一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑，即在引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑的作用下，醋酸乙烯酯與丙烯酸發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，當(dāng)加入堿處理時(shí)共聚物的部分酯鍵水解，制得一種丙烯酸、醋酸乙烯酯改性聚乙烯醇共聚物的陶瓷坯體增強(qiáng)劑；本發(fā)明的共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑，具有較好的分散性能，加入到陶瓷料漿體系中不會(huì)增加漿料粘度；在坯體漿料成型的過程中，由于在堿性條件下完全水解成丙烯酸與乙烯醇共聚物，共聚物中的羥基與生坯中顆粒發(fā)生氫鍵結(jié)合，使坯體內(nèi)部顆粒成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大幅度增加了坯體的生坯強(qiáng)度、干燥強(qiáng)度、施釉強(qiáng)度。在保持聚乙烯醇原有的粘合性、分散性和降粘性的同時(shí)，大大提高了陶瓷坯體的強(qiáng)度，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體増強(qiáng)劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于陶瓷坯體增強(qiáng)劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型 陶瓷坯體增強(qiáng)劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 陶瓷在提高人們生活質(zhì)量的同時(shí)，給能源、環(huán)境資源帶來了重大負(fù)擔(dān)一陶瓷生產(chǎn) 的主要原料優(yōu)質(zhì)粘土資源日益枯竭。由于優(yōu)質(zhì)粘土的不可再生性，在陶瓷的生產(chǎn)過程中，優(yōu) 質(zhì)粘土逐漸減少、瘠性料較多的粘土所占比例逐漸增加，導(dǎo)致了陶瓷坯體干燥強(qiáng)度下降，裂 紋、斷角、缺邊等諸多缺陷嚴(yán)重，以至于成品率嚴(yán)重降低，影響陶瓷生產(chǎn)。尋找或制造新原料 替代或部分替代優(yōu)質(zhì)粘土在陶瓷中的使用成為陶瓷行業(yè)的重要任務(wù)。目前國內(nèi)陶瓷生產(chǎn)中 常用的增強(qiáng)劑有羧甲基纖維素、聚乙烯醇等，但加入這些增強(qiáng)劑會(huì)增大坯體料漿的粘度，給 陶瓷生產(chǎn)帶來了極大不便。
[0003] 中國專利號(hào)CN201410834890.6公開了一種丙烯酰胺接枝玉米淀粉陶瓷增強(qiáng)劑及 其制備方法和應(yīng)用，以淀粉為主要合成原料，來源廣、無污染，相對(duì)其它增強(qiáng)劑更加清潔、綠 色;克服了天然淀粉加工性能差、低溫時(shí)難分散且滲透能力差，以及聚丙烯酰胺價(jià)格偏高、 殘留單體的污染、使用受各種條件限制等缺點(diǎn)。
[0004] 中國專利號(hào)CN201210033695.4公開了 一種陶瓷坯體增強(qiáng)劑，按陶瓷坯料干基質(zhì)量 的0.2~0.5%加入上述的增強(qiáng)劑，攪拌均勻后即可進(jìn)入下一步制備工序。本發(fā)明的增強(qiáng)劑 可以大幅度提高坯體的抗折強(qiáng)度，改善坯體粒裂；增加粉料的流動(dòng)性，提高粉體的結(jié)合性 能;對(duì)坯體的燒成無任何不良影響;對(duì)解決坯體裂紋、邊角易損等缺陷有明顯效果;還可以 提高坯體在窯爐內(nèi)的干燥速度、燒成速度，從而縮短燒成時(shí)間，提高產(chǎn)能。
[0005] 中國專利號(hào)CN201310332474.1公開一種具備坯體增強(qiáng)效果的復(fù)合陶瓷稀釋劑及 其使用方法，包括對(duì)無機(jī)、小分子有機(jī)減水劑以及表面活性劑和聚羧酸聚合物的選擇，以及 對(duì)以上各種物質(zhì)添加量的優(yōu)化，將上述原料按照一定的配比進(jìn)行復(fù)合，并通過球磨將建陶 土料以及復(fù)合陶瓷稀釋劑混合均勻，對(duì)陶瓷料漿起到稀釋作用的同時(shí)可提高坯體強(qiáng)度。
[0006] 但是現(xiàn)行增強(qiáng)劑仍存在影響泥漿流動(dòng)性、產(chǎn)生針孔黑心現(xiàn)象等生產(chǎn)問題，增加了 陶瓷生產(chǎn)之成本，同時(shí)降低了成品率。市場(chǎng)上急需一款對(duì)泥漿流動(dòng)性無不良影響，同時(shí)可大 大提尚還體抗折強(qiáng)度的廣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種改性聚乙烯醇共 聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng) 劑的制備方法。
[0009] 本發(fā)明的再一目的在于提供上述一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng) 劑在陶瓷坯體制造過程中的應(yīng)用。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0011] 本發(fā)明的一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑基本結(jié)構(gòu)如下所示：
[0012] 其中m:η為1:2~1:0.2，n:p為2:1~6:1;共聚物陶瓷減水劑數(shù)均相對(duì)分子量為 2000~50000。
[0013] 本發(fā)明提供一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑的制備方法，包括以 下步驟：
[0014] a、將100份（以質(zhì)量計(jì))醋酸乙烯酯、42~420份丙烯酸加入到反應(yīng)器中，加入50~ 500份乙醇并攪拌，使單體完全溶解均勻，得到混合液I;
[0015] b、將1~20份鏈轉(zhuǎn)移劑加入到上述混合液I中，攪拌充分溶解，得到混合液Π ，加熱 混合液Π 至60~90 °C;
[0016] c、將0.5~20份引發(fā)劑溶解于水中，并將該溶液滴加到混合液Π 中，60~90°C反應(yīng) 2~4h，得到混合液m;
[0017] d、在混合液m中加入5~10份鏈終止劑，同時(shí)加入堿溶液調(diào)節(jié)體系pH至7~8，停止 加熱，在攪拌條件下冷卻，即得一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑。
[0018] 上述制備過程中，所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為亞硫酸鈉、次磷酸鈉、亞硫酸氫鈉中的一種或 幾種的組合，優(yōu)選為次磷酸鈉;所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化氫中的一種或 幾種的組合，優(yōu)選為過硫酸銨;所述鏈終止劑為亞硫酸鈉、次磷酸鈉、亞硫酸氫鈉中的一種 或幾種的組合，優(yōu)選為次磷酸鈉;所述的堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水溶液中的一種 或幾種的組合，優(yōu)選為氫氧化鈉溶液。
[0019] 本發(fā)明還提供一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑的使用方法，陶瓷 坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質(zhì)量的〇. 2~0.6 %加入該新型高效陶瓷坯體增強(qiáng)劑， 待球磨完成以后，即可直接進(jìn)入下一步制備工序。
[0020] 本發(fā)明一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑合成原理:在引發(fā)劑和鏈 轉(zhuǎn)移劑的作用下，醋酸乙烯酯與丙烯酸發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，當(dāng)加入堿處理時(shí)共聚物的部 分酯鍵水解，得丙烯酸、醋酸乙烯酯改性聚乙烯醇共聚物，如下所示：
[0021] 本發(fā)明一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑，加入到陶瓷料漿中不會(huì) 增加漿料粘度，在漿料干燥成型后又能對(duì)陶瓷坯體產(chǎn)生較強(qiáng)增強(qiáng)作用，其作用原理如下：
[0022] 本發(fā)明一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑為丙烯酸、醋酸乙烯酯共 聚物，共聚物具有較好的分散性能，對(duì)陶瓷坯體料漿具有一定分散能力，因而加入到陶瓷料 漿體系中不會(huì)增加漿料粘度。在坯體漿料成型的過程中，由于體系水分逐漸揮發(fā)，堿性會(huì) 逐漸增強(qiáng)，本發(fā)明在堿性條件下完全水解成丙烯酸與乙烯醇共聚物;共聚物中的羥基與生 坯中顆粒發(fā)生氫鍵結(jié)合，使坯體內(nèi)部顆粒成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大幅度增加了坯體的生坯強(qiáng)度、干燥 強(qiáng)度、施釉強(qiáng)度。在保持聚乙烯醇原有的粘合性、分散性和降粘性的同時(shí)，大大提高了陶瓷 坯體的強(qiáng)度，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】 實(shí)施例1
[0023] a、將100份（以質(zhì)量計(jì))醋酸乙烯酯、42份丙烯酸加入到反應(yīng)器中，加入50份乙醇并 攪拌，使單體完全溶解均勻，得到混合液I;
[0024] b、將1份次磷酸鈉加入到上述混合液I中，攪拌充分溶解，得到混合液Π ，加熱混合 液Π 至90°C;
[0025] c、將0.5份過硫酸銨溶解于水中，并將該溶液滴加到混合液Π 中，90°C反應(yīng)4h，得 到混合液m;
[0026] d、在混合液m中加入5份次磷酸鈉，同時(shí)加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系pH至7，停止 加熱，在攪拌條件下冷卻，即得一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑。
[0027] 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，在陶瓷標(biāo)準(zhǔn)配方土料漿中加入0.4%本發(fā)明的增強(qiáng)劑，料漿粘度未發(fā) 生變化。
[0028]向"長方體型"模具(長50cm、寬3cm，磨具中中間有兩個(gè)向內(nèi)的小三角形)里注入上 述料漿成型，通過與未加增強(qiáng)劑的料漿比較生坯的開裂情況，說明增強(qiáng)效果;試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加有 0.4%該增強(qiáng)劑料漿成型后的素坯3h后無裂紋，12h后裂紋長7. Icm;同樣條件下未加增強(qiáng)劑 料衆(zhòng)成型后，0.5h后有裂紋，3h后裂紋長6.2cm
[0029] 陶瓷生產(chǎn)線測(cè)試，在陶瓷坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質(zhì)量的0.2 %加入本 發(fā)明的增強(qiáng)劑，待球磨完成以后，進(jìn)入下一步制備工序;經(jīng)測(cè)試，陶瓷生坯強(qiáng)度增加45%。 實(shí)施例2
[0030] a、將100份（以質(zhì)量計(jì))醋酸乙烯酯、420份丙烯酸加入到反應(yīng)器中，加入500份乙醇 并攪拌，使單體完全溶解均勻，得到混合液I;
[0031] b、將20份亞硫酸鈉加入到上述混合液I中，攪拌充分溶解，得到混合液Π ，加熱混 合液Π 至60°C;
[0032] c、將20份過硫酸鉀溶解于水中，并將該溶液滴加到混合液Π 中，60°C反應(yīng)2h，得到 混合液m;
[0033] d、在混合液ΙΠ 中加入10份亞硫酸鈉，同時(shí)加入氨水溶液調(diào)節(jié)體系pH至7，停止加 熱，在攪拌條件下冷卻，即得一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑。
[0034]實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，在陶瓷標(biāo)準(zhǔn)配方土料漿中加入0.3%本發(fā)明的增強(qiáng)劑，料漿粘度未發(fā) 生變化。
[0035]向"長方體型"模具(長50cm、寬3cm，磨具中中間有兩個(gè)向內(nèi)的小三角形)里注入上 述料漿成型，通過與未加本發(fā)明增強(qiáng)劑的料漿比較生坯的開裂情況，說明增強(qiáng)效果;試驗(yàn)發(fā) 現(xiàn)加有0.3%該增強(qiáng)劑料漿成型后的素坯3h后無裂紋，12h后裂紋長8.3cm;同樣條件下未加 增強(qiáng)劑料漿成型后，〇. 5h后有裂紋，3h后裂紋長6.4cm
[0036]陶瓷生產(chǎn)線測(cè)試，在陶瓷坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質(zhì)量的0.2 %加入本 發(fā)明的增強(qiáng)劑，待球磨完成以后，進(jìn)入下一步制備工序;經(jīng)測(cè)試，陶瓷生坯強(qiáng)度增加35%。 實(shí)施例3
[0037] a、將100份（以質(zhì)量計(jì))醋酸乙烯酯、200份丙烯酸加入到反應(yīng)器中，加入300份乙醇 并攪拌，使單體完全溶解均勻，得到混合液I;
[0038] b、將8份亞硫酸氫鈉加入到上述混合液I中，攪拌充分溶解，得到混合液Π ，加熱混 合液Π 至80°C;
[0039] c、將3份過硫酸銨溶解于水中，并將該溶液滴加到混合液Π 中，80°C反應(yīng)3.5h，得 到混合液m;
[0040] d、在混合液ΙΠ 中加入8份次磷酸鈉，同時(shí)加入氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)體系pH至8，停止 加熱，在攪拌條件下冷卻，即得一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑。
[0041] 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，在陶瓷標(biāo)準(zhǔn)配方土料漿中加入0.5%本發(fā)明的增強(qiáng)劑，料漿粘度未發(fā) 生變化。
[0042] 向"長方體型"模具(長50cm、寬3cm，磨具中中間有兩個(gè)向內(nèi)的小三角形)里注入上 述料漿成型，通過與未加本發(fā)明增強(qiáng)劑的料漿比較生坯的開裂情況，說明增強(qiáng)效果;試驗(yàn)發(fā) 現(xiàn)加有0.5%該增強(qiáng)劑料漿成型后的素坯3h后無裂紋，12h后裂紋長5.6cm;同樣條件下未加 增強(qiáng)劑料漿成型后，〇. 5h后有裂紋，3小時(shí)后裂紋長6.2cm
[0043] 陶瓷生產(chǎn)線測(cè)試，在陶瓷坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質(zhì)量的0.2 %加入本 發(fā)明的增強(qiáng)劑，待球磨完成以后，進(jìn)入下一步制備工序;經(jīng)測(cè)試，陶瓷生坯強(qiáng)度增加50%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑，其特征在于:所述的改性聚乙烯 醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑，其分子結(jié)構(gòu)式如下所示：其中，m:n= 1:2~1:0.2;n:p = 2:1~6:1;所述的共聚物陶瓷還體增強(qiáng)劑數(shù)均相對(duì)分子 量為 2000 ~50000。2. -種如權(quán)利要求1所述的一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑的制備方 法，其特征在于:所述的制備方法，包括以下步驟： a、 將100份（以質(zhì)量計(jì))醋酸乙烯酯、42~420份丙烯酸加入到反應(yīng)器中，加入50~500份 乙醇并攪拌，使單體完全溶解均勻，得到混合液I; b、 將1~20份鏈轉(zhuǎn)移劑加入到上述混合液I中，攪拌充分溶解，得到混合液Π ，加熱混合 液Π 至60~90°C ; c、 將0.5~20份引發(fā)劑溶解于水中，并將該溶液滴加到混合液Π 中，60~90 °C反應(yīng)2~ 4h，得到混合液m; d、 在混合液ΙΠ 中加入5~10份鏈終止劑，同時(shí)加入堿溶液調(diào)節(jié)體系pH至7~8，停止加 熱，在攪拌條件下冷卻，即得一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑。3. 如權(quán)利要求2所述的一種改性聚乙烯醇共聚物交聯(lián)型陶瓷坯體增強(qiáng)劑，其特征在于： 所述的鏈轉(zhuǎn)移劑為亞硫酸鈉、次磷酸鈉、亞硫酸氫鈉中的一種或幾種的組合，優(yōu)選為次磷 酸鈉;所述的引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧化氫中的一種或幾種的組合，優(yōu)選為過硫 酸銨;所述的鏈終止劑為亞硫酸鈉、次磷酸鈉、亞硫酸氫鈉中的一種或幾種的組合，優(yōu)選為 次磷酸鈉;所述的堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水溶液中的一種或幾種的組合，優(yōu)選為 氫氧化鈉溶液。
【文檔編號(hào)】C08F220/06GK105859945SQ201610179031
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】謝義鵬, 許鈞強(qiáng), 康倫國, 姚東生
【申請(qǐng)人】合眾（佛山）化工有限公司, 韶關(guān)市合眾化工有限公司