一種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及陶瓷粉體加工領(lǐng)域，特別涉及一種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用 分散劑及其制備方法。 技術(shù)背景
[0002] 陶瓷主要是以各種天然礦物以及人工合成化合物為主要原料，經(jīng)過(guò)粉碎制粉、陳 腐、成型和高溫?zé)Y(jié)而制成。隨著陶瓷技術(shù)的飛速發(fā)展，人們針對(duì)制陶過(guò)程中可能影響產(chǎn)品 質(zhì)量的工藝因素進(jìn)行了大量的研究，并通過(guò)優(yōu)化這些工藝因素來(lái)達(dá)到提高、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量 的目的。這其中陶瓷漿料的性能對(duì)超細(xì)研磨制粉環(huán)節(jié)具有重要的影響，是能否獲得具有高 致密度、顯微結(jié)構(gòu)均勻、無(wú)缺陷坯體的關(guān)鍵。分散劑在加入到陶瓷漿料中后改變顆粒的表面 能，可有效抑制團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，降低體系粘度，得到均勻、穩(wěn)定、流變性優(yōu)良的漿料，對(duì)提 高研磨效率、降低研磨能耗具有重要意義。
[0003] 硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料由硅酸鋯、氧化鋁、高嶺土等組成，其中的主要成分硅酸鋯 (化學(xué)式ZrSiO 4)為四方晶系，屬于島狀硅酸鹽礦物。相比于其他的組分，針對(duì)硅酸鋯的超細(xì) 研磨技術(shù)在國(guó)內(nèi)的成熟度并不高。對(duì)于硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料，目前公知的一種用于大生 產(chǎn)的超細(xì)研磨工藝為利用球磨機(jī)和攪拌磨進(jìn)行分段的濕法研磨。在該種原料的超細(xì)研磨過(guò) 程中，礦漿粘度提升幅度較大，造成工況不穩(wěn)定，導(dǎo)致低生產(chǎn)效率和高能耗。尋找綜合性能 優(yōu)良的分散劑將礦漿粘度降低至合適范圍、優(yōu)化其流變性、降低研磨能耗是當(dāng)前亟待解決 的問(wèn)題。
[0004] 目前市場(chǎng)上用于礦物研磨領(lǐng)域的常見(jiàn)分散劑主要有不飽和脂肪酸類(例如油酸)、 胺類(例如三乙醇胺)、醇類(例如乙二醇)、鹽類(例如硬脂酸鈉）以及礦物類，這些分散劑往 往針對(duì)某一種類或特定的礦物具有較好的分散效果。對(duì)于硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料，由于其 組成相對(duì)復(fù)雜且各組分的理化性能迥異，單一使用的某種分散劑對(duì)其作用對(duì)象以外的其他 組分很可能并不適用，有些甚至還會(huì)起到加劇團(tuán)聚的反作用，很難做到多組分兼顧，實(shí)際效 果不理想。此外，很多復(fù)合分散劑采用了將大量有機(jī)大分子組合使用的方法，雖然取得了較 好的效果，但對(duì)陶瓷的后續(xù)制備工藝不利且成本過(guò)高，很難用于大規(guī)模的實(shí)際生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)大量的試劑選型、復(fù)配以及性能優(yōu)化試驗(yàn)， 提出了一種對(duì)硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料內(nèi)的多種組分均具有優(yōu)良分散作用的高效分散劑。
[0006] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)： 一種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑，其特征在于其組分按照重量百分比分 為： 水溶性烯丙基聚合物5?20%， 檸檬酸銨7?15%， 羧甲基淀粉鈉5?15%， 六偏磷酸鈉2?10%， 工業(yè)副產(chǎn)鹽母液0. 1?1%， 焦磷酸鈉5?15%， 腐植酸鈉5?10%， 水 其余。
[0007] 作為優(yōu)選，水溶性烯丙基聚合物10?20%， 檸檬酸銨10?15%， 羧甲基淀粉鈉5?12%， 六偏磷酸鈉5?10%， 工業(yè)副產(chǎn)鹽母液0. 5?1%， 焦磷酸鈉5?15%， 腐植酸鈉5?10%， 水 其余。
[0008] 作為優(yōu)選，水溶性烯丙基聚合物為小分子量的聚丙烯酰胺、小分子量的聚丙烯酸 鈉中的一種或二者的任意比例混合物。
[0009] 作為優(yōu)選，工業(yè)副產(chǎn)鹽母液的主要有效成分為EDTA，其在母液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小 于 50%。
[0010] 上述硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑的制備方法為：將水置于容器內(nèi)加 熱至40?45°C之間，在攪拌的條件下分別散入腐植酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉；待全部溶 解后按先后順序加入工業(yè)副產(chǎn)鹽母液、水溶性烯丙基聚合物、羧甲基淀粉鈉以及檸檬酸銨； 繼續(xù)攪拌20?30分鐘，體系內(nèi)各組分完全溶解后移至常溫下靜置50?60分鐘，完成。 [0011] 該分散劑內(nèi)的各組分之間發(fā)揮協(xié)同作用，可在不同種顆粒表面不平衡價(jià)鍵力的位 置處進(jìn)行吸附，平衡過(guò)剩價(jià)鍵，降低表面能，屏蔽附聚力，在起到分散作用的同時(shí)可避免物 料裂紋愈合，從而有利于裂紋的擴(kuò)展，提高物料的易碎性進(jìn)而提高研磨效率，降低了研磨能 耗。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：該分散劑對(duì)硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料內(nèi)的多種組分均具有優(yōu)良 的分散作用，可顯著抑制研磨過(guò)程中礦漿粘度的大幅升高，使工況處于相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)，利 于產(chǎn)品粒度的穩(wěn)定和節(jié)省能耗；受外界環(huán)境PH變化的影響較小；原料來(lái)源廣泛，工藝簡(jiǎn)便 易行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)副產(chǎn)廢料的有效利用。
[0013]
【具體實(shí)施方式】： 實(shí)施例1 : 一種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑，各組分按照重量百分比分 別為： 聚丙烯酰胺5%， 檸檬酸銨7%， 羧甲基淀粉鈉5%， 六偏磷酸鈉3%， 工業(yè)副產(chǎn)鹽母液1%，焦磷酸鈉14%， 腐植酸鈉8%， 水 其余。
[0014] 制備方法為： 將水置于容器內(nèi)加熱至40?45°C之間，在攪拌的條件下分別散入腐植酸鈉、六偏磷酸 鈉、焦磷酸鈉；待全部溶解后按先后順序加入工業(yè)副產(chǎn)鹽母液、聚丙烯酰胺、羧甲基淀粉鈉 以及檸檬酸銨；繼續(xù)攪拌20?30分鐘，體系內(nèi)各組分完全溶解后移至常溫下靜置50?60 分鐘，得到產(chǎn)品。
[0015] 實(shí)施例2 :-種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑，各組分按照重量百分 比分別為： 聚丙烯酸鈉15%， 檸檬酸銨15%， 羧甲基淀粉鈉10%， 六偏磷酸鈉10%， 工業(yè)副產(chǎn)鹽母液0. 1%，焦磷酸鈉5%， 腐植酸鈉5%， 水 其余。
[0016] 制備方法為：同實(shí)施例1。
[0017] 實(shí)施例3 :-種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑，各組分按照重量百分 比分別為： 聚丙烯酰胺與聚丙烯酸鈉按1:1混合 12%， 檸檬酸銨9%，羧甲基淀粉鈉6%，六偏磷酸鈉4%， 工業(yè)副產(chǎn)鹽母液1%，焦磷酸鈉8%，腐植酸鈉7%， 水 其余。
[0018] 制備方法為：同實(shí)施例1。
[0019] 水溶性烯丙基聚合物5?20%， 檸檬酸銨7?15%， 羧甲基淀粉鈉5?15%， 六偏磷酸鈉2?10%， 工業(yè)副產(chǎn)鹽母液0. 1?1%， 焦磷酸鈉5?15%， 腐植酸鈉5?10%， 水 其余。
[0020] 實(shí)施例4 :聚丙烯酰胺20%， 檸檬酸銨7%， 羧甲基淀粉鈉15%， 六偏磷酸鈉2%， 工業(yè)副產(chǎn)鹽母液0. 5%，焦磷酸鈉15%， 腐植酸鈉10%， 水 其余。
[0021] 將實(shí)施例1- 4所制備的分散劑分別用于硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料的濕法研磨實(shí)驗(yàn) (所配制礦漿的固含量為40%，分散劑摻入量為粉料質(zhì)量的0. 3%)，并在相同條件下與某市售 分散劑進(jìn)行對(duì)比。其中粘度測(cè)試是使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)在室溫、轉(zhuǎn)速60rpm、3#轉(zhuǎn)子的條件下進(jìn) 行的。具體結(jié)果如表1所示。
[0022] 表 1
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑，其特征在于其組分按照重量百分比 分別為： 水溶性烯丙基聚合物5?20%， 檸檬酸銨7?15%， 羧甲基淀粉鈉5?15%， 六偏磷酸鈉2?10%， 工業(yè)副產(chǎn)鹽母液0. 1?1%， 焦磷酸鈉5?15%， 腐植酸鈉5?10%， 水 其余。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑，其特征在于 其組分按照重量百分比分別為： 水溶性烯丙基聚合物10?20%， 檸檬酸銨10?15%， 羧甲基淀粉鈉5?12%， 六偏磷酸鈉5?10%， 工業(yè)副產(chǎn)鹽母液0. 5?1%， 焦磷酸鈉5?15%， 腐植酸鈉5?10%， 水 其余。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑，其特征 在于所述的水溶性烯丙基聚合物為小分子量的聚丙烯酰胺、小分子量的聚丙烯酸鈉中的一 種或二者的組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑，其特征 在于所述的工業(yè)副產(chǎn)鹽母液的主要有效成分為EDTA，其在母液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于50%。
5. -種利用權(quán)利要求1或2所述的硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑制備方 法，其特征在于包括以下步驟：將水置于容器內(nèi)加熱至40?45°C之間，在攪拌的條件下分 別散入腐植酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉；待全部溶解后按先后順序加入工業(yè)副產(chǎn)鹽母液、 水溶性烯丙基聚合物、羧甲基淀粉鈉以及檸檬酸銨；繼續(xù)攪拌20?30分鐘，體系內(nèi)各組分 完全溶解后移至常溫下靜置50?60分鐘，完成。
【專利摘要】一種硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨用分散劑，其組分按照重量百分比分別為：水溶性烯丙基聚合物5～20%、檸檬酸銨7～15%、羧甲基淀粉鈉5～15%、六偏磷酸鈉2～10%、工業(yè)副產(chǎn)鹽母液0.1～1%、焦磷酸鈉5～15%、腐植酸鈉5～10%，其余為水。將水置于容器內(nèi)加熱至40～45℃之間，在攪拌的條件下分別加入腐植酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉；待全部溶解后按先后順序加入工業(yè)副產(chǎn)鹽母液、水溶性烯丙基聚合物、羧甲基淀粉鈉以及檸檬酸銨；繼續(xù)攪拌20～30分鐘，體系內(nèi)各組分完全溶解后移至常溫下靜置50～60分鐘，完成。本分散劑的制備原料來(lái)源廣泛、工藝簡(jiǎn)便易行；受外部環(huán)境pH變化的影響較小；分散作用強(qiáng)，能有效降低礦漿粘度并改善其流變性，可明顯降低硅酸鋯基復(fù)合陶瓷原料濕法研磨的能耗。
【IPC分類】C04B35-63
【公開號(hào)】CN104609868
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510015959
【發(fā)明人】王俊甫, 曹燦, 高廣智, 周雄, 鄧偉, 宋書明, 廖建中
【申請(qǐng)人】江蘇金石研磨有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日