一种含磷酸基团的聚合物分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含磷酸基团的聚合物分散剂及其制备方法。本发明专利技术所述含磷酸基团的聚合物分散剂包括以下重量份的原料：20

【技术实现步骤摘要】
一种含磷酸基团的聚合物分散剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于分散剂制备
，特别涉及一种含磷酸基团的聚合物分散剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷分散剂是陶瓷工业中应用范围最广的添加剂，其主要作用是使陶瓷泥浆软聚物中包裹的自由水被释放出来，增加泥浆中自由水的含量，提高陶瓷浆料的流动性，对于提高陶瓷产品质量、降低生产能耗至关重要。
[0003]目前，我国陶瓷工业中使用最多分散剂是无机钠盐、以及无机钠盐与小分子有机物的复配产品，这类分散剂通过吸附在粘土颗粒表面，使粘土粒子之间产生静电斥力而保持稳定分散，但存在掺加量大、分散效率低、稳定性差和适应性差等缺点。此外，高掺量的无机钠盐分散剂易使泥浆坯体在高温烧制后发生脆性开裂或震碎，严重影响产品质量。
[0004]CN103848635A都指出丙烯酸和磺酸共聚物对陶瓷分散效果较好，其可吸附在粘土颗粒表面产生静电斥力，同时其较大的分子体积可在颗粒周围产生空间位阻作用，从而防止粒子聚集，但羧酸类、磺酸类官能团对粘土层间存在的多价金属离子络合能力相对较弱，对不同区域粘土的适应性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于针对上述现有技术的不足之处而提供一种含磷酸基团的聚合物分散剂及其制备方法。本专利技术所述含磷酸基团的聚合物分散剂能够提高陶瓷胚体的烧结性能和力学性能、解决现有分散剂掺量高、适应性差等问题，并达到节能降耗的目的。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种含磷酸基团的聚合物分散剂，所述聚合物分散剂包括以下重量份的原料：20
‑
30份可聚合双膦酸单体、10
‑
20份可聚合多元醇单体、40
‑
60份丙烯酸、10
‑
20份甲基丙烯酸。
[0007]本专利技术所述含磷酸基团的聚合物分散剂以(甲基)丙烯酸单体、双膦酸单体、多元醇单体为接枝共聚单体，利用磷酸基团具有比羧酸基团更强的络合作用的性能，有利于释放出与多价金属离子结合的阳离子水化膜，提高分散效率，并改善分散剂对不同区域粘土材料的适应性。此外，利用多元醇类单体兼具多元醇羟基和较大的分子体积的功能优势，能够为粘土颗粒分散提供合适的空间位阻作用和助磨作用，因此，本专利技术所述含磷酸基团的聚合物分散剂为一种阴离子型聚合物分散剂，能够提高陶瓷胚体的烧结性能和力学性能、解决现有分散剂掺量高、适应性差等问题，并达到节能降耗的目的。
[0008]作为本专利技术的优选实施方式，所述可聚合双膦酸单体的结构式为式(1)～(3)中的一种：
[0009][0010]作为本专利技术的优选实施方式，所述结构式为式(1)或式(2)的可聚合双膦酸单体的制备方法，包括如下步骤：
[0011]将N,N
‑
二甲基甲酰胺、丙烯酸缩水甘油酯和阻聚剂混合搅拌并升温至50℃
‑
80℃溶解均匀后，加入化合物A的水溶液保温反应10
‑
20小时，经旋蒸冷却后，得到结构式为式(1)或式(2)的可聚合双膦酸单体；所述化合物A为羟基亚乙基二膦酸四钠或亚氨基二亚甲基膦酸。
[0012]作为本专利技术的优选实施方式，所述阻聚剂为对苯二酚、吩噻嗪中的至少一种；所述N,N
‑
二甲基甲酰胺的体积、丙烯酸缩水甘油酯的摩尔和亚氨基二亚甲基膦酸水溶液质量的配比为200
‑
400mL：1mol：240
‑
280g；所述N,N
‑
二甲基甲酰胺的体积、丙烯酸缩水甘油酯的摩尔和羟基亚乙基二膦酸四钠水溶液质量的配比为200
‑
400mL：1mol：350
‑
400g；所述阻聚剂的质量为丙烯酸缩水甘油酯和化合物A总质量的1
‰‑5‰
；所述化合物A的水溶液中化合物A的浓度为80wt％。
[0013]所述结构式为式(1)的可聚合双膦酸单体的机理路线为：
[0014][0015]所述结构式为式(2)的可聚合双膦酸单体的机理路线为：
[0016][0017]作为本专利技术的优选实施方式，所述结构式为式(3)的可聚合双膦酸单体的制备方法，包括如下步骤：
[0018]将碱溶于水中，加入亚氨基二亚甲基膦酸和乙腈至于0
‑
15℃下，加入丙烯酰氯稀释液保温反应2
‑
5小时，经旋蒸冷却后，得到结构式为式(3)的可聚合双膦酸单体。
[0019]所述结构式为式(3)的可聚合双膦酸单体的机理路线为：
[0020][0021]作为本专利技术的优选实施方式，所述丙烯酰氯稀释液为丙烯酰氯的乙腈溶液，所述丙烯酰氯稀释液中丙烯酰氯的物质的量浓度为2.5
‑
2.75mol/L；所述丙烯酰氯稀释液的加入方式为滴加，所述滴加时间为0.5
‑
8小时；所述碱为碳酸氢钠或氢氧化钠；所述碱、亚氨基二亚甲基膦酸和丙烯酰氯稀释液中丙烯酰氯的物质的量之比为碱：亚氨基二亚甲基膦酸：丙烯酰氯稀释液中丙烯酰氯＝1
‑
1.1:1:1
‑
1.1；所述亚氨基二亚甲基膦酸和乙腈的配比为1mol：200mL。
[0022]本专利技术采用羟基亚乙基二膦酸四钠或亚氨基二亚甲基膦酸与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯进行开环反应制得结构式为式(1)或(2)的可聚合双膦酸单体；或者采用采用丙烯酰氯与亚氨基二亚甲基膦酸进行酰胺化反应制得结构式为式(3)的可聚合双膦酸单体。
[0023]作为本专利技术的优选实施方式，所述可聚合多元醇单体的制备方法，包括如下步骤：
[0024]将丙烯酸、醇、阻聚剂和催化剂混合搅拌并升温至100
‑
130℃，保温反应5
‑
10小时，冷却得到可聚合多元醇单体；
[0025]所述可聚合多元醇单体的结构式为式(4)～(5)中的一种：
[0026][0027]所述结构式为式(4)的可聚合多元醇单体的机理路线为：
[0028][0029]所述结构式为式(5)的可聚合多元醇单体的机理路线为：
[0030][0031]作为本专利技术的优选实施方式，所述醇为木糖醇或山梨糖醇；所述阻聚剂为对苯二酚、吩噻嗪中的至少一种；所述催化剂为质量浓度为95％
‑
98％的浓硫酸；所述丙烯酸和醇的物质的量比为1
‑
1.2：1；所述丙烯酸和醇总重量、阻聚剂和催化剂的重量比为1：1
‰‑5‰
：2％
‑
12％。
[0032]本专利技术采用木糖醇或山梨糖醇多元醇单体与(甲基)丙烯酸通过酯化反应制得可
聚合多元醇单体。
[0033]作为本专利技术的优选实施方式，所述含磷酸基团的聚合物分散剂还包括以下原料：链转移剂、引发剂；所述链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸或巯基丙酸；所述引发剂为过硫酸钠或过硫酸钾；所述可聚合双膦酸单体、可聚合多元醇单体、丙烯酸和甲基丙烯酸的总质量、链转移剂、引发剂的质量比为可聚合双膦酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含磷酸基团的聚合物分散剂，其特征在于，所述聚合物分散剂包括以下重量份的原料：20
‑
30份可聚合双膦酸单体、10
‑
20份可聚合多元醇单体、40
‑
60份丙烯酸、10
‑
20份甲基丙烯酸。2.如权利要求1所述的含磷酸基团的聚合物分散剂，其特征在于，所述可聚合双膦酸单体的结构式为式(1)～(3)中的一种：3.如权利要求2所述的含磷酸基团的聚合物分散剂，其特征在于，所述结构式为式(1)或式(2)的可聚合双膦酸单体的制备方法，包括如下步骤：将N,N
‑
二甲基甲酰胺、丙烯酸缩水甘油酯和阻聚剂混合搅拌并升温至50℃
‑
80℃，溶解均匀后，加入化合物A的水溶液保温反应10
‑
20小时，经旋蒸冷却后，得到结构式为式(1)或式(2)的可聚合双膦酸单体；所述化合物A为羟基亚乙基二膦酸四钠或亚氨基二亚甲基膦酸。4.如权利要求3所述的含磷酸基团的聚合物分散剂，其特征在于，所述阻聚剂为对苯二酚、吩噻嗪中的至少一种；所述N,N
‑
二甲基甲酰胺的体积、丙烯酸缩水甘油酯的摩尔和亚氨基二亚甲基膦酸水溶液质量的配比为200
‑
400mL：1mol：240
‑
280g；所述N,N
‑
二甲基甲酰胺的体积、丙烯酸缩水甘油酯的摩尔和羟基亚乙基二膦酸四钠水溶液质量的配比为200
‑
400mL：1mol：350
‑
400g；所述阻聚剂的质量为丙烯酸缩水甘油酯和化合物A总质量的1
‰‑5‰
；所述化合物A的水溶液中化合物A的浓度为80wt％。5.如权利要求2所述的含磷酸基团的聚合物分散剂，其特征在于，所述结构式为式(3)的可聚合双膦酸单体的制备方法，包括如下步骤：将碱溶于水中，加入亚氨基二亚甲基膦酸和乙腈至于0
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15℃，加入丙烯酰氯稀释液保温反应2
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5小时，经旋蒸冷却后，得到结构式为式(3)的可聚合双膦酸单体。6.如权利要求5所述的含磷酸基团的聚合物分散剂，其特征在于，所述丙烯酰氯稀释液为丙烯酰氯的乙腈溶液，所述丙烯酰氯稀释液中丙烯酰氯的物质的量浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，张小富，王子儒，刘虎，
申请(专利权)人：广东红墙新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：