一種梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于陶瓷減水劑制備【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑及其制備方法與應(yīng)用。該方法通過大分子單體、甲基丙烯磺酸鈉、丙烯酸、中和劑、鏈轉(zhuǎn)移劑在引發(fā)劑引發(fā)下反應(yīng)，鏈終止劑終止反應(yīng)，得到梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑。所得梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑，分子鏈上一方面有大量的羧酸根離子和磺酸根離子，增加了zeta電位和粘土粒子間的排斥作用，另一方面含有聚氧乙烯醚長側(cè)鏈，形成了梳形結(jié)構(gòu)，增大了粘土粒子間的相互阻礙作用，因此具有更好的減水效果；且對(duì)陶瓷土料具有一定的助磨作用；對(duì)陶瓷素坯具有明顯的增強(qiáng)效果，在陶瓷制備過程中可減少助磨劑和增強(qiáng)劑的使用。本發(fā)明制備方法合成工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于陶瓷減水劑制備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷添加劑是在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中為滿足工藝要求和性能需要所添加的助劑的通稱。陶瓷添加劑在生產(chǎn)中的用量不大(通常在0.5~2%)，但作用卻很大。陶瓷添加劑的應(yīng)用以及各種新型添加劑的研究開發(fā)已成為陶瓷工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要部分。按照陶瓷添加劑的功能可將陶瓷添加劑分為減水劑、增塑劑、黏合劑、潤濕劑、除泡劑、防腐劑、抗沉淀劑、礦化劑和其他添加劑。
[0003]陶瓷減水劑作為一種應(yīng)用比較廣泛的陶瓷添加劑，主要功能是提高系統(tǒng)的電動(dòng)電位從而改善漿料的流動(dòng)性，使其在水分含量減少的情況下，又可以保持適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性與適當(dāng)?shù)恼扯?；同時(shí)降低了生坯的含水量，降低陶瓷干燥與燒結(jié)的能耗，降低了生產(chǎn)成本。因此，使用優(yōu)良的陶瓷減水劑，能促進(jìn)陶瓷生產(chǎn)向高效益、高質(zhì)量、低能耗的方向發(fā)展。
[0004]根據(jù)陶瓷減水劑的組成的不同，可將現(xiàn)行生產(chǎn)中常用陶瓷減水劑分為無機(jī)鹽減水齊L1、有機(jī)小分子減水劑和高分子減水劑。
[0005]無機(jī)減水劑，一般是含有鈉離子的無機(jī)鹽，如硅酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、碳酸鈉等。無機(jī)減水劑在水中可以電離，起調(diào)節(jié)電荷的作用。無機(jī)陶瓷減水劑存在摻加量大、分散效率低和制得的泥漿穩(wěn) 定性差等缺點(diǎn)。目前，國外陶瓷生產(chǎn)發(fā)達(dá)企業(yè)已基本不使用單一組分的無機(jī)鹽減水劑。
[0006]有機(jī)小分子減水劑，主要是低分子有機(jī)電解質(zhì)類減水劑和表面活性劑減水劑，如腐植酸鈉、檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸鈉(EDTA)。此類減水劑的分散效果比無機(jī)減水劑好，但是價(jià)格相對(duì)較高、穩(wěn)定性不是太好，并且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
[0007]高分子減水劑主要為水溶性高分子，包括高分子聚電解質(zhì)和非離子型高分子。高分子陶瓷減水劑由于疏水基、親水基的位置、大小及數(shù)量可調(diào)，分子結(jié)構(gòu)可呈梳狀、多支鏈化等，因此高分子陶瓷減水劑對(duì)分散微粒表面覆蓋及包封效果要更好、分散體系更穩(wěn)定、分散體系適應(yīng)性更加廣泛。因此，高分子陶瓷減水劑將成為陶瓷減水劑的發(fā)展趨勢(shì)，其合成及應(yīng)用也將逐漸成為本領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。例如Davies等以分子量為3500的聚丙烯酸銨作為氧化招的減水劑，適當(dāng)添加量的情況下可以使83wt%的氧化招料衆(zhòng)的粘度降至400mPa.s—1左右，降粘效果受濃度影響較大。Bouhamed等用RAFT聚合合成AMPS-MPEG共聚物減水劑，并將其與無規(guī)的減水劑進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)嵌段共聚物的吸附還與嵌段的長度有關(guān)，同時(shí)加入嵌段共聚物的料漿的Zeta電位值越負(fù)，更容易達(dá)到平衡穩(wěn)定的狀態(tài)；嵌段共聚物體系的分散效率更高，同時(shí)受介質(zhì)離子強(qiáng)度的影響也越大。但由于工業(yè)生產(chǎn)成本較高，聚羧酸系高分子陶瓷減水劑主要處于研究階段。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)陶瓷料漿中含水量較高的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法。該方法合成工藝簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、環(huán)境友好、節(jié)約能源，達(dá)到陶瓷行業(yè)節(jié)能減排降耗的目的。
[0009]本發(fā)明另一目的在于提供上述方法制備的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑。
[0010]本發(fā)明再一目的在于提供上述梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用。
[0011]本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn):
[0012]一種梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法，通過大分子單體、甲基丙烯磺酸鈉、丙烯酸、中和劑、鏈轉(zhuǎn)移劑在引發(fā)劑引發(fā)下反應(yīng)，鏈終止劑終止反應(yīng)，得到梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑。
[0013]所述的大分子單體為異戊烯醇聚氧乙烯醚和烯丙醇聚氧乙烯醚中的至少一種。
[0014]所用丙烯酸和大分子單體的質(zhì)量比為1.6:1~4:1。
[0015]所用丙烯酸和甲基丙烯磺酸鈉的質(zhì)量比為3:1~6:1。
[0016]優(yōu)選地，所述的中和劑為氫氧化鈉溶液。
[0017]優(yōu)選地，所用中和劑的量為調(diào)節(jié)大分子單體、甲基丙烯磺酸鈉、丙烯酸和鏈轉(zhuǎn)移劑的混合溶液的pH值為7~8。
[0018]更優(yōu)選地，所用中和劑中氫氧化鈉和丙烯酸的質(zhì)量比為0.555:1。
[0019]所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為常用的無機(jī)鹽類鏈轉(zhuǎn)移劑，優(yōu)選為次亞磷酸鈉和次亞磷酸鉀中的至少一種。
[0020]所用鏈轉(zhuǎn)移劑的質(zhì)量優(yōu)選為大分子單體、甲基丙烯磺酸鈉和丙烯酸總質(zhì)量的
4.5 ~6.5%ο
[0021 ] 所述的引發(fā)劑為過硫酸鹽溶液。
[0022]優(yōu)選地，所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀和過硫酸鈉中的至少一種，優(yōu)選過硫酸銨。
[0023]更優(yōu)選地，所述引發(fā)劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I~3%的過硫酸鹽水溶液。
[0024]所用引發(fā)劑中過硫酸鹽的質(zhì)量為大分子單體、甲基丙烯磺酸鈉和丙烯酸總質(zhì)量的
0.45 ~0.65%。
[0025]優(yōu)選地，所述鏈終止劑為次亞磷酸鈉和次亞磷酸鉀中的至少一種。
[0026]所用鏈終止劑的質(zhì)量優(yōu)選為大分子單體和丙烯酸總質(zhì)量的2~3%。
[0027]優(yōu)選地，上述制備方法中，先把大分子單體、甲基丙烯磺酸鈉、丙烯酸、中和劑和鏈轉(zhuǎn)移劑攪拌混合，并加熱到70~90°C，再逐滴加入引發(fā)劑反應(yīng)。
[0028]更優(yōu)選地，所述的逐滴加入的速度為5~IOs/滴。
[0029]優(yōu)選地，所述在引發(fā)劑引發(fā)下反應(yīng)的條件為在70~90°C下加熱反應(yīng)2.5~4小時(shí)。
[0030]優(yōu)選地，所述終止反應(yīng)后使反應(yīng)體系降溫至室溫。
[0031]上述制備方法，具體包含以下步驟:
[0032]把大分子單體、甲基丙烯磺酸鈉、丙烯酸、中和劑和鏈轉(zhuǎn)移劑攪拌混合，并加熱到70~90°C，再逐滴加入引發(fā)劑；恒溫反應(yīng)2.5~4小時(shí)，加入鏈終止劑，冷卻至室溫，得到梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑。[0033]上述方法制備得到的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑相對(duì)于無機(jī)鹽類陶瓷減水劑和其他聚羧酸系減水劑具有更高的減水和分散效果，應(yīng)用于陶瓷制備中可減少助磨劑和增強(qiáng)劑的使用，因此，可廣泛應(yīng)用于陶瓷工業(yè)中。
[0034]本發(fā)明的機(jī)理為:
[0035]在水-固分散系統(tǒng)中，由于粘土顆粒離子表面電荷的存在，在靜電引力的作用下，必然要吸引等電量的相反電荷離子(或反離子)環(huán)繞在固體周圍，而溶液中的反離子因熱運(yùn)動(dòng)呈擴(kuò)散狀態(tài)分布在溶液中，不能整齊地排列在一個(gè)平面上，從而形成所謂的雙電層結(jié)構(gòu)(緊靠顆粒的吸附層和吸附層外的擴(kuò)散層)和Zeta電位。所謂雙電層結(jié)構(gòu)是由吸附層與擴(kuò)散層構(gòu)成，即內(nèi)層緊靠粒子表面整齊排列著一層反離子，稱為吸附層；外層為擴(kuò)散層，即反離子既受靜電引力作用向界面靠近，又受無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的影響而向介質(zhì)擴(kuò)散。吸附層與擴(kuò)散層相接觸的面稱為滑移面，而滑動(dòng)面處電位與溶液內(nèi)部電位之差稱為zeta電位。這兩層電荷厚度增加，粒子間排斥力增大，粒子容易相對(duì)滑動(dòng)，不易因碰撞而黏結(jié)聚沉，這樣就能提聞泥 的穩(wěn)定性和流動(dòng)性。
[0036]另一方面空間位阻斥力是由包覆在陶瓷顆粒表面的表面活性劑之間產(chǎn)生的，當(dāng)陶瓷顆粒相互接近時(shí)，吸附在其表面上的高分子減水劑之間會(huì)產(chǎn)生空間阻礙作用，使顆粒間相互聚集變得困難，使分散體系趨于穩(wěn)定。
[0037]本發(fā)明梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑，一方面分子鏈上還有大量的羧酸根離子和磺酸根離子，增加了 zeta電位和粘土粒子間的排斥作用；另一方面本發(fā)明分子鏈上含有聚氧乙烯醚長側(cè)鏈，形成了梳形結(jié)構(gòu)，增大了粘土粒子間的相互阻礙作用。因此本發(fā)明減水效果更加高效。
[0038]本發(fā)明的聚合物上由于引入了羧酸根與磺酸根，能與粘土粒子表面形成氫鍵；且本發(fā)明的聚合物為梳形高分子，與粘土表面的范德華力更強(qiáng)，本發(fā)明的減水劑對(duì)陶瓷素坯具有較高的增強(qiáng)性。
[0039]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0040]1、本發(fā)明的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑在添加量和其他條件相同時(shí)，相對(duì)于無機(jī)鹽類陶瓷減水劑和其它聚羧酸系減水劑，具有更高的減水和分散效果。
[0041]2、本發(fā)明的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑對(duì)陶瓷土料具有一定的助磨作用；對(duì)陶瓷素坯具有明顯的增強(qiáng)效果，在陶瓷制備過程中可減少助磨劑和增強(qiáng)劑的使用。
[0042]3、本發(fā)明的制備方法反應(yīng)條件溫和，合成工藝簡(jiǎn)單，且單體廉價(jià)、易得，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0044]實(shí)施例1:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備
[0045](I)稱取丙烯酸14.41g，異戊烯醇聚氧乙烯醚4.0Og,甲基丙烯磺酸鈉4.00g，加入到三口燒瓶中；稱取8.0Og氫氧化鈉,攪拌下溶解于20.0Og水中,得到氫氧化鈉水溶液；稱取次亞磷酸鈉1.34g，溶解于15.0Og水中，得到次亞磷酸鈉水溶液；將上述氫氧化鈉水溶液與次亞磷酸鈉水溶液同時(shí)加入到上述三口燒瓶中，得到混合液I，混合液I的PH值為7，攪拌并加熱混合液I至90°C。[0046](2)將0.1056g過硫酸銨溶解到8.0Og水中，并將該過硫酸銨水溶液逐滴滴加到混合液I中，引發(fā)反應(yīng)，900C反應(yīng)2.5小時(shí)，得到混合液II。
[0047](3)將7.00gl0wt%的次亞磷酸鈉水溶液加入到混合液II中，在攪拌下冷卻至室溫，即得梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑。
[0048]性能測(cè)試:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的使用按常規(guī)方法。
[0049]梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的減水性能分別以陶瓷料漿靜置O和0.5小時(shí)后，料漿在注滿的涂-4杯中流完所需流動(dòng)時(shí)間表示。本測(cè)試所用坯料為佛山地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)配方土，減水劑的添加量為陶瓷坯料的0.3wt%，得到的料漿含水率為30wt%，記為料漿I。初始料漿流動(dòng)時(shí)間為41.14s，放置0.5小時(shí)后料漿流動(dòng)時(shí)間65.15s。
[0050]聚羧酸型高效陶瓷減水劑的增強(qiáng)效果通過向“長方體型”磨具(磨具長24.6cm、寬
2.2cm，磨具中間有兩個(gè)向內(nèi)的小三角形)里注入上述料漿I，成型。通過一定時(shí)間后素坯的開裂情況(包括是否開裂、開裂長度)，來比較減水劑的增強(qiáng)效果。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上述料漿I成型后的素坯124分鐘后在磨具中間內(nèi)三角處開裂，149分鐘后裂紋長2.0cm(相當(dāng)于整個(gè)磨寬)；而相同條件下加入相同質(zhì)量的水玻璃50分鐘后在內(nèi)三角處開裂，55分鐘后裂紋長2.0cm0
[0051]實(shí)施例2:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備
[0052](I)稱取丙烯酸14.42g，烯丙醇聚氧乙烯醚4.0Og,甲基丙烯磺酸鈉4.00g，加入到三口燒瓶中；稱取8.0Og氫氧化鈉，攪拌下溶解于15.0Og水中，得到氫氧化鈉水溶液；稱取次亞磷酸鈉1.34g，溶解于15.0Og水中，得到次亞磷酸鈉水溶液；將上述氫氧化鈉水溶液與次亞磷酸鈉水溶液同時(shí)加入到上述三口燒瓶中，得到混合液I，混合液I的PH值為7，攪拌并加熱混合液I至90°C。
[0053](2)將0.1057g過硫酸銨溶解到10.0Og水中，并將該過硫酸銨水溶液逐滴滴加到混合液I中，引發(fā)反應(yīng)，90°C反應(yīng)2.5小時(shí)，得到混合液II。
[0054](3)將7.00gl0wt%的次亞磷酸鈉水溶液加入到混合液II中，在攪拌下冷卻至室溫，即得梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑。
[0055]性能測(cè)試:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的使用按常規(guī)方法。
[0056]梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的減水性能分別以陶瓷料漿靜置O和0.5小時(shí)后，料漿在注滿的涂-4杯中流完所需流動(dòng)時(shí)間表示。本測(cè)試所用坯料為佛山地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)配方土，減水劑的添加量為陶瓷坯料的0.3wt%，得到的料漿含水率為30wt%，記為料漿I。初始料漿流動(dòng)時(shí)間為35.79s，放置0.5小時(shí)后料漿流動(dòng)時(shí)間60.15s。
[0057]梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的增強(qiáng)效果通過向“長方體型”磨具(磨具長24.6cm、寬2.2cm,磨具中間有兩個(gè)向內(nèi)的小三角形)里注入上述料衆(zhòng)I ,成型。通過一定時(shí)間后素坯的開裂情況(包括是否開裂、開裂長度)，來比較減水劑的增強(qiáng)效果。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上述料漿I成型后的素坯120分鐘后在磨具中間內(nèi)三角處開裂，144分鐘后裂紋長2.0cm (相當(dāng)于整個(gè)磨寬)；而相同條件下加入相同質(zhì)量的水玻璃50分鐘后在內(nèi)三角處開裂，55分鐘后裂紋長2.0cm0
[0058]實(shí)施例3:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備
[0059](I)稱取丙烯酸14 .41g，異戊烯醇聚氧乙烯醚8.0Og,甲基丙烯磺酸鈉5.00g，加入到三口燒瓶中；稱取8.0Og氫氧化鈉,攪拌下溶解于20.0Og水中,得到氫氧化鈉水溶液；稱取次亞磷酸鈉1.38g，溶解于15.0Og水中，得到次亞磷酸鈉水溶液；將上述氫氧化鈉水溶液與次亞磷酸鈉水溶液同時(shí)加入到上述三口燒瓶中，得到混合液I，混合液I的pH值為7，攪拌并加熱混合液I至80°C。
[0060](2)將0.1285g過硫酸銨溶解到8.0Og水中，并將該過硫酸銨水溶液逐滴滴加到混合液I中，引發(fā)反應(yīng)，80°c反應(yīng)3小時(shí)，得到混合液II。
[0061](3)將7.00gl0wt%的次亞磷酸鈉水溶液加入到混合液II中，在攪拌下冷卻至室溫，即得梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑。
[0062]性能測(cè)試:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的使用按常規(guī)方法。
[0063]梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的減水性能分別以陶瓷料漿靜置O和0.5小時(shí)后，料漿在注滿的涂-4杯中流完所需流動(dòng)時(shí)間表示。本測(cè)試所用坯料為佛山地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)配方土，減水劑的添加量為陶瓷坯料的0.3wt%，得到的料漿含水率為30wt%，記為料漿I。初始料漿流動(dòng)時(shí)間為38.79s，放置0.5小時(shí)后料漿流動(dòng)時(shí)間62.69s。
[0064]梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的增強(qiáng)效果通過向“長方體型”磨具(磨具長24.6cm、寬2.2cm，磨具中間有兩個(gè)向內(nèi)的小三角形)里注入上述料漿I，成型。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上述料漿I成型后的素坯134分鐘后在磨具中間內(nèi)三角處開裂，157分鐘后裂紋長2.0cm (相當(dāng)于整個(gè)磨寬)；而相同條件下加入相同質(zhì)量的水玻璃50分鐘后在內(nèi)三角處開裂，55分鐘后裂紋長2.0cm。
[0065]實(shí)施例4:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備
[0066](I)稱取丙烯酸14.41g，烯丙醇聚氧乙烯醚8.0Og,甲基丙烯磺酸鈉5.00g，加入到三口燒瓶中；稱取8.0Og 氫氧化鈉,攪拌下溶解于20.0Og水中,得到氫氧化鈉水溶液；稱取次亞磷酸鈉1.38g，溶解于15.0Og水中，得到次亞磷酸鈉水溶液；將上述氫氧化鈉水溶液與次亞磷酸鈉水溶液同時(shí)加入到上述三口燒瓶中，得到混合液I，混合液I的PH值為7，攪拌并加熱混合液I至80°C。
[0067](2)將0.1285g過硫酸銨溶解到8.0Og水中，并將該過硫酸銨水溶液逐滴滴加到混合液I中，引發(fā)反應(yīng)，80°c反應(yīng)3小時(shí)，得到混合液II。
[0068](3)將7.00gl0wt%的次亞磷酸鈉水溶液加入到混合液II中，在攪拌下冷卻至室溫，即得梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑。
[0069]性能測(cè)試:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的使用按常規(guī)方法。
[0070]梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的減水性能分別以陶瓷料漿靜置O和0.5小時(shí)后，料漿在注滿的涂-4杯中流完所需流動(dòng)時(shí)間表示。本測(cè)試所用坯料為佛山地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)配方土，減水劑的添加量為陶瓷坯料的0.3wt%，得到的料漿含水率為30wt%，記為料漿I。初始料漿流動(dòng)時(shí)間為41.35s，放置0.5小時(shí)后料漿流動(dòng)時(shí)間67.56s。
[0071]梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的增強(qiáng)效果通過向“長方體型”磨具(磨具長24.6cm、寬2.2cm,磨具中間有兩個(gè)向內(nèi)的小三角形)里注入上述料衆(zhòng)I ,成型。通過一定時(shí)間后素坯的開裂情況(包括是否開裂、開裂長度)，來比較減水劑的增強(qiáng)效果。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上述料漿I成型后的素坯120分鐘后在磨具中間內(nèi)三角處開裂，144分鐘后裂紋長2.0cm (相當(dāng)于整個(gè)磨寬)；而相同條件下加入相同質(zhì)量的水玻璃50分鐘后在內(nèi)三角處開裂，55分鐘后裂紋長2.0cm0
[0072]實(shí)施例5:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備
[0073](I)稱取丙烯酸28.82g，異戊烯醇聚氧乙烯醚12.0Og,甲基丙烯磺酸鈉5.00g，加入到三口燒瓶中；稱取16.0Og氫氧化鈉，攪拌下溶解于30.0Og水中，得到氫氧化鈉水溶液；稱取次亞磷酸鈉2.76g，溶解于20.0Og水中，得到次亞磷酸鈉水溶液；將上述氫氧化鈉水溶液與次亞磷酸鈉水溶液同時(shí)加入到上述三口燒瓶中，得到混合液I，混合液I的pH值為7，攪拌并加熱混合液I至70°C。
[0074](2)將0.2648g過硫酸銨溶解到12.0Og水中，并將該過硫酸銨水溶液逐滴滴加到混合液I中，引發(fā)反應(yīng)，700C反應(yīng)4小時(shí)，得到混合液II。
[0075](3)將14.00gl0wt%的次亞磷酸鈉水溶液加入到混合液II中，在攪拌下冷卻至室溫，即得梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑。
[0076]性能測(cè)試:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的使用按常規(guī)方法。
[0077]梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的減水性能分別以陶瓷料漿靜置O和0.5小時(shí)后，料漿在注滿的涂-4杯中流完所需流動(dòng)時(shí)間表示。本測(cè)試所用坯料為佛山地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)配方土，減水劑的添加量為陶瓷坯料的0.3wt%，得到的料漿含水率為30wt%，記為料漿I。初始料漿流動(dòng)時(shí)間為40.17s，放置0.5小時(shí)后料漿流動(dòng)時(shí)間70.19s。
[0078]聚羧酸型高效陶瓷減水劑的增強(qiáng)效果通過向“長方體型”磨具(磨具長24.6cm、寬
2.2cm，磨具中間有兩個(gè)向內(nèi)的小三角形)里注入上述料漿I，成型。通過一定時(shí)間后素坯的開裂情況(包括是否開裂、開裂長度)，來比較減水劑的增強(qiáng)效果。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上述料漿I成型后的素坯118分鐘后在磨具中間內(nèi)三角處開裂，135分鐘后裂紋長2.0cm(相當(dāng)于整個(gè)磨寬)；而相同條件下加入相同質(zhì)量的水玻璃50分鐘后在內(nèi)三角處開裂，55分鐘后裂紋長2.0cm0
[0079]實(shí)施例6:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備
[0080](I)稱取丙烯酸28.82g，烯丙醇聚氧乙烯醚12.0Og,甲基丙烯磺酸鈉5.00g，加入到三口燒瓶中；稱取16.0Og氫氧化鈉，攪拌下溶解于30.0Og水中，得到氫氧化鈉水溶液；稱取次亞磷酸鈉2.76g，溶解于20.0Og水中，得到次亞磷酸鈉水溶液；將上述氫氧化鈉水溶液與次亞磷酸鈉水溶液同時(shí)加入到上述三口燒瓶中，得到混合液I，混合液I的pH值為7，攪拌并加熱混合液I至70°C。
[0081](2)將0.2648g過硫酸銨溶解到12.0Og水中，并將該過硫酸銨水溶液逐滴滴加到混合液I中，引發(fā)反應(yīng)，700C反應(yīng)4小時(shí)，得到混合液II。
[0082](3)將14.00gl0wt%的次亞磷酸鈉水溶液加入到混合液II中，在攪拌下冷卻至室溫，即得梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑。
[0083]性能測(cè)試:梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的使用按常規(guī)方法。
[0084]梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的減水性能分別以陶瓷料漿靜置O和0.5小時(shí)后，料漿在注滿的涂-4杯中流完所需流動(dòng)時(shí)間表示。本測(cè)試所用坯料為佛山地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)配方土，減水劑的添加量為陶瓷坯料的0.3wt%，得到的料漿含水率為30wt%，記為料漿I。初始料漿流動(dòng)時(shí)間為39.33s，放置0.5小時(shí)后料漿流動(dòng)時(shí)間69.44s。
[0085]聚羧酸型高效陶瓷減水劑的增強(qiáng)效果通過向“長方體型”磨具(磨具長24.6cm、寬
2.2cm，磨具中間有兩個(gè)向內(nèi)的小三角形)里注入上述料漿I，成型。通過一定時(shí)間后素坯的開裂情況(包括是否開裂、開裂長度)，來比較減水劑的增強(qiáng)效果。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)上述料漿I成型后的素坯132分鐘后在磨具中間內(nèi)三角處開裂，155分鐘后裂紋長2.0cm(相當(dāng)于整個(gè)磨寬)；而相同條件下加入相同質(zhì)量的水玻璃50分鐘后在內(nèi)三角處開裂，55分鐘后裂紋長2.0cm0
[0086]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的`保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法，其特征在于通過大分子單體、甲基丙烯磺酸鈉、丙烯酸、中和劑、鏈轉(zhuǎn)移劑在引發(fā)劑引發(fā)下反應(yīng)，鏈終止劑終止反應(yīng)，得到梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑； 所述的大分子單體為異戊烯醇聚氧乙烯醚和烯丙醇聚氧乙烯醚中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法，其特征在于:所用丙烯酸和大分子單體的質(zhì)量比為1.6:1~4:1 ;所用丙烯酸和甲基丙烯磺酸鈉的質(zhì)量比為 3:1 ~6:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法，其特征在于:所述的中和劑為氫氧化鈉溶液；所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為次亞磷酸鈉和次亞磷酸鉀中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法，其特征在于:所用中和劑中氫氧化鈉和丙烯酸的質(zhì)量比為0.555:1 ;所用鏈轉(zhuǎn)移劑的質(zhì)量為大分子單體、甲基丙烯磺酸鈉和丙烯酸總質(zhì)量的4.5~6.5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法，其特征在于:所述的引發(fā)劑為過硫酸鹽溶液；所述鏈終止劑為次亞磷酸鈉和次亞磷酸鉀中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法，其特征在于:所用引發(fā)劑中過硫酸鹽的質(zhì)量為大分子單體、甲基丙烯磺酸鈉和丙烯酸總質(zhì)量0.45~0.65%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法，其特征在于:所用鏈終止劑的質(zhì)量為 大分子單體和丙烯酸總質(zhì)量的2~3%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法，其特征在于:所述在引發(fā)劑引發(fā)下反應(yīng)的條件為在70~90°C下加熱反應(yīng)2.5~4小時(shí)。
9.一種梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑的制備方法得到。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的梳形聚羧酸型高效陶瓷減水劑在陶瓷工業(yè)中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08F2/38GK103833941SQ201410074819
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】王斌, 謝義鵬, 劉化珍, 嚴(yán)杰, 李雅杰, 黃月文, 康樹濤 申請(qǐng)人:中科院廣州化學(xué)有限公司