥珀磺酸脂、甲基丙烯 酸羥丙磺酸鈉、烯丙氧基羥丙磺酸鈉、或乙烯基磺酸鈉。

壬基酚聚氧乙烯醚與聚氧乙烯琥珀磺酸脂、甲基丙烯酸羥丙磺酸鈉、烯丙 氧基羥丙磺酸鈉、或乙烯基磺酸鈉的重量比為1∶2-3。

所述的烷基硫醇為正十二烷基硫醇或叔十二烷基硫醇。

所述的氨水溶液的質(zhì)量濃度10-25％。

所述的分散劑的制備方法為：在反應(yīng)釜中加入部分去離子水，部分復(fù)合乳 化劑，加入聚乙烯醇水溶液，部分過硫酸銨水溶液，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，升溫至 80℃-90℃，在3-6小時(shí)內(nèi)，分別向反應(yīng)釜滴加苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯 酸、丙烯酰胺水溶液、羥甲基丙烯酰胺水溶液，剩余的過硫酸銨水溶液，剩余 的復(fù)合乳化劑，滴加完成后，保溫30-60分鐘，再加入剩余的去離子水，在40-50 ℃溫度下，用氨水調(diào)乳液的PH至8-9。

在上述各組份中：苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酰胺為自由基 的單體；過硫酸銨為引發(fā)劑；羥甲基丙烯酰胺為交聯(lián)劑；復(fù)合乳化劑即乳化劑； 烷基硫醇為調(diào)節(jié)劑；氨水及聚乙烯醇為保護(hù)劑及穩(wěn)定劑。

本方法屬乳液聚合，是高分子聚合的一種方式。本方法的特點(diǎn)之一是選用 反應(yīng)型乳化劑，其一方面提供陰離子，一方面協(xié)同非離子乳化劑，作為乳液聚 合過程所需的乳化劑。同時(shí)其也參與聚合反應(yīng)。在納米陶瓷粉體材料分散過程 中，其提供極性基團(tuán)，仍然具有較高的表面活性。本方法的特點(diǎn)之二可根據(jù)所 要分散的納米陶瓷粉體材料及應(yīng)用方向，調(diào)整配方中的組份，以獲得所述高分 子分散劑不同的HBL值、負(fù)電位的高低及分子量大小。

本發(fā)明根據(jù)納米陶瓷粉體物化性質(zhì)，總結(jié)以前采用偶聯(lián)劑與表面活性劑對(duì) 納米陶瓷粉體進(jìn)行分散存在的不足，提出“分散體系”這一概念，即針對(duì)不同 的納米陶瓷粉體及其應(yīng)用場合，在選擇合適的表面活性劑偶聯(lián)劑的同時(shí)，加入 本發(fā)明中的高分子分散劑，并選用高速分散機(jī)、震動(dòng)球磨機(jī)及高壓均質(zhì)機(jī)等設(shè) 備進(jìn)行分散，其實(shí)現(xiàn)分散的主要工序?yàn)椋?

1、采用弱酸性溶劑，對(duì)納米陶瓷粉體材料表面進(jìn)行洗滌；

2、采用機(jī)械攪拌及表面活性劑使納米陶瓷粉體材料初步分散；