产品详细

  1.一种复合型陶瓷减水剂，其特征是，包括以下重量份原料：40～50份聚羧酸盐母

  所述改性石墨烯的制备步骤如下：在20～40℃下，将1～2重量份石墨烯加入到100～

  200重量份水中，在超声功率为50～100W、频率50～100kHz下超声处理20～40min，获得石墨

  烯悬浊液；将2～5重量份植酸、0.5～1重量份三异丙苯基磷酸酯加入到以300～500r/min搅

  拌速度搅拌的悬浊液中，将悬浊液温度升至40～60℃，搅拌5～10h，随后以8000～10000r/

  min离心20～30min收集不溶物，用乙醇和水各洗涤三次，然后在‑45～‑55℃下冷冻干燥24

  2.如权利要求1所述的一种复合型陶瓷减水剂，其特征是，所述的聚羧酸盐母液的制

  备方法为：在40～60℃下，将15～30重量份聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯、5～10重量份

  烯丙基磺酸钠、0.2～0.5重量份过硫酸铵、在转速300～500r/min下溶解于100～150重量份

  水中，得到混合体系Ⅰ；随后将5～10重量份丙烯酸、0.1～0.2重量份巯基乙酸、0.5～1重量

  份三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在40～60℃以300～500r/min搅拌速率，聚

  合反应3～6h后自然冷却20～30℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数25～40％的氢氧化钠水溶

  3.如权利要求1所述的一种复合型陶瓷减水剂，其特征是，所述的助磨剂为甲醇、乙

  4.如权利要求1所述的一种复合型陶瓷减水剂，其特征是，所述的增塑剂为邻苯二甲

  酸二丁酯、癸二酸二丁酯、木质素磺酸钠、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠中的至少一种。

  5.如权利要求1所述的复合型陶瓷减水剂，其特征是，所述石墨烯为单层或少层石墨

  要原料烧成的制品，现代陶瓷又称新型陶瓷、精细陶瓷或特种陶瓷。陶瓷具备优秀能力的绝缘、

  耐腐蚀、耐高温、硬度高、密度低、耐辐射等诸多优点，已在国民经济各领域得到普遍应用。

  陶瓷的生产的全部过程中，陶瓷减水剂是使用的最广的陶瓷添加剂。陶瓷减水剂，又名陶瓷分散

  剂、解凝剂和稀释剂等，用于陶瓷工业的选泥、磨浆、制釉等工艺过程中。陶瓷减水剂的主要

  作用是使陶瓷泥浆在一定的时间内能保持较好的流动性，减少颗粒的表面能，降低固、液之

  间的界面张力，能较好的、有效地浸润固体小颗粒，得到固含量高且流动性好的泥浆。

  通过降低入塔料浆的含水率，能减小水分的蒸发量，以此来降低干燥能耗，对降低

  生产成本和提高生产效率有重大意义。此外，正常的情况下，料浆中含水率的降低会导致其粘

  度的升高等问题，从而不利于生产，因而减水剂的应用至关重要，即通过添加少量减水剂能

  使料浆在含水率较低的情况下仍然具有较小粘度，从而满足生产要。目前，我国最常使用

  的陶瓷减水剂主要有水玻璃、偏硅酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、碳酸钠、柠檬酸钠、腐植酸

  钠、木质素磺酸盐、聚丙烯酸钠等。这些减水剂存在解胶范围窄、短时间内易凝固、适应性差

  和存在副作用等问题，故有必要将陶瓷行业和精细化学相结合，深入探讨陶瓷减水剂作用

  CN 105968270 A公开了一种复合型陶瓷减水剂及其制备方法，制备步骤包括：(1)

  将栲胶、双烯丙基聚乙二醇醚、丙烯酸葡萄糖酯、不饱和羧酸及其盐和水加入反应釜中，开

  启搅拌并升温；(2)待温度升至90～120℃时，再向反应釜中加入引发剂，保持温度100～120

  ℃，继续反应5～10小时；(3)加入无机分散剂，搅拌0.5～2小时后降温出料，得到复合型陶

  瓷减水剂；该发明制备的陶瓷减水剂含羧基、醚基、酯基、羟基等功能基团，在添加量和其他

  条件相同时，相对于无机盐类陶瓷减水剂，拥有非常良好的流动性和黏度，达到了节能降耗的目

  CN 112573929 A公开了一种复合陶瓷减水剂，其含有如下质量百分含量的组分：

  偏硅酸钠30～40wt％，多聚磷酸钠25～30wt％，甲基纤维素、乙基纤维素或羧甲基纤维素10

  ～15wt％，柠檬酸钠、单宁酸钠或乙二胺四乙酸钠10～15wt％，过硼酸钠3.0～5.0wt％，碳

  酸镁、碳酸钠或碳酸钾2.0～4 .0wt％，聚合醇胺1 .0～3.0wt％，脂肪醇聚氧乙烯醚  0.5～

  1.0wt％，废砂(主要含二氧化硅、硅酸钠、三氧化二铝等)  1.0～3.0wt％；该发明的复合陶

  瓷减水剂集减水、增强强度、助磨等功能于一体，具有应用限制范围广，总添加量少，使用效果好

  CN  105754034  A公开了一种N‑羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂，其分子结

  构包括锚固链段和溶剂化链段，锚固链段由N‑羟甲基丙烯酰胺的共聚物组成，溶剂化链段

  由乙烯基羧酸的聚合物组成；共聚物陶瓷减水剂数均相对分子量为3000～20000；此发明的

  N‑羟甲基丙烯酰胺改性聚羧酸陶瓷减水剂由于存在能与阳离子产生螯合作用的氨基和羧

  基，能将浆料中的水化阳离子吸附的水很好的释放开来，从而使泥浆在低含水率的情况还

  具有良好的流动性；此发明制得的共聚物陶瓷减水剂可以大范围的应用到陶瓷坯料研磨、制浆

  聚合在加热条件下制备带有功能性侧链的高分子型减水剂。然而，在较低的温度下制备性

  能高效陶瓷减水剂是更为绿色环保的方法。此外，现存技术中的减水剂性能较为单一，将其

  剂，通过在较低温度下在水溶液环境中进行自由基聚合制备了聚羧酸盐母液，随后加入功

  能性物质制备了复合型陶瓷减水剂；所述的减水剂各组分配伍合理，产生了较好的协同作

  为了实现上述目的，本发明提供了一种复合型陶瓷减水剂，包括以下重量份原料：

  40～50份聚羧酸盐母液、5～10份助磨剂、5～10份增塑剂、1～5份增强剂。

  优选的，所述的聚羧酸盐母液的制备方法为：在40～60℃下，将  15～30重量份聚

  (乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯、5～10重量份烯丙基磺酸钠、0.2～0.5重量份过硫酸铵、在

  转速300～500r/min下溶解于  100～150重量份水中，得到混合体系Ⅰ；随后将5～10重量份

  丙烯酸、  0.1～0.2重量份巯基乙酸、0.5～1重量份三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系

  Ⅰ中，在40～60℃以300～500r/min搅拌速率，聚合反应3～6h  后自然冷却20～30℃，得到混

  合体系Ⅱ；用质量分数25～40％的氢氧化钠水溶液和水将混合体系Ⅱ的pH调节至6 .5～

  所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯、木质素磺酸钠、聚乙二醇、羧

  具有优异的料中可以光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传

  递等方面具备极其重大的应用前景。本发明将石墨烯添加减水剂中，可提升陶瓷的韧性和断

  裂性能，因为石墨烯的加入促进了陶瓷浆料中晶粒的细化；微量的石墨烯可以在陶瓷材料

  中产生不同强度的结合界面促进了陶瓷材料断裂的改变，从而消耗更多的断裂能量。此外，

  石墨烯还有较高的比表面积，可以吸附陶瓷浆体分子间的水，使得自由水增多，增强减水剂

  接而成。海藻酸钠的水溶液具有较高的黏度，海藻酸钠可以在极其温和的条件下快速形成

  凝胶，凝胶的交联网络结构可以将陶瓷颗粒紧紧包裹住，从而增强陶瓷材料的强度。

  进一步的，所述的增强剂由石墨烯和海藻酸钠以质量比为1：  (2～5)混合而成。

  基于石墨烯的制备工艺，石墨烯片层团聚严重，表面性质收到特别大的影响，将石墨烯

  进一步的，所述改性石墨烯的制备步骤如下：在20～40℃下，将  1～2重量份石墨

  烯加入到100～200重量份水中，在超声功率为  50～100W、频率50～100kHz下超声处理20～

  40min，获得石墨烯悬浊液；将2～5重量份植酸、0.5～1重量份三异丙苯基磷酸酯加入到以

  300～500r/min搅拌速度搅拌的悬浊液中，将悬浊液温度升至40～60℃，搅拌5～10h，随后

  最优选的，所述的增强剂由改性石墨烯和海藻酸钠以质量比为1：  (2～5)混合而

  (1)在较低的环境和温度下，通过水溶液自由基聚合反应制备了聚羧酸盐母液，将其

  与助磨剂、增塑剂、增强剂共同构成了复合型减水剂，该减水剂各组分配方合理，具有良好

  的协同作用；在陶瓷浆料中使用添加量少，能有效提升陶瓷浆料的减水率、助磨性和可塑

  (2)本发明的制备方法简单易操作，绿色环保；复合型减水剂集多种功能为一体，各

  组分添加量少、配伍合理，使用本发明复合型减水剂能明显提高陶瓷浆料的利用率，减少水

  聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯，平均分子量950，购于上海麦克林生化科技有限

  石墨烯，单层或少层石墨烯，片径0.5～5μm，厚度0.8～1 .2nm，购于先锋纳米科技

  陶瓷原料的质量占比为：粘土40％，高岭土15％，长石30％，石英粉15％，陶瓷原料

  在使用前经过粉碎处理后过60目筛网，收集筛网下的粉料，在80℃烘箱干燥至质量不再发

  一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、  100g三乙醇胺、

  所述的聚羧酸母液的制备方法为：在50℃下，将15g聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸

  酯、5g烯丙基磺酸钠、0.4g过硫酸铵、在转速350r/min下溶解于150g水中，得到混合体系Ⅰ；

  随后将10g丙烯酸、  0.15g巯基乙酸、1g三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在  50

  ℃以350r/min搅拌速率，聚合反应4h后自然冷却25℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数30％的

  一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、  100g三乙醇胺、

  所述的聚羧酸母液的制备方法为：在50℃下，将15g聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸

  酯、5g烯丙基磺酸钠、0.4g过硫酸铵、在转速  350r/min下溶解于150g水中，得到混合体系Ⅰ；

  随后将10g丙烯酸、  0.15g巯基乙酸、1g三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在  50

  ℃以350r/min搅拌速率，聚合反应4h后自然冷却25℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数30％的

  一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、  100g三乙醇胺、

  所述的聚羧酸母液的制备方法为：在50℃下，将15g聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸

  酯、5g烯丙基磺酸钠、0.4g过硫酸铵、在转速  350r/min下溶解于150g水中，得到混合体系Ⅰ；

  随后将10g丙烯酸、  0.15g巯基乙酸、1g三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在  50

  ℃以350r/min搅拌速率，聚合反应4h后自然冷却25℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数30％的

  一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、100g三乙醇胺、

  所述的聚羧酸母液的制备方法为：在50℃下，将15g聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸

  酯、5g烯丙基磺酸钠、0.4g过硫酸铵、在转速  350r/min下溶解于150g水中，得到混合体系Ⅰ；

  随后将10g丙烯酸、  0.15g巯基乙酸、1g三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在  50

  ℃以350r/min搅拌速率，聚合反应4h后自然冷却25℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数30％的

  所述的改性石墨烯的制备方法为：在25℃下，将2g石墨烯加入到100g水中，在超声

  功率为50W、频率100kHz下超声处理30min，获得石墨烯悬浊液；将5g植酸、0.5g三异丙苯基

  磷酸酯加入到以  400r/min搅拌速度搅拌的悬浊液中，将悬浊液温度升至60℃，搅拌  6h，随

  后以8000r/min离心30min收集不溶物，用乙醇和水各洗涤三次，然后在‑45℃下冷冻干燥

  一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、  100g三乙醇胺、

  一种复合型陶瓷减水剂，其原料和配比为：500g聚羧酸盐母液、  100g三乙醇胺、

  所述的聚羧酸母液的制备方法为：在50℃下，将15g聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸

  酯、5g烯丙基磺酸钠、0.4g过硫酸铵、在转速  350r/min下溶解于150g水中，得到混合体系Ⅰ；

  随后将10g丙烯酸、  0.15g巯基乙酸、1g三(乙二醇)二乙烯基醚加入到混合体系Ⅰ中，在50℃

  以350r/min搅拌速率，聚合反应4h后自然冷却25℃，得到混合体系Ⅱ；用质量分数30％的氢

  所述的改性石墨烯的制备方法为：在25℃下，将2g石墨烯加入到100g水中，在超声

  功率为50W、频率100kHz下超声处理30min，获得石墨烯悬浊液；将5g植酸加入到以400r/min

  搅拌速度搅拌的悬浊液中，将悬浊液温度升至60℃，搅拌6h，随后以8000r/min离心  30min

  收集不溶物，用乙醇和水各洗涤三次，然后在‑45℃下冷冻干燥  24h，得到改性石墨烯。

  原料(即不加入减水剂)的用水量和外加减水剂时用水量的差与原始用水量的比值。具体测

  (1)在25℃环境中，将200g陶瓷原料、100g水、1g复合型减水剂，在600r/min转速下

  (2)不加入复合型减水剂重复步骤(1)中操作，直到陶瓷浆料的粘度与基准值相

  陶瓷浆料的流动性，可以用粘度来表示，粘度越大，流动性越小，流出相同体积所

  需的时间就越长。具体测试步骤为：将200g陶瓷原料、100g水、1g复合型减水剂，在600r/min

  转速下球磨12min得到陶瓷浆料；将制备好的料浆静置3s后，用涂‑4粘度计测量100mL浆料

  陶瓷浆料的触变性，陶瓷浆料搅拌时，其粘度降低而流动性增加，静置后逐渐恢复

  原状的特性，或其放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会出现变稠凝固现象，称为

  泥浆的触变性。具体测试步骤为：将200g陶瓷原料、100g水、1g复合型减水剂，在600r/min转

  速下球磨12min得到陶瓷浆料，将陶瓷浆料静置30s和30min后再分别测其从涂‑4杯中流出

  所需的时间，用两次流动时间的比值来表征浆料触变性的相对大小，浆料触变性＝静置

  上述的过程中使用复合型减水剂后，陶瓷浆料的减水率、流动性、触变性的测试结

  能。在陶瓷浆料中，陶瓷颗粒由于呈片状结构，其板面一般带负电，边面带正电或负电，陶瓷

  颗粒整体则是带负电，因此，陶瓷的边面和边面或边面与板面易结合而形成卡片结构，包裹

  一部分水，由此产生絮凝，致使料浆系统的粘度增大。在本发明中，加入聚羧酸盐减水剂，浆

  加了陶瓷颗粒的悬浮稳定性，以此来实现减水效果。石墨烯大的比面积使得其容易吸附在陶

  瓷颗粒表面，富集了表面电荷增强了陶瓷颗粒相互排斥的作用，使边‑边结构或边‑面结构

  转变为面‑面结构，释放了自由水、提高了减水率，降低了体系的粘度和分散性。海藻酸钠的

  交联网络结构，从而形成水凝胶，有机大分子的相容性使得，海藻酸钠的引入后空间位阻效

  应进一步增强，提高了减水率。加入石墨烯和海藻酸钠的实施例3的减水率逐步提升。值

  得注意的是，该实施例中石墨烯用量为单独使用石墨烯的实施例1的1/5，是因为由于石

  墨烯结构具有缺陷，只有加入过量的石墨烯才能实现对浆料的良好减水作用。海藻酸钠的

  加入，降低了石墨烯的用量的同时，石墨烯和海藻酸钠增强了颗粒间的静电排斥和空间位

  阻效应降低了减水率。加入改性石墨烯和海藻酸钠的对比例2的减水率再一步提升，这是因

  为用植酸改性石墨烯，可以与陶瓷颗粒形成氢键，增强陶瓷颗粒彼此间的静电作用，使更多

  的边‑边结构或边‑面结构转变为面‑面结构，使得陶瓷颗粒释放更多的自由水，提高了混合

  浆料体系的稳定性。实施例4在改性石墨烯制备中加入了三异丙苯基磷酸酯，使得石墨烯表

  面修饰上更多的功能性基团，逐渐增强了石墨烯的比表面积，增强了改性石墨烯与海藻

  酸钠水凝胶的稳定性更好的包络陶瓷颗粒，释放更多自由水，增强咯额聚羧酸盐大分子链

  在建筑陶瓷领域，需要对调控合适粒度的浆料，才可以获得优异性能的陶瓷浆料。一

  (1)在25℃环境中，将200g陶瓷原料、100g水、1g复合型减水剂，在600r/min转速下

  球磨5min，随后过325目筛网，将过筛网的浆料置于80℃烘箱干燥，直到质量不再变化，将质

  在本发明中以三乙醇胺为研磨助剂，三乙醇胺是极性物质，具有不对称的结构，在

  力场中偶极子随力场的作用方向而取向，当粉体被进一步粉碎产生新表面时，三乙醇胺吸

  附在不平衡价键力的位置上，使粉体断裂面上的价键力得到饱和，颗粒之间的吸附力得到

  屏蔽，因而有效地阻止了聚结。由助磨性测试测试结果能看出加入石墨烯或海藻酸钠能

  提高复合型减水剂助磨性。这是因为石墨烯本身就具有较好的研磨润滑性，其较高的机械强