CN111348922A - 一种基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其包括如下重量份的组分：丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物10份‑30份；偏硅酸钠3份‑8份；碳酸钠1份‑5份；氯化钠1份‑5份。本发明的解胶剂采用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与丙烯酸单体进行共聚反应，生成的共聚物具有亲水基团和疏水基团两性性质，分子中存在大量叔氨基结构，加上与偏硅酸钠、碳酸钠、氯化钠等物质进行复配，使其具有很好的解胶效果。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷工业技术领域，尤其涉及一种基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂。
背景技术
陶瓷解胶剂，是一种广泛使用的陶瓷添加剂，用于陶瓷工业的选泥、磨浆、制釉等工艺过程。陶瓷解胶剂的作用是改善浆料的流动性，使其在水分含量减少的情况下，粘度适当，流动性好，稳定性好，提高产品的质量。
泥浆的流动性与相对粘度成反比，流动性好的泥浆，才能保证坯体的质量，防止坯体变形。在陶瓷生产中，泥浆的含水率一般是在33％-36％，但在这高含水率的情况下，含有粘土矿物的泥浆的流动性依然很差。当泥浆粘度过大时，流动性差，吃浆速度太快，泥浆流入模型内会造成坯体薄厚不均和浆面不平整，并在排浆时不能流净，干燥时，易产生坯体裂纹等缺陷，给生产尤其是成型造成很大的困难。
目前，陶瓷企业无法解决回收料和回收酸水的利用问题，主要原因是这些物质流动性差，难以解胶。最为常见的解胶剂包括无机解胶剂、低分子有机解胶剂和高分子解胶剂。
解胶剂是无机解胶剂，如氯化钠、硅酸钠、碳酸钠、三聚磷酸钠等，无机类解胶剂因为本身分子量和分子结构的问题，使用的范围受到了限制，而且因为无机解胶剂的添加量大，会增加在生产过程中的成本。
解胶剂是低分子有机解胶剂，如柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠、羟乙基乙二胺三乙酸钠等，但这种解胶剂的解胶效果较差。
解胶剂是高分子解胶剂，如聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚羧酸系解胶剂等等，其中，聚羧酸系解胶剂效果最佳。高分子解胶剂由于疏水基、亲水基的位置和大小可调，分子结构可呈梳型、又可呈支链化，因而对分散颗粒表面覆盖及包封效果较好，其分散体系更易趋于稳定及流动，但是传统的聚羧酸系解胶剂，由于其分子中存在大量羧基结构，在较低pH下难以电离，故在低pH的浆料体系中解胶效果差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，解决上述的传统问题，其具有组分简单，使用效果好。
本发明采用如下技术方案实现：
本发明提供一种基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其包括如下重量份的组分：
丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物10份-30份；
偏硅酸钠3份-8份；
碳酸钠1份-5份；
氯化钠1份-5份。
进一步的，该基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂包括如下重量份的组分：
丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物15份-28份；
偏硅酸钠3份-5份；
碳酸钠1份-3份；
氯化钠1份-3份。
进一步的，所述丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物包括如下重量份的组分：丙烯酸单体20份-40份；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯25份-50份；引发剂1份-5份；交联剂5份-15份；氢氧化钠5份-10份；乳化剂0.1份-1份；去离子水30份-60份。
进一步的，所述丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物的制备方法包括如下步骤：
在冰水浴条件下，将丙烯酸单体加入到反应釜中，再加入氢氧化钠水溶液，使丙烯酸单体部分中和，然后依次加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、交联剂、部分的去离子水，搅拌均匀，置于80℃-90℃的水浴中预热，预热0.5h-1h，形成第一混合溶液；
将乳化剂置于烧杯中，再加入剩余的去离子水，加热至80℃-120℃，搅拌溶解，搅拌时间控制在30min-40min，形成第二混合溶液；
将第一混合溶液和第二混合溶液混合均匀，再加入引发剂于80℃-90℃的水浴中发生聚合反应，再保温反应0.5h-1.5h，冷却至室温，过滤，烘干，磨粉，过筛，出料，即得丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物。
进一步的，所述丙烯酸单体为丁烯二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或者多种组合。
进一步的，所述丙烯酸单体由质量比为1:2:2的丁烯二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸组成。
进一步的，所述丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比为1:1。
进一步的，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或者多种组合。
进一步的，所述乳化剂为磺化琥珀酸二辛酯钠、油酸山梨醇酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯中的一种或者多种组合。
进一步的，所述丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物与所述偏硅酸钠的质量比为4-8：1。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的解胶剂采用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与丙烯酸单体进行共聚反应，生成的共聚物具有亲水基团和疏水基团两性性质，分子中存在大量叔氨基结构，加上与偏硅酸钠、碳酸钠、氯化钠等物质进行复配，使其具有很好的解胶效果。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明提供一种基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，包括如下重量份的组分：
丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物10份-30份；
偏硅酸钠3份-8份；
碳酸钠1份-5份；
氯化钠1份-5份。
具体的，丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物中由于甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的分子中含有叔氨基、酯基和不饱和双键，其能与丙烯酸单体发生共聚，反应产物具有良好的亲水及疏水等两种性能，故丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物溶水后，仍能以空间位阻作用力的形式起到分散作用，在溶液pH较低的环境下，仍然具有良好的解胶效果。在本实施例中，所述丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物包括如下重量份的组分：丙烯酸单体20份-40份；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯25份-50份；引发剂1份-5份；交联剂5份-15份；氢氧化钠5份-10份；乳化剂0.1份-1份；去离子水30份-60份。
该丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物的制备方法包括如下步骤：
在冰水浴条件下，将丙烯酸单体加入到反应釜中，再加入氢氧化钠水溶液，使丙烯酸单体部分中和，然后依次加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、交联剂、部分的去离子水，搅拌均匀，置于80℃-90℃的水浴中预热，预热0.5h-1h，形成第一混合溶液；
将乳化剂置于烧杯中，再加入剩余的去离子水，加热至80℃-120℃，搅拌溶解，搅拌时间控制在30min-40min，形成第二混合溶液；
将第一混合溶液和第二混合溶液混合均匀，再加入引发剂于80℃-90℃的水浴中发生聚合反应，再保温反应0.5h-1.5h，冷却至室温，过滤，烘干，磨粉，过筛，出料，即得丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物。
其中，丙烯酸单体为丁烯二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或者多种组合。优选的，丙烯酸单体由质量比为1:2:2的丁烯二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸组成。
进一步的，丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比为1:1。交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或者多种组合。乳化剂为磺化琥珀酸二辛酯钠、油酸山梨醇酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯中的一种或者多种组合。丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物与所述偏硅酸钠的质量比为4-8：1。
在另一实施例中，该基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂包括如下重量份的组分：
丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物15份-28份；
偏硅酸钠3份-5份；
碳酸钠1份-3份；
氯化钠1份-3份。
上述的基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂的制备方法为：将丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物、偏硅酸钠、碳酸钠、氯化钠采用干法混合均匀，即得解胶剂。
本发明的解胶剂的使用方法，具体操作为：按陶瓷坯料的干料量的0.05％-0.6％与原料一起进行球磨或者制浆或者成型。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1
将10份丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物、3份偏硅酸钠、1份碳酸钠、1份氯化钠放入混合机，搅拌均匀，搅拌时间1h，即得解胶剂。
其中，丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物包括如下重量份的组分：丙烯酸单体30份；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯30份；引发剂3份；交联剂10份；氢氧化钠8份；乳化剂0.5份；去离子水60份。丙烯酸单体由质量比为1:2:2的丁烯二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸组成。交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。乳化剂为磺化琥珀酸二辛酯钠。引发剂为过硫酸铵。
实施例2
实施例2与实施例1不同的是：该解胶剂包括如下重量份的组分：15份丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物、3份偏硅酸钠、1份碳酸钠、1份氯化钠。
实施例3
实施例3与实施例1不同的是：该解胶剂包括如下重量份的组分：20份丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物、5份偏硅酸钠、3份碳酸钠、3份氯化钠。
实施例4
实施例4与实施例1不同的是：该解胶剂包括如下重量份的组分：22份丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物、4份偏硅酸钠、2份碳酸钠、2份氯化钠。
实施例5
实施例5与实施例1不同的是：该解胶剂包括如下重量份的组分：28份丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物、5份偏硅酸钠、3份碳酸钠、3份氯化钠。
实施例6
实施例6与实施例1不同的是：该解胶剂包括如下重量份的组分：30份丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物、8份偏硅酸钠、5份碳酸钠、5份氯化钠。
实施例7
实施例7与实施例6不同的是：该丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物包括如下重量份的组分：丙烯酸单体30份；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯25份；引发剂3份；交联剂10份；氢氧化钠8份；乳化剂0.5份；去离子水60份。
以上实施例中，各材料不限于上述所述的组分，各材料还可以为本发明所记载的其它单个组分或者多种组分组成，并且各材料的组分份数不限于上述份数，各材料的组分份数还可以为本发明所记载的其它组分份数的组合，在此不再赘述。
对比例1
对比例1是一种解胶剂，其与实施例1的区别在于，对比例1的原料未使用偏硅酸钠。
对比例2
对比例1是一种解胶剂，其与实施例1的区别在于，对比例1的原料未使用丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物，而是使用了聚丙烯酸钠。
性能测试：
(1)测试产品
实施例1-7、对比例1和对比例2
(2)实验方法
按陶瓷坯料的干料量的0.1％与原料一起进行球磨，配置成料浆；将调节PH后的浆料分为两份，第一份放置30s，测试其流出时间，记为t1；第二份放置30min后，测试其流出时间，记为t2；其中，采用涂四粘度计测试其流出时间。
(3)测试结果如下表1。
表1测试结果
通过表1中数据可以看出，与对比例1-2相比，使用少量本发明的解胶剂，可显著提高陶瓷浆料的流动性，在溶液pH较低的环境下，仍然具有良好的解胶效果。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：
丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物10份-30份；
偏硅酸钠3份-8份；
碳酸钠1份-5份；
氯化钠1份-5份。
2.根据权利要求1所述的基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：
丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物15份-28份；
偏硅酸钠3份-5份；
碳酸钠1份-3份；
氯化钠1份-3份。
3.根据权利要求1所述的基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其特征在于，所述丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物包括如下重量份的组分：丙烯酸单体20份-40份；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯25份-50份；引发剂1份-5份；交联剂5份-15份；氢氧化钠5份-10份；乳化剂0.1份-1份；去离子水30份-60份。
4.根据权利要求3所述的基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其特征在于，所述丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物的制备方法包括如下步骤：
在冰水浴条件下，将丙烯酸单体加入到反应釜中，再加入氢氧化钠水溶液，使丙烯酸单体部分中和，然后依次加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、交联剂、部分的去离子水，搅拌均匀，置于80℃-90℃的水浴中预热，预热0.5h-1h，形成第一混合溶液；
将乳化剂置于烧杯中，再加入剩余的去离子水，加热至80℃-120℃，搅拌溶解，搅拌时间控制在30min-40min，形成第二混合溶液；
将第一混合溶液和第二混合溶液混合均匀，再加入引发剂于80℃-90℃的水浴中发生聚合反应，再保温反应0.5h-1.5h，冷却至室温，过滤，烘干，磨粉，过筛，出料，即得丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物。
5.根据权利要求4所述的基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其特征在于，所述丙烯酸单体为丁烯二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或者多种组合。
6.根据权利要求5所述的基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其特征在于，所述丙烯酸单体由质量比为1:2:2的丁烯二酸、丙烯酸、甲基丙烯酸组成。
7.根据权利要求3所述的基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其特征在于，所述丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的质量比为1:1。
8.根据权利要求3所述的基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其特征在于，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或者多种组合。
9.根据权利要求3所述的基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其特征在于，所述乳化剂为磺化琥珀酸二辛酯钠、油酸山梨醇酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯中的一种或者多种组合。
10.根据权利要求1所述的基于硅酸盐体系的强化浆料流动性的解胶剂，其特征在于，所述丙烯酸单体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物与所述偏硅酸钠的质量比为4-8：1。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: A Gel Release Agent Based on Silicate System to Enhance the Fluidity of Slurry Effective date of registration: 20230915 Granted publication date: 20230407 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Foshan branch Pledgor: FOSHAN SHANYOUHAI TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2023980056958 |