[发明专利]一种纤维素基接枝共聚物陶瓷浆料分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维素基接枝共聚物陶瓷浆料分散剂及其制备方法，属于陶瓷浆料领域。

背景技术

随着现代陶瓷技术的发展，人们对陶瓷的性能提出了更高的要求。通过对传统的陶瓷粉体处理技术进行研究，发现其微观结构是否均匀是决定陶瓷性能是否优良的重要因素之一。而在处理过程中使用分散剂，可以大大降低其微结构上的不均匀性，同时使加工性能提高。深入研究陶瓷添加剂的作用机理，设计开发新型陶瓷添加剂、开发环境友好的绿色化学品已成为陶瓷工业的发展方向。

在两性聚合物中，水溶性两性接枝纤维素是极具发展前景且引人瞩目的一类工业用材料和外加剂。一方面是由于它具有增粘、降阻、絮凝、悬浮、分散等功能；另一方面则是因其兼备了多糖来源丰富、价格较低、易生物降解和合成高聚物易于控制分子量、易于引入不同能基团等优点。所以我们现在通过在纤维素上接枝两性离子得到一种新型高分子陶瓷分散剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维素基接枝共聚物陶瓷浆料分散剂的制备方法，用该方法制备的陶瓷分散剂添加量少，综合性能优良。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种纤维素基接枝共聚物陶瓷浆料分散剂，其特征在于结构式如下：

其中R₁代表：-CH₂OH、-COOH

R₂代表：、-COOCH₂COOH、-CONH、-COOH、-COOCH3

本发明的一种纤维素基接枝共聚物陶瓷浆料分散剂的制备方法，向装有二甲基二烯丙基氯化铵的反应容器中滴加浓度为2%-5%的引发剂溶液，并用氢氧化钠滴定阴离子溶液，使其中和度达到30%-60%，在搅拌的条件下将中和后的阴离子溶液滴加到装有二甲基二烯丙基氯化铵的反应容器，在均匀搅拌下升温至50-90℃，反应0.5-2h，制得共聚物溶液，将产物与浓度为2%-6%的纤维素稀溶液混合均匀后在通入氮气的条件下保温2-5h；搅拌保温后降温至30-60℃，降温后再用质量分数为20%-30%的碱溶液调节pH为7-11。

所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、亚硫酸氢钠和过硫酸钾混合物或者硝酸铈铵。

所述引发剂在滴加前用水配制成质量分数为2%-5%的溶液。

所述阴离子单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺、丙烯酸或者甲基丙烯酸甲酯。

所述纤维素为羟乙基纤维素或羧甲基纤维素。

所述的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、氨水、三乙醇胺的一种或几种任意比例的混合物。

本发明制备的纤维素基接枝共聚物陶瓷浆料分散剂，纤维素作为一种非离子型表面活性剂，具有悬浮、分散和保水的作用。阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵本身具有表面活性作用，可以将阴离子单体增溶到它形成的胶束中，起到乳化剂的作用。在阳离子单体和阴离子单体的共聚物和均聚物长链上引入纤维素分子作为支链，使分子具有梳形结构，增大分散剂对粘土颗粒的空间位阻效应。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

向装有二甲基二烯丙基氯化铵的反应容器中滴加浓度为2%的引发剂溶液，所述引发剂为过硫酸钾，并用氢氧化钠滴定阴离子溶液，使其中和度达到30%，在搅拌的条件下将中和后的阴离子溶液滴加到装有二甲基二烯丙基氯化铵的反应容器，所述阴离子单体为丙烯酸羟乙酯，在均匀搅拌下升温至50℃，反应0.5h，制得共聚物溶液，将产物与浓度为2%的纤维素稀溶液混合均匀后在通入氮气的条件下保温2h，所述纤维素为羟乙基纤维素，搅拌保温后降温至30℃，降温后再用质量分数为20%的碱溶液调节pH为7。

使用本发明产品制备的陶瓷浆料应用性能测试结果为：分散剂质量为陶瓷粉体质量的0.2%；浆料的留出时间为51s；坯体可塑度为0.285%；抗折强度为14.3MPa。

实施例2

向装有二甲基二烯丙基氯化铵的反应容器中滴加浓度为3%的引发剂溶液，所述引发剂为过硫酸铵，并用氢氧化钠滴定阴离子溶液，使其中和度达到40%，在搅拌的条件下将中和后的阴离子溶液滴加到装有二甲基二烯丙基氯化铵的反应容器，所述阴离子单体为丙烯酸，在均匀搅拌下升温至70℃，反应1h，制得共聚物溶液，将产物与浓度为3%的纤维素稀溶液混合均匀后在通入氮气的条件下保温3.5h，所述纤维素为羟甲基纤维素，搅拌保温后降温至45℃，降温后再用质量分数为25%的碱溶液调节pH为9。