共聚高分子助磨分散剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种共聚高分子助磨分散剂及其制备方法与应用。本发明专利技术的共聚高分子助磨分散剂属于水性表面活性剂，对环境较友好，应用于陶瓷色料的助磨和分散中，能在较短的时间内有效地降低色料颗粒尺寸，解决了陶瓷色料的研磨和分散问题，并且能在静置的条件下稳定较长的时间，得到粘度较小的色浆，为陶瓷墨水的制备奠定了基础。本发明专利技术通过共聚反应得到所述的共聚高分子助磨分散剂，制备方法工艺简、单高效，易于实现，有利于实现大规模工业化生产。

Copolymer polymer grinding dispersant and its preparation and Application

The invention discloses a copolymer macromolecule grinding and dispersing agent and a preparation method and application thereof. The copolymer polymer grinding aid dispersant of the invention belongs to the water-borne surfactant and is environmentally friendly. It is applied to the grinding and dispersing of ceramic pigment, can effectively reduce the particle size of the pigment in a short time, solve the grinding and dispersing problems of the ceramic pigment, and can be stabilized for a long time under the condition of stationary. The color paste with smaller viscosity is established, which lays a foundation for the preparation of ceramic ink. The invention obtains the copolymer macromolecule grinding aid dispersant by copolymerization reaction, and the preparation method is simple, simple and efficient, easy to realize, and is favorable for realizing large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
共聚高分子助磨分散剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及陶瓷色料助磨分散剂领域，具体涉及共聚高分子助磨分散剂及其制备方法与应用。
技术介绍
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，比如由于陶瓷色料的研磨和分散效果不佳，以致使机器喷涂墨水中的色料颗粒粒径不均匀和粒径分布较宽，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。有机分散剂是一种具有两亲性的高分子化合物，它们主要包含阴离子型、阳离子型、非离子型这些类型的分散剂。现在工业上应用的主要是阴离子型分散剂，除了空间位阻排斥作用，它还能够提供较强的电荷排斥能力。但是，其他类型的分散剂同样有相应的应用，特别是非离子型分散剂，例如聚乙二醇、PVP等，能够很好地润湿颗粒表面，同时也有较强的空间位阻排斥作用。在已授权的专利CN103936924A中，通过羟基改性的丙烯酸类的高分子是一种矿渣助磨剂，可以显著地减小颗粒粒径。所以，为了实现助磨和分散的性能，对不同类型的高分子复配，也能达到良好的效果。有机分散剂一般应用于有机溶剂和水性陶瓷墨水两类，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，其生产技术严格控制，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。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有效地降低颗粒粒度，并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，如已授权的专利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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种共聚高分子助磨分散剂。该共聚高分子助磨分散剂能够帮助提高色料的研磨效率，在较短的研磨时间内使色料颗粒被研磨达到亚微米粒级，并具有稳定陶瓷墨水的效果。本专利技术的目的还在于提供制备所述的一种共聚高分子助磨分散剂的方法。本专利技术的另一目的还在于提供所述的一种共聚高分子助磨分散剂的应用，具体应用于包括镨黄、钴蓝或镉硒红的水性陶瓷色料的助磨和分散。本专利技术的目的通过如下技术方案实现。一种共聚高分子助磨分散剂，具有如下结构式：其中，A为a：b：c＝1：0.5～1：0.3～0.1；数均分子量为10000～30000。制备所述的一种共聚高分子助磨分散剂的方法，包括如下步骤：(1)将丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和含A的单体溶解于水中，得混合液；(2)在氮气保护下，向步骤(1)得到的混合液中滴加引发剂；滴加完毕后，恒温进行反应；(3)反应结束后，降至室温，冰浴条件下将反应液调节至中性，得到淡红色液体，用无水乙醇聚沉，得到白色状沉淀物，在烘箱干燥后，得到所述共聚高分子助磨分散剂。优选的，步骤(1)中，所述丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及含A的单体的摩尔比为1:0.5～1:0.3～0.1，更优选为1:1:0.3、1:0.5:0.15、1:1:0.2或1:0.5:0.1。优选的，步骤(1)中，所述含A的单体为甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)或2,3-二羟基甲基丙烯酸酯(GMA)。优选的，步骤(2)中，所述引发剂为过硫酸铵，且以过硫酸铵水溶液的形式滴加。更优选的，所述过硫酸铵水溶液的浓度为3wt％～5wt％。更优选的，所述过硫酸铵水溶液的滴加量为丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和含A的单体总质量的2～4％，滴加用时10～20分钟。优选的，步骤(2)中，滴加引发剂完毕后，丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和含A的单体的总质量占反应液总质量的30％～40％，更优选为30％。优选的，步骤(2)中，所述反应是在40～70℃恒温反应2～5小时。优选的，步骤(3)中，采用NaOH水溶液将反应液的pH值调节至中性，更具体地将反应液的pH值调节至pH值为7～8。所述的一种共聚高分子助磨分散剂的应用，包括应用于水性陶瓷色料的助磨和分散，将所述共聚高分子助磨分散剂加入到水性陶瓷色料中，研磨，得到分散均匀的水性陶瓷色料。优选的，所述共聚高分子助磨分散剂的加入量为水性陶瓷色料的2～5wt％。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术的共聚高分子助磨分散剂既可以作为色料的研磨助磨剂，又可以达到稳定分散色料颗粒的效果，提高了色料的研磨效率；(2)本专利技术的共聚高分子助磨分散剂属于水性表面活性剂，对环境较友好，应用于陶瓷色料的助磨和分散中，能在较短的时间内有效地降低色料颗粒尺寸，解决了陶瓷色料的研磨和分散问题，并且能在静置的条件下稳定较长的时间，得到粘度较小的色浆，为陶瓷墨水的制备奠定了基础；(3)本专利技术的制备方法工艺简、单高效，易于实现，有利于实现大规模工业化生产。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细的描述，但本专利技术的保护范围及实施方式不限于此。实施例1共聚高分子助磨分散剂(结构式为其中，A的结构为a：b：c＝1：1：0.3；数均分子量为26902)的制备，具体步骤如下：将丙烯酸(3.6g，1eq)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(10.3g，1eq)和单体HEMA(2g，0.3eq)加入到100ml圆底烧瓶中，加入蒸馏水(35ml)溶解，然后在氮气保护的条件下逐渐滴加过硫酸铵水溶液(3wt％，470mg)，滴加用时15分钟；在45℃的条件下保持1小时后，然后再将温度降至42℃并保温3小时，得到粘稠状的液体，立即在冰浴的条件下用10mol/L氢氧化钠溶液进行中和，得到淡红色液体；取出2克淡红色液体用10ml无水乙醇聚沉，得到白色状沉淀物，在烘箱干燥后，得到纯净的共聚高分子助磨分散剂，记为H1，数均分子量为26902。实施例2共聚高分子助磨分散剂(结构式为其中，A的结构为a：b：c＝1：1：0.15；数均分子量为19508)的制备，具体步骤如下：将丙烯酸(3.6g，1eq)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(10.3g，1eq)和单体HEMA(1g，0.15eq)加入到100ml圆底烧瓶中，加入蒸馏水(30ml)溶解，然后在氮气保护的条件下逐渐滴加过硫酸铵水溶液(3wt％，440mg)，滴加用时20分钟；在54℃的条件下保持3小时后，得到粘稠状的液体，立即在冰浴的条件下用10mol/L氢氧化钠溶液进行中和，得到淡红色液体；取出2克淡红色液体用10ml无水乙醇聚沉，得到白色状沉淀物，在烘箱干燥后，得到纯净的共聚高分子助磨分散剂，记为H2，数均分子量为19508。实施例3共聚高分子助磨分散剂(结构式为其中，A的结构为a：b：c＝1：1：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共聚高分子助磨分散剂，其特征在于，具有如下结构式：

【技术特征摘要】
1.一种共聚高分子助磨分散剂，其特征在于，具有如下结构式：其中，A为a：b：c＝1：0.5～1：0.3～0.1；数均分子量为10000～30000。2.制备权利要求1所述的一种共聚高分子助磨分散剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和含A的单体溶解于水中，得混合液；(2)在氮气保护下，向步骤(1)得到的混合液中滴加引发剂；滴加完毕后，恒温进行反应；(3)反应结束后，降至室温，冰浴条件下将反应液调节至中性，得到淡红色液体，用无水乙醇聚沉，得到白色状沉淀物，在烘箱干燥后，得到所述共聚高分子助磨分散剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，步骤(1)中，所述丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸以及含A的单体的摩尔比为1:0.5～1:0.3～0.1。4.根据权利要求2所述的制备方法，步骤(1)中，所述含A的单体为甲基丙烯酸羟乙酯或2,3-二羟基甲基丙烯酸酯。5.根据权利要求2所述的制备方法，步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕民，黄广华，潘志东，彭易凯，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44