新型聚羧酸系高性能陶瓷减水剂的合成及应用

由于泥浆颗粒 间存在静电引力作用会形成絮凝结构， 使１ ０ ％￣３ ０ ％的拌合水被包裹于陶瓷泥
浆颗 粒之 间 ，不 能参 与 自由流 动 ，失去润 滑 作用 ，影 响陶 瓷泥 浆 的流动 性 。加入 陶 瓷减 水剂 后 ，减水 剂分 子会 定 向吸 附于泥 浆颗 粒表 面 ，其 带有 的 阴离子 基 团会 使泥浆 颗 粒表 面形 成双
电层 ， 令泥浆颗粒带上同种 电荷，使其产生静电排斥作用 ， 促使泥浆颗粒相互分散， 从而使
得 泥浆 的絮凝 结 构解 体 ，释 放 出被包 裹 的水 分 ，有 效地 增加 了陶瓷泥 浆 的流 动性 ，达到 了在 较低 拌 合水 条件 下具 有 较好 流动 性 的减 水 目的。
子
国 帮
分散前
于进 口产 品 。
１ 实验设计及减水剂作用原理
１ ． １ 合成 实验 设 计
按照配方 比例称取聚合单体丙烯酸 、 马来酸酐和聚 ７ ， － 醇单烯丙基醚， 置于三 口烧瓶中， 用４ ０ ％的氢氧化钠溶液 中和至中性 ，加入链转移剂，在搅拌下开始升温至 ８ ０ ￣８ ５ ￣ Ｃ ，滴加
下 使 其 自然冷却 至 室温 ，得 到黄色 粘稠 液 体 ， 即为陶 瓷减 水剂 产 品 。其 聚合 反应 过程 如 图 １ 所示。
０ Ｈ Ｈ２ Ｃ￣ ＣＨ－ － ＣＯＯＨ ＋
ｍ
＝
０＼ ０
厶 ＋ ｘ Ｈ ２ ｃ ＝ ｃ Ｈ ＿ Ｃ Ｈ ２ － － ｏ ｃ Ｈ ２ 一 Ｃ Ｈ ２ － Ｏ ￣ ｙ － Ｈ
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ ． ０ ９ ． １ １ 作者 简介 ：王 斌 （ １ ９ ７ ０ ￣） ，男 ，研 究员 ，博士 ；主要从事 陶瓷系列精细化学 品开发研 究 。
４ ８
广 州 化 学
第３ ８ 卷
引发剂 引 发聚合 ，在 该条件 下 反应 ２ ． ５ ～３ ｈ ， 加 入链 终止 剂 终止 聚合 反应 ，停 止加 热 ，搅 拌
中图分 类号 ：Ｔ Ｑ１ ７ ４ ． ４ ７ 文献标 识码 ：Ａ
陶瓷减 水 剂是 在 保持 泥浆 、 釉 浆流 变性 不 变 的条件 下 ，尽最 大可 能 降低 其含 水 率的 一种 陶 瓷添 加 剂 。它 的主要 功 能是 节 能降耗 、提 高产 品质量 、减 少坯 体破损 率 。高 效有机 减 水剂 还 兼有 增 强和 助磨 作用 。我 国的陶 瓷产 业很 大 ，陶瓷产 品的生 产历 史久 远 ，但 陶瓷助 剂 的总 体研 究水 平不 高 。１ ９ ９ ３ 年 以前 ，我 国 的陶 瓷减水 剂 以水 玻璃 、碳 酸钠 、三 聚磷 酸钠 、腐 殖
新型聚羧酸系高性能陶瓷减水剂的合成及应用
王 斌 ， 刘伟 区 ， 庞 浩 ， 曾钦繁 ， 张 儒
（ １ ．中 国科学 院广州化学研 究所 ，广东 广州 ５ １ ０ ６ ５ ０ ； ２ ． 茂 名市生产力 促进 中心 ，广 东 茂名 ５ ２ ５ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：选 用丙烯酸 、马来酸酐和聚 乙二醇 单烯 丙基醚为聚合单体 ，采用一步法合
第３ 期
王 斌 等 ：新 型聚羧 酸系 高性 能陶 瓷减水 剂的合 成及 应用
泰
分散后
图 ２ 减水剂在 泥浆表面吸 附分散 示意 图
由于合成的聚羧酸系陶瓷减水剂是高分子聚合物， 其具有亲水性长链 ， 当其吸附于陶瓷 泥浆颗粒表面后 ， 减水剂分子 中的亲水性长链可以伸展于水溶液 中， 在所吸附的泥浆颗粒表 面形成有一定厚度的亲Leabharlann Baidu立体层 ， 当泥浆颗粒相互靠近到达一定距离时， 亲水立体层之间产
酸钠 、焦磷酸钠液等为主 ，以单一或复合形式加入。１ ９ ９ ３年 以后，取而代之 的是第二代减
水 剂 ，包 括腐殖 酸 盐 一硅 酸盐 复合 物 、腐 殖酸 盐 一磷酸 盐 复合物 、磷 酸盐 一硅 酸盐 复合 物 、 天 然产 物 改性 类 高分 子 电解 质 等［ １ ］ 。新 型聚 羧 酸 系 减水 剂 的研 发直 到近 年才 逐渐 开展 ，大 部 分产 品的性 能还 不稳 定 ，适 应性 较 差 ，单从 减水 性来 说 ，与 国外产 品还 有较大 差 距 ，这也 是 导致 我 国 的陶 瓷生 产 能耗 偏 高 、节 能减 排压 力突 出的主 要 问题所 在 【 ３ 。 因此 ，科研 工 作 者有 必 要在 这 一领 域 投入 更 大 的精 力 ，为 我 国陶 瓷产业 的升级 做 出贡献 。 本研 究工 作针 对 陶瓷 企业 的技术 需求 ， 采 用分 子设 计原 理 ，合成 了新 型聚 羧酸 系陶 瓷减 水剂 （ Ｃ Ａ－ １ ０ ０ ） 。该 产 品 在企 业试 用 后 ，发 现 综合 性 能 与 国外 进 口产 品持 平 ，个 别性 能优
第３ ８卷 第 ３期 ２ ０ １ ３年 ９月
广 州 化 学
Ｇｕ ａ ｎｇ ｚ ｈｏ ｕ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ
、 ， ０ １ ． ３８ ＮＯ ． ３ Ｓ ｅ ｐ ｔ ． ２ ０１ ３
文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ２ ２ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ４ ７ － ０ ５
成 了一种聚羧酸 系高性能陶瓷减水剂 （ Ｃ Ａ － １ ０ ０ ） 。 比较 了 Ｃ Ａ － １ ０ ０ 、三聚磷酸钠 、水
玻璃三种减水剂 的应 用性能。结果表 明，Ｃ Ａ － １ ０ ０陶瓷减水剂 的解胶性能好 ，适应范
围广 。这种 新型 的陶瓷减水剂具 有优异的应用潜 力 。
关键词 ：陶瓷减水剂 ：丙烯酸 ；马来酸酐 ；聚 乙二醇单烯丙基醚
ＣＯＯＨ ＣＯＯＨ
．
引 发剂 ，链 转 移剂
升 温
．
＋ ｃ Ｈ ２ 一 Ｈ Ｈ 一 Ｈ ＂ － ￣Ｃ Ｈ ２ － Ｈ
一 ： 一 。
１ ． ２ 减 水 剂 的作用 原理
减水 剂 的作用 原 理如 图 ２所示 。在 未加 陶瓷 减 水剂之 前 ，陶 瓷泥 浆加 水研 磨或 拌 合后 ，