一种梳型聚羧酸分散剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种梳型聚羧酸分散剂及其制备方法和应用，属于分散剂技术领域；本发明专利技术的梳型聚羧酸分散剂通过引入酯类单体、磺酸单体、羧酸单体和苯环并通过优化乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的分子量和磺酸单体、羧酸单体与聚醚单体的摩尔比，可有效提高梳型聚羧酸分散剂的分散性能、分散稳定性及陶瓷浆料系统的Zeta电位。电位。

【技术实现步骤摘要】
一种梳型聚羧酸分散剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于分散剂
，具体涉及一种梳型聚羧酸分散剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]高性能陶瓷又称为特种陶瓷、先进陶瓷和精细陶瓷等等，通常认为是采用高精度的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术制造、加工的，便于进行结构设计，具有优异特性的陶瓷。
[0003]在高性能陶瓷生产中，合格浆料的制备，对整个生产线的正常运行及对制成品性能的影响关系很大；合格浆料需要具备高固相、低粘度、高稳定性的特点，而这就需要分散剂的使用。
[0004]分散剂的分散作用机理可概括为静电斥力稳定作用、空间位阻作用以及二者的复合作用。
[0005]聚羧酸分散剂是一种具有优异性能且能同时发挥两种分散作用及其复合作用的高效分散剂。常规的聚羧酸陶瓷分散剂有两种，分别是线型聚羧酸分散剂和梳型聚羧酸分散剂。
[0006]线型聚羧酸分散剂的线性分子可以牢固的以线
‑
面结合的方式吸附在粘土的颗粒表面，实现和粘土颗粒的有效吸附。相比线型聚羧酸分散剂，梳型聚羧酸分散剂长侧链有更有效的空间位阻作用。但梳型聚羧酸分散剂由于其主链较短，而支链较多且长，与微观结构为层状的陶瓷粘土颗粒多为点
‑
面结合，吸附并不牢固，易发生解吸作用，胶体颗粒的Zeta电位低，不能有效发挥空间位阻的作用。同时分散剂长支链的键角转动，易发生长侧链的卷曲和聚合物分子链相互缠绕的问题，会降低分散剂的分散性能和分散稳定性。

技术实现思路
r/>[0007]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中梳型聚羧酸分散剂胶体颗粒的Zeta电位低，不能有效发挥空间位阻的作用，分散性能和分散稳定性低的缺陷，从而提供了一种梳型聚羧酸分散剂及其制备方法和应用。
[0008]为此，本专利技术的具体技术方案如下：
[0009]本专利技术的第一目的在于提供一种梳型聚羧酸分散剂，具有如下所示的结构：
[0010][0011]其中，R1、R2、R4各自独立的选自H或者
‑
CH3；
[0012]R3选自
[0013]R5选自选自
[0014]R6选自
[0015]f选自4
‑
22的整数，例如f为4、5、7、8、20、22等；
[0016]a选自5
‑
10的整数，b选自15
‑
50的整数，c选自5
‑
20的整数，d选自5
‑
20的整数，e选自5
‑
20的整数。
[0017]本专利技术的第二目的在于提供一种上述所述的梳型聚羧酸分散剂的制备方法，包括如下步骤：
[0018]1)将乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、部分羧酸单体、pH调节剂、催化剂、引发剂和水混合配制成混合溶液A；
[0019]2)将剩余所述羧酸单体、磺酸单体、链转移剂和水混合配制成混合溶液B；
[0020]3)将酯类单体、乙烯基苯类单体、还原剂和水混合配制成混合溶液C；
[0021]4)将所述混合溶液B和所述混合溶液C加入所述混合溶液A中，反应得到梳型聚羧酸分散剂。
[0022]可选的，步骤1)中的部分所述羧酸单体和步骤2)中的剩余所述羧酸单体可选用同一单体。
[0023]可以理解的，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的结构通式为m为2
‑
30的整数。
[0024]优选的，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、所述羧酸单体、所述酯类单体、所述磺酸单体、所述乙烯基苯类单体的摩尔比为1：(3
‑
5)：(1
‑
2)：(1
‑
1.5)：(1
‑
1.5)。
[0025]所述羧酸单体是指步骤1)中的部分所述羧酸单体和步骤2)中的剩余所述羧酸单体的总量。
[0026]优选的，步骤1)中所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与所述催化剂的质量比为100：(1
‑
4)；
[0027]所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与所述引发剂的质量比为100：(0.5
‑
4.5)；
[0028]所述混合溶液A中利用所述pH调节剂将所述混合溶液A的pH值调节为4
‑
7；
[0029]所述混合溶液A中的部分所述羧酸单体占所述羧酸单体总质量的5％
‑
20％；
[0030]所述混合溶液A中所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的质量分数为35％
‑
50％。
[0031]优选的，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与所述链转移剂的质量比为100：(1
‑
5)；
[0032]所述混合溶液B中剩余所述羧酸单体的质量分数为15％
‑
35％；
[0033]所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与所述还原剂的质量比为100：(0.5
‑
2)；
[0034]所述混合溶液C中所述酯类单体的质量分数为10％
‑
25％。
[0035]优选的，步骤4)中，将所述混合溶液B和所述混合溶液C加入所述混合溶液A的加液时间为0.5
‑
1.5h，加液后的反应时间为0.5
‑
1h，其过程中的反应温度为10
‑
40℃，优选的，反应温度为15
‑
30℃，得到所述梳型聚羧酸分散剂。
[0036]优选的，步骤4)反应结束后还包括将溶液调节pH至7
‑
8的步骤。
[0037]优选的，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的分子量为200
‑
1000；
[0038]所述羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸的至少一种；
[0039]所述pH调节剂为30
‑
50wt％的氢氧化钠溶液；
[0040]所述催化剂为硫酸亚铁溶液，优选的，所述硫酸亚铁溶液的浓度为1
‑
3wt％；
[0041]所述引发剂选自过氧化氢溶液、过硫酸铵溶液、过硫酸钾溶液、过硫酸钠溶液中的至少一种；
[0042]可选的，所述过氧化氢溶液、过硫酸铵溶液、过硫酸钾溶液、过硫酸钠溶液的溶液浓度为25
‑
35wt％；
[0043]所述磺酸单体选自2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠中的至少一种；
[0044]所述链转移剂选自巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇、次磷酸钠、次亚磷酸钠中的至少一种；
[0045]所述酯类单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的至少一种；
[0046]所述乙烯基苯类单体选自对苯乙烯磺酸钠、4
‑
乙烯基苯甲酸、4
‑
乙烯基苯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梳型聚羧酸分散剂，其特征在于，具有如下所示的结构：其中，R1、R2、R4各自独立的选自H或者
‑
CH3；R3选自
‑
CH3、R5选自选自R6选自
‑
O
‑
Na
+
、f选自4
‑
22的整数；a选自5
‑
10的整数，b选自15
‑
50的整数，c选自5
‑
20的整数，d选自5
‑
20的整数，e选自5
‑
20的整数。2.一种权利要求1所述的梳型聚羧酸分散剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、部分羧酸单体、pH调节剂、催化剂、引发剂和水混合配制成混合溶液A；2)将剩余所述羧酸单体、磺酸单体、链转移剂和水混合配制成混合溶液B；3)将酯类单体、乙烯基苯类单体、还原剂和水混合配制成混合溶液C；4)将所述混合溶液B和所述混合溶液C加入所述混合溶液A中，反应得到梳型聚羧酸分散剂。3.根据权利要求2所述的梳型聚羧酸分散剂的制备方法，其特征在于，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚、所述羧酸单体、所述酯类单体、所述磺酸单体、所述乙烯基苯类单体的摩尔比为1：(3
‑
5)：(1
‑
2)：(1
‑
1.5)：(1
‑
1.5)。4.根据权利要求2所述的梳型聚羧酸分散剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与所述催化剂的质量比为100：(1
‑
4)；
所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与所述引发剂的质量比为100：(0.5
‑
4.5)；所述混合溶液A中利用所述pH调节剂将混合溶液A的pH值调节为4
‑
7；所述混合溶液A中的部分所述羧酸单体占所述羧酸单体总质量的5％
‑
20％；所述混合溶液A中所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的质量分数为35％
‑
50％。5.根据权利要求2所述的梳型聚羧酸分散剂的制备方法，其特征在于，所述乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与所述链转移剂的质量比为100：(1
‑
5)；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁堂丰，黎明杰，李玉博，
申请(专利权)人：佳化化学茂名有限公司，
类型：发明
国别省市：