[发明专利]一种水性高分子陶瓷色料助磨分散剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷色料(如镨黄、钴蓝、镉硒红等)助磨分散剂领域，具体涉及一种水性高分子陶瓷色料助磨分散剂及其制备方法与应用。

背景技术

陶瓷喷墨打印在当今陶瓷行业中的发展相当迅速，对于陶瓷墨水的需求也是越来越大。现在陶瓷墨水主要存在制备上的缺陷，比如陶瓷色料的研磨和分散效果不够好，以致使机器喷涂墨水中的色料颗粒粒径不均和粒径分布较宽或经研磨后墨水中颗粒稳定性也不够好。这些问题严重地影响着陶瓷墨水的应用。

分散剂是一种具有两亲性的高分子化合物,它能够有效地降低色料颗粒和溶剂之间的界面能，分散剂的分子结构通常由两种以上的组分构成，分别是锚固部分和分散部分。锚固部分能够和色料颗粒表面的金属离子配合或吸引，使分散剂分子通过物理或化学吸附在色料颗粒表面，分散部分通常能良好地伸展到溶剂当中。

分散剂一般分为有机溶剂分散剂和水性分散剂两类，主要根据陶瓷墨水中色料是使用何种分散介质作为的溶剂。若是使用有机溶剂称为有机溶剂基墨水，若是使用水作溶剂称为水基墨水。水作为陶瓷墨水的溶剂，具有环保的独特优势，同时，在生产过程中，水基陶瓷墨水的生产设备也便于清洁和洗涤。目前，全世界只有ICI、Dupont、DEGO、BYK等少数几家国际知名的大公司生产这种产品，生产技术严密封锁，产品以垄断价格出售。我国对水性聚合物分散剂的研究起步较晚，近年来，我国也开发了一些水性聚合物分散剂品种，但效果不理想，产品也未系列化。关于分散剂链基团的锚定选择基础理论研究较少，产品的性能与国外同类产品相比还有较大差距。除了分散功能外，水性聚合物分散剂在超细湿法研磨过程中还有助磨功效。其助磨功效主要表现在降低颗粒粒度，改善颗粒的物化性质和降低研磨电耗诸方面。目前，国内外比较通用的技术集中在小分子助磨剂(如三乙醇胺、多元醇)。也有少量公开关于高分子助磨剂，如专利CN103936924A，这是一种矿渣的高分子助磨剂。但对于将助磨与分散功能集合在一个高分子聚合物中，这种产品还是比较少见，因此，对于用于水性陶瓷色料研磨和分散的双功能的高分子聚合物的开发将会成为未来产品开发的方向之一。

发明内容

本发明提供了一种水性陶瓷色料高分子助磨分散剂及其制备方法，该分散剂能够帮助提高色料的研磨效率，并使之在较短的时间内达到亚微米级以及稳定陶瓷墨水的效果，本发明还提供了该分散剂在研磨方面的应用。

本发明通过以下技术方案实现。

一种水性高分子陶瓷色料助磨分散剂，该分散剂的通式如下：

其中，A＝H或Me；

x、y、z的摩尔比为10:5:(0.25～1)。

优选的，所述水性高分子陶瓷色料助磨分散剂的数均分子量为8000～15000。

以上所述的一种水性高分子陶瓷色料助磨分散剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将(甲基)丙烯酸、衣康酸和单体分子溶解于水中，得混合液；

(2)在氮气保护条件下，向步骤(1)所得混合液中滴入引发剂；

(3)引发剂滴加结束后，在60～90℃下恒温反应；

(4)待反应结束后，降温，然后在冰浴条件下调节反应液为中性，得水性高分子陶瓷色料助磨分散剂；

所述单体分子为甘油单甲基丙烯酸酯(GB1)或甲基丙烯酸D-葡萄糖酰氨基乙酯(GB2)；所述(甲基)丙烯酸、衣康酸和单体分子为反应单体。

优选的，步骤(1)中单体分子的总质量为30份，蒸馏水为70份。

优选的，步骤(1)所述(甲基)丙烯酸、衣康酸、单体分子的摩尔比为10:5:(0.25～1)。

优选的，步骤(1)所述(甲基)丙烯酸、衣康酸、单体分子的具体用量如表1所示。

表1

数均分子量约为8000～15000，摩尔比(x:y:z)＝10:5:0.25～1。

优选的，步骤(2)所述引发剂为过硫酸铵水溶液。

优选的，步骤(2)所述引发剂的加入量为反应单体总质量的1％-3％。

优选的，步骤(2)所述过硫酸铵是以恒压滴入的方式加入到混合液中，滴入所用时间为20～30分钟。

优选的，步骤(3)的反应液中单体的质量浓度为30％～40％。

优选的，步骤(3)所述反应的时间为2～3小时。

优选的，步骤(4)所述降温是降至室温。