[發明專利]丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增強劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410834890.6
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104530318A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 王斌;謝義鵬;黃月文;方天勇;梁彩珍
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/06;C08F220/56;C08F291/06;C04B35/636
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲

技術領域

本發明屬于陶瓷增強劑制備技術領域，具體涉及一種丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增強劑及其制備方法和應用。

背景技術

在陶瓷墻地磚生產中，普遍存在陶瓷配體強度較差，破損率高的現象，通常靠提高壓機的成型壓力來增加強度，壓機壓力到一定程度后，對提高配體強度的效果不明顯，為滿足各工藝要求常需要加入不同的添加劑，同時可減少成型設備的費用和能耗，節能經濟，大大提高陶瓷配體的強度。雖然用量不大，但卻起著重要的作用，其中，由于采用干壓成型，隨著產品規格的增大，對陶瓷磚坯體強度提出了更高要求。如果坯體強度不足，造成坯體在成形、輸送、干燥、施釉等工藝過程中產生破損，破損率可達10～20％，嚴重制約了生產效率和產品質量的提高。

若要增加陶瓷坯體的強度，一是在坯體中提高塑性好的粘土含量，使坯體強度提高，但同時也增大了坯體的干燥收縮，燒成收縮以及提高了燒成溫度等；二是在配方中加入適量的增強劑；增強劑又稱臨時性粘合劑，增強劑多為有機高分子聚合物或溶液，主要是利用分子長鏈的交聯作用，將陶瓷顆粒包圍并連接起來，阻止顆粒在受力條件下產生位移，從而起到增強效果。由于高分子類的增強劑分子量較大，結構鏈較長，在將泥漿中各種微細的原料顆粒聚集在一起時，也會形成網狀結構包裹住泥漿中的自由水，使泥漿的流動性變差，加入越多，泥漿的流動性也越差，生產中為了解決上述問題只有在泥漿增加額外的水量，這樣泥漿的比重降低，含水量增加，噴霧造粒的能耗也隨之增加，因此?需要加入解凝劑來降低泥漿的粘度，減少泥漿的含水率以降低噴霧塔造粒工序中干燥泥漿水分所消耗的燃料。目前陶瓷生產廠家所用的解凝劑主要為水玻璃和三聚磷酸鈉，要求添加在配方中只能起降低放漿流速的用而對坯體的強度無任何影響。

天然淀粉經過化學、物理、生物等處理改變了淀粉分子中的某些D-吡喃葡萄糖單元的化學結構，從而改變淀粉的性質制成了淀粉衍生物。淀粉衍生物的應用之一是用作水處理藥劑，淀粉衍生物絮凝劑具有天然改性有機高分子絮凝劑的特點，其選擇性大、無毒、可以完全被生物降解，在自然界可形成良性循環。淀粉接枝丙烯酰胺是以淀粉的剛性鏈為骨架，接枝上具有一定柔性的聚丙烯酰胺支鏈，形成了具有剛柔結合的空間網狀大分子結構。從而克服了天然淀粉加工性能差、低溫時難分散且滲透能力差,以及聚丙烯酰胺價格偏高、殘留單體的污染、使用受各種條件限制等缺點。淀粉接枝丙烯酰胺(S?t-g-A?M)在空間結構上顯示出比均聚的PAM具有更大的比表面積，對架橋和吸附沉淀有利等優點。因此，在一定條件下，接枝共聚物比相同分子量的均聚P?A?M具有更優異的絮凝性能。

發明內容

為了克服現有技術陶瓷料漿中分散不穩定、高含水率的缺點與不足，達到陶瓷行業節能減排降耗、提高陶瓷漿料均勻性的目標，本發明的首要目的在于提供一種合成工藝簡單、性能穩定、節約能源的丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增強劑的制備方法。

本發明的另一目的在于提供通過上述制備方法制備的丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增強劑。

本發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強劑在制備陶瓷中的應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增強劑的制備方法，該制備方法按照以下操作步驟：

(1)稱取0.1～1質量份淀粉，在50～100℃下糊化1～5小時；

(2)糊化結束后，加入1～5質量份丙烯酸，調節pH值至7～8，加入0.2～2質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質量份引發劑，50～100℃繼續反應2～6小時，得到丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增強劑。

步驟(1)所述淀粉為天然淀粉或者改性淀粉，優選為玉米淀粉、小麥淀粉、可溶性淀粉或活性淀粉。

步驟(2)所述調節pH值是采用NaOH固體、KOH固體、NaOH溶液或KOH溶液進行調節。

步驟(2)所述引發劑為水溶性自由基引發劑，包括過硫酸銨、過硫酸鉀、雙氧水、高錳酸鉀和重鉻酸鉀中的一種以上。

一種由上述制備方法得到的丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增強劑。

上述的丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增強劑在制備陶瓷中的應用。

本發明的機理是：