[发明专利]一种常温法制备聚羧酸系陶瓷分散剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料与工程技术领域，涉及一种陶瓷分散剂的制备方法，具体涉及一种常温法制备聚羧酸系陶瓷分散剂的方法。

背景技术

陶瓷行业作为一种高能耗行业，其中80％以上的能源都用于陶瓷的烧成和干燥的工序。

陶瓷行业中的一个关键技术问题是尽可能减少陶瓷浆料中水的加入量(水分过大会导致材料在干燥或烧成的时候收缩过大，收缩过大会产生应力导致产品不合格或报废)，并同时保持陶瓷浆料保持合适的流动性和黏性。不加分散剂，自由水易吸附于上述颗粒上，需大量水稀释才能使浆料具有流动性，当加入分散剂时，使自由水含量增加，流动性变好，达到解凝目的。

陶瓷分散剂是一种在制备陶瓷浆料过程中的添加的物料，其广泛用于陶瓷工业的磨浆、造泥等工艺过程。陶瓷分散剂的应用可以直接影响到陶瓷成品的质量、成本和成品破损率。

截止到目前为止，线型聚羧酸类陶瓷分散剂在陶瓷体系中解凝效果好、助磨效果好，并在陶瓷行业中有较多的应用。在国内应用比较广泛的属于无机盐类陶瓷分散剂，无机类分散剂的主要缺点是减水率低、掺量大、陶瓷胚体破损率高。而且其减水分散效果与综合性能并不能满足现代陶瓷厂家的需求。但是本着节能减排的宗旨，线型聚羧酸类陶瓷分散剂的常温无热源制备方法并没有被提及。

专利CN 101412628 A采用微波法制备陶瓷分散剂聚丙烯酸钠，目前只能在实验室制备，微波合成不能大规模工业化，同时反应温度较高，能耗较高。CN 102675504 A采用RAFT法制备聚丙烯酸钠，采用的三硫酯类链转移剂特别不容易制备，同时毒性较大，味道较大，高温制备，能耗高。CN 103755883 A指出的反应温度为70℃以上，同时制备时间长，制备过程复杂，可控度不高。CN 103848634 A、CN 101838433 A和CN 103848635 A在70℃以上条件下制备AA-co-AMPS、AA-co-MA和AA-co-烯丙基磺酸钠，其制备过程高温能耗较高。CN 103965415 A采用常温法制备梳型聚羧酸减水剂，但TPEG类大单体具有较大的链转移效果，因此可以将反应控制的较好，而线型高分子的制备反应活性较高。万福忠、陈昌镜、朱艳梅等在《常温合成高分子量聚丙烯酸钠及其分子量测定》一文中指出首先将丙烯酸甲酯皂化制备出丙烯酸钠，然后再进行常温聚合，在此过程中并没有加入链转移剂调节分子量。其制备步骤多较复杂，同时没加链转移剂并不能制备出效果较好的聚丙烯酸分散剂。

因此，制备一种制备方法简单、制备时间短、能耗低、成本低廉、减水效果好、适应性广、稳定性好且综合性能优良的线型聚羧酸系陶瓷分散剂，已经成为陶瓷行业迫切需要解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种常温法制备聚羧酸系陶瓷分散剂的方法。本发明的制备方法成本低、制备时间短、能耗低、重复稳定性好、不含甲醛，制得的聚羧酸系陶瓷分散剂产品稳定性好、助磨效果好、减水率高、陶瓷种类适应性广、瓷分散效果俱佳。可促进陶瓷工业向低能耗、高质量和高水平的方向发展。

技术方案：一种常温法制备聚羧酸系陶瓷分散剂的方法，包括以下步骤：

(1)、在5℃～30℃下，将5～15摩尔链转移剂T、0.5～1.5摩尔还原剂H、10～20摩尔单体A和5～25摩尔单体B用适量水溶解于反应器中；

(2)、将80～90摩尔单体A、4～10摩尔引发剂加入到适量水中形成溶液，再将该溶液在1h～3h内滴入步骤(1)中的反应器中；

(3)、向步骤(2)中的反应器中滴加碱性溶液，直到反应器中的溶液的pH＝8～10为止，即得到聚羧酸系陶瓷分散剂。

作为本发明公开的一种常温法制备聚羧酸系陶瓷分散剂的方法的优选方式，所述聚羧酸系陶瓷分散剂的分子量为2500～11000，分子量分布系数为1.5～2.4。

作为本发明公开的一种常温法制备聚羧酸系陶瓷分散剂的方法的优选方式，所述聚羧酸系陶瓷分散剂的结构通式为：

式中：a：b＝20：(1～5)；

R₁为H或CH₃，