一種陶瓷顏料色釉分散劑及其製備方法
2023-04-25 09:29:31 1
一種陶瓷顏料色釉分散劑及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種陶瓷顏料色釉分散劑及其製備方法，該分散劑包括以下質量百分比的原料：含環酸酐10-25%、烷基脂肪單酸0-25%、烷基脂肪二酸0-20%、芳香族多元酸5-25%、芳香族多元胺0-20%、多元醇0-15%、異構醇10-40%、催化劑0.5-5%、溶劑10-30%；該分散劑對色釉的分散能力好、分散效果好，提高了顏料色釉的色澤和光亮度，降低了顏料色釉的用量及陶瓷的生產成本；該分散劑的製備方法生產效率高，產率高。
【專利說明】 —種陶瓷顏料色釉分散劑及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及化學製品【技術領域】，尤其涉及一種陶瓷顏料色釉分散劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002]陶瓷顏料色釉分散劑是陶瓷製造中重要助劑之一，對陶瓷原料中的顏料色釉主要起到潤溼分散的作用，可以提高顏料在陶瓷原料中的分布均勻性，提高顏料的利用率，提高顏料漿料懸浮穩定性，提高顏料漿料的流動度以及提高陶瓷成品的色澤光亮度和堅硬度等性能。
[0003]現有的陶瓷顏料色釉分散劑種類較多，比如氨基磺酸鹽，木質素磺酸鹽，三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、聚羧酸鹽、丙烯酸/丙烯醯胺基/丙烷磺酸共聚物、低分子量丙烯酸/烯丙基磺酸鈉、丙烯酸甲酯-丙烯酸氨聚合物等。現有的陶瓷顏料色釉分散劑，其不足之處是對顏料色釉的分散能力差，需要加入較多的量才有較好的流動度。加入分散劑分散後，顏料色釉分散體系儲存穩定性不好，容易出現分層。另外，現有的陶瓷顏料色釉分散劑對顏料色釉分散效果較差，容易導致顏料色釉重新團聚，這會增加顏料色釉的粗糙度及降低顏料色釉色澤及光亮度，也會增加顏料色釉的用量及生產成本。
【發明內容】
[0004]本發明為克服上述缺陷而提供了一種陶瓷顏料色釉分散劑及其製備方法，該陶瓷顏料色釉分散劑對顏料色釉的分散能力好，只需加入少量即有很好的流動度。加入分散劑分散後，顏料色釉分散體系儲存穩定性好，不會出現分層。該分散劑對顏料色釉分散效果好，顏料色釉不會重新團聚，提升了顏料色釉的細膩度，提高了顏料色釉的色澤和光亮度，降低了顏料色釉的用量及陶瓷的生產成本；該方法工藝簡單，操作容易，生產效率高，產率聞。
[0005]為實現上述目的，本發明採用如下的技術方案。
[0006]一種陶瓷顏料色釉分散劑，包括以下質量百分比的原料:
含環酸酐10-25%
烷基脂肪單酸0-25%
烷基脂肪二酸0-20%
芳香族多元酸5-25%
芳香族多兀胺0-20%
多元醇0-15%
異構醇10-40%
催化劑0.5-5%
溶劑10-30%。
[0007]本發明的聚酯陶瓷分散劑，其分子鏈上含有較多的支狀基團可形成樹叉狀結構，並且含有對色釉較好親和力錨定力的的基團，這樣能對色釉有較好的潤溼能力。另外，分子鏈上含有可以與不同溶劑體系有較好的相溶作用長鏈分子，能使色釉容易分散於漿液中，並防止色釉因長期靜置出現分層或團聚。當色釉分散劑遇到聚酯陶瓷分散劑時，聚酯陶瓷分散劑因其強的親和力，很快能吸附在色釉表面，同時錨定基團對色釉基有強的吸附力可有效錨定在色釉表面。當受到外力剪切，原本團聚的色釉被打散，而側支鏈又對色釉具有較強的排斥力，最終會形成一個個原始粒度的色釉粒子被聚酯陶瓷分散劑包裹的狀態，並均勻在溶劑或漿液體系中。
[0008]本發明的顏料色釉分散劑，特別是對油性色釉在陶瓷生產中的充分分散及漿料儲存穩定起到較好的效果。加入少量的分散劑，即可充分潤溼和分散色釉，明顯提高漿料的流動度達到生產的需求，同時可長期儲存保持漿料不分層，不出現色料結團變粗。
[0009]本發明的陶瓷分散劑不同於無機鹽類等分散劑，而是一種對色釉具有較好相溶性同時也對陶瓷漿液具有良好相溶性的特殊結構材料。因此，它既可以對色釉，特別是油性相對較好的色釉有較好的潤溼能力，容易將色釉以原始的顆粒大小均勻分散於陶瓷漿液中，並以懸浮的狀態穩定分布。
[0010]本發明的顏料色釉分散劑，是一種中黃色或淡黃色的粘稠液體，與油性色釉和低極性溶劑較好的相溶性，特別適用於異構十二烷，異構十三烷等環保溶劑中，可任意比例混合。在陶瓷生產或分散色釉過程中添加本發明的顏料色釉分散劑，只需加入色釉用量的10-20%,只需進行簡單的攪拌分散，就可達到色釉的原始粒度，陶瓷生產所需的流動度，並能有效防止因長期儲存出現再次團聚等問題，大大提高了分散效率和生產成本，提高陶瓷的色澤和光亮度，並能有效防止因長期儲存出現再次團聚等問題。
[0011]本發明對陶瓷色釉具有更好的潤溼分散作用、更佳的儲存穩定性防團聚效果，以及對不同的溶劑體系特別是低極性、中極性體系更佳的適用性。採用分步加入原料和分步升溫進行的縮合聚合反應製備本發明的聚酯分散劑，提高了生產的安全性和產品穩定性，提高了產品的性能，所得的產物分子量大小分布比較均勻，轉化率較高，功能結構得到充分的發揮作用，在分散色釉過程中，只需將聚酯分散劑加入溶劑或陶瓷漿液中簡單攪拌，再加入色釉進行簡單的攪拌分散研磨，就可使色釉得到充分的分散，可有效提高對色釉的分散效率，提高色釉的利用率，使陶瓷漿液具才更長時間的儲存穩定性，也使陶瓷產物在加入同樣量的色軸條件下具有更聞的色澤和光売度鮮豔度，提聞廣品的品質。
[0012]本發明的顏料色釉分散劑是一種含鏈段式錨定基的樹叉狀結構，採用長的脂肪鏈溶劑鏈段，可以在低極性或中極性溶劑中有較好的相溶能力，另外，長的脂肪鏈段作為樹叉狀結構的支鏈，對色釉具有較好的空間阻隔，當色釉粒子被分散後，由於支鏈的排斥，色釉粒子之間很難再發生團聚。樹叉狀結構的主鏈，對色釉有較好的親和力，容易潤溼並起錨定作用，由於是鏈段式分布的錨定結構，因此其錨定能力比一般分散劑的點式錨定能力更強，綜合分散劑兩個主要的基團優勢，合成的顏料色釉分散劑可以有效地提高其在低極性、中極性溶劑體系的相溶能力和分散能力。
[0013]其中，所述含環酸酐為開環後還含環狀結構的酸酐，所述含環酸酐為山梨醇酸酐、鄰苯二酸酐和偏苯三酸酐中的一種或一種以上的混合物。
[0014]其中，所述烷基脂肪單酸為碳原子數為12?18個的直鏈脂肪一元酸，所述烷基脂肪單酸為月桂酸、肉豆寇酸、硬脂酸和油酸中的一種或一種以上的混合物。
[0015]其中，所述烷基脂肪二酸為碳原子數為擴36個的直鏈脂肪二元酸，所述烷基脂肪二酸為二聚酸、十二烷二酸、二十四烷酸、癸二酸和壬二酸中的一種或一種以上的混合物。
[0016]其中，所述芳香族多元酸為含有二環或三環的芳香族多羧基酸，所述芳香族多羧基酸為雙羥萘酸、萘二酸和蒽二酸中的一種或一種以上的混合物。
[0017]其中，所述芳香族多元胺為至少含有兩個胺基的芳香族化合物，所述芳香族多元胺為間苯二甲苯胺、間苯二胺和苯三胺中的一種或一種以上的混合物。
[0018]其中，所述多元醇為含有兩個以上羥基的低分子醇，所述多元醇為季戊四醇、山梨醇、丙三醇和甘露醇中的一種或一種以上的混合物。
[0019]其中，所述異構醇為碳原子數為7?18個的異構脂肪一元醇，所述異構醇為異十三醇、異辛醇、異十六醇和異十八醇中的一種或一種以上的混合物。
[0020]其中，所述催化劑為氧化丁基錫和月桂酸二異丁基錫中的一種或兩種的混合物，所述溶劑為二甲苯、異構十二烷和乙酸丁酯中的一種或一種以上的混合物。
[0021]一種陶瓷顏料色釉分散劑的製備方法，包括以下加工步驟:
步驟A、稱取配方量的物料，分別放置到不同的容器中；
步驟B、將含環酸酐、烷基脂肪二酸、芳香族多元酸、芳香族多元胺、多元醇和溶劑全部加入到反應釜中,邊加邊攪拌；
步驟C、通入適當的氮氣，逐步加熱到13(Tl50°C，並保持13(Tl50°C反應2-3小時，可進行酸酐開環反應或醯胺化反應；
步驟D、測試酸值達到120-250 mgKOH/g不再變化後，冷卻至60°C以下，確保步驟C的產物端基的羧基量固定；
步驟E、將異構醇、烷基脂肪單酸和催化劑加入到反應釜中，升溫到17(T19(TC，並保持170?190°C反應3-5小時；
步驟F、測試酸值小於5mgK0H/g，酸值合格後，停止加熱，冷卻至室溫，得到中黃色或淡黃色的粘稠狀液體產物，即得成品。
[0022]在製備過程中採用兩次性加料，分步升溫的方式，可有效控制不同的反應程度並且避免高溫下加料，提高生產安全程度。在130-150°C反應階段，可進行酸酐開環反應或醯胺化反應，增加鏈段的鏈長，並且可根椐所需的分子結構或鏈長分子量通過調節材料比例得到。在170-190°C反應階段，可進行酸與醇的反應，進一步增加鏈長，並可對反應基團進行封端。加入催化劑，可以有效提高反應速度，不同的催化劑用量可以影響分子鏈長短，影響產物的性能。溶劑可以對反應產物進行溶解，提高反應進度和產物的均勻度，另外還可作帶水劑，促進反應物的產率。
[0023]本發明採用上述實施方法來製備陶瓷顏料色釉分散劑，通過合理的選擇不同的材料品種以及不同材料之間的比例，以改變產物的分子量側支鏈的結構分布，同時通過縮合聚合反應工藝的調控，控制分子量的大小及分子量分布，避免出現爆聚，提高原料的轉化率以及確保最終產品的組成不偏離配方設計結構。使之在溶劑中有較好的相溶度，充分發揮其對色釉的潤溼、分散、防團聚作用。
[0024]本發明的有益效果為:
本發明的一種陶瓷顏料色釉分散劑，包括以下質量百分比的原料:含環酸酐10-25%、烷基脂肪單酸0-25%、烷基脂肪二酸0-20%、芳香族多元酸5-25%、芳香族多元胺0-20%、多元醇0-15%、異構醇10-40%、催化劑0.5-5%、溶劑10-30% ;該陶瓷顏料色釉分散劑對顏料色釉的分散能力好，只需加入少量即有很好的流動度。加入分散劑分散後，顏料色釉分散體系儲存穩定性好，不會出現分層。該分散劑對顏料色釉分散效果好，顏料色釉不會重新團聚，提升了顏料色釉的細膩度，提高了顏料色釉的色澤和光亮度，降低了顏料色釉的用量及陶瓷的生產成本。
[0025]本發明的一種陶瓷顏料色釉分散劑的製備方法，包括以下加工步驟:步驟A、稱取配方量的物料，分別放置到不同的容器中；步驟B、將含環酸酐、烷基脂肪二酸、芳香族多元酸、芳香族多元胺、多元醇和溶劑全部加入到反應釜中，邊加邊攪拌；步驟C、通入適當的氮氣，逐步加熱到13(Tl50°C，並保持13(Tl50°C反應2-3小時；步驟D、測試酸值達到目標值後，冷卻至60°C以下；步驟E、將異構醇、烷基脂肪單酸和催化劑加入到反應釜中，升溫到17(Tl90°C，並保持17(Tl90°C反應3_5小時；步驟F、測試酸值小於5mgK0H/g合格後，停止加熱，冷卻至室溫，得到中黃色或淡黃色的粘稠狀液體產物，即得成品；該方法工藝簡單，操作容易，生產效率高，產率高。
【具體實施方式】
[0026]下面結合實施例對本發明作進一步的說明，這是本發明的較佳實施例。
[0027]實施例1。
[0028]本發明的一種陶瓷顏料色釉分散劑，包括以下質量百分比的原料:
偏苯三酸酐15%
硬脂酸10%
葵二酸10%
萘二酸15%
間苯二胺10%
季戊四醇10%
異十三醇15%
氧化丁基錫5%
乙酸丁酯10%。
[0029]一種陶瓷顏料色釉分散劑的製備方法，包括以下加工步驟:
步驟A、稱取配方量的物料，分別放置到不同的容器中；
步驟B、將偏苯三酸酐、葵二酸、萘二酸、間苯二胺、季戊四醇和乙酸丁酯全部加入到反應釜中，邊加邊攪拌；
步驟C、通入適當的氮氣，逐步加熱到130°C，並保持130°C反應2小時；
步驟D、測試酸值達到120 mgKOH/g後，冷卻至60°C以下；
步驟E、將異十三醇、硬脂酸和氧化丁基錫加入到反應釜中，升溫到170°C，並保持170°C反應5小時；
步驟F、測試酸值小於5mgK0H/g合格後，停止加熱，冷卻至室溫，得到中黃色或淡黃色的粘稠狀液體產物，即得成品。
[0030]實施例2。
[0031]本發明的一種陶瓷顏料色釉分散劑，包括以下質量百分比的原料:偏苯三酸酐20%
油酸5%
二聚酸5%
雙羥萘酸10%
苯三胺10%
山梨醇15%
異十八醇25%
月桂酸二異丁基錫5%
乙酸丁酯15%。
[0032]一種陶瓷顏料色釉分散劑的製備方法，包括以下加工步驟:
步驟A、稱取配方量的物料，分別放置到不同的容器中；
步驟B、將偏苯三酸酐、二聚酸、雙羥萘酸、苯三胺、山梨醇和乙酸丁酯全部加入到反應釜中，邊加邊攪拌；
步驟C、通入適當的氮氣，逐步加熱到130°C，並保持130°C反應3小時；
步驟D、測試酸值達到150 mgKOH/g後，冷卻至60°C以下；
步驟E、將異十八醇、油酸和月桂酸二異丁基錫加入到反應釜中，升溫到170°C，並保持170°C反應5小時；
步驟F、測試酸值小於5mgK0H/g合格後，停止加熱，冷卻至室溫，得到中黃色或淡黃色的粘稠狀液體產物，即得成品。
[0033]實施例3。
[0034]本發明的一種陶瓷顏料色釉分散劑，包括以下質量百分比的原料:
鄰苯二酸酐10-25%
硬脂酸0-25%
二十四烷酸0-20%
蒽二酸5-25%
間苯二胺0-20%
季戍四醇0-15%
異辛醇10-40%
氧化丁基錫0.5-5%
異構十二烷10-30%。
[0035]一種陶瓷顏料色釉分散劑的製備方法，包括以下加工步驟:
步驟A、稱取配方量的物料，分別放置到不同的容器中；
步驟B、將鄰苯二酸酐、二十四烷酸、蒽二酸、間苯二胺、季戊四醇和異構十二烷全部加入到反應釜中,邊加邊攪拌；
步驟C、通入適當的氮氣，逐步加熱到140°C，並保持140°C反應2.5小時；
步驟D、測試酸值達到180 mgKOH/g後，冷卻至60°C以下；
步驟E、將異辛醇、硬脂酸和氧化丁基錫加入到反應釜中，升溫到180°C，並保持180°C反應4小時；
步驟F、測試酸值小於5mgK0H/g合格後，停止加熱，冷卻至室溫，得到中黃色或淡黃色的粘稠狀液體產物，即得成品。
[0036]實施例4。
[0037]本發明的一種陶瓷顏料色釉分散劑，包括以下質量百分比的原料:
鄰苯二酸酐25%
肉豆蘧酸5%
十二烷二酸5%
蒽二酸5%
間苯二甲苯胺20%
甘露醇12%
異十六醇10%
氧化丁基錫3%
二甲苯15%。
[0038]一種陶瓷顏料色釉分散劑的製備方法，包括以下加工步驟:
步驟A、稱取配方量的物料，分別放置到不同的容器中；
步驟B、將鄰苯二酸酐、十二烷二酸、蒽二酸、間苯二甲苯胺、甘露醇和二甲苯全部加入到反應釜中,邊加邊攪拌；
步驟C、通入適當的氮氣，逐步加熱到140°C，並保持140°C反應2.5小時；
步驟D、測試酸值達到200 mgKOH/g後，冷卻至60°C以下；
步驟E、將異十六醇、肉豆蘧酸和氧化丁基錫加入到反應釜中，升溫到180°C，並保持180°C反應4小時；
步驟F、測試酸值小於5mgK0H/g合格後，停止加熱，冷卻至室溫，得到中黃色或淡黃色的粘稠狀液體產物，即得成品。
[0039]實施例5。
[0040]本發明的一種陶瓷顏料色釉分散劑，包括以下質量百分比的原料:
山梨醇酸酐10%
月桂酸25%
壬二酸5%
雙羥萘酸10%
苯三胺5%
丙三醇5%
異辛醇29.5%
月桂酸二異丁基錫0.5%
異構十二烷10%。
[0041]一種陶瓷顏料色釉分散劑的製備方法，包括以下加工步驟:
步驟A、稱取配方量的物料，分別放置到不同的容器中；
步驟B、將山梨醇酸酐、壬二酸、雙羥萘酸、苯三胺、丙三醇和異構十二烷全部加入到反應釜中，邊加邊攪拌；
步驟C、通入適當的氮氣，逐步加熱到150°C，並保持150°C反應3小時；
步驟D、測試酸值達到250 mgKOH/g後，冷卻至60°C以下； 步驟E、將異辛醇、月桂酸和月桂酸二異丁基錫加入到反應釜中，升溫到190°C，並保持190°C反應3小時;
步驟F、測試酸值小於5mgK0H/g合格後，停止加熱，冷卻至室溫，得到中黃色或淡黃色的粘稠狀液體產物，即得成品。
[0042]最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和範圍。
【權利要求】
1.一種陶瓷顏料色釉分散劑，其特徵在於:包括以下質量百分比的原料: 含環酸酐10-25% 烷基脂肪單酸0-25% 烷基脂肪二酸0-20% 芳香族多元酸5-25% 芳香族多兀胺0-20%多元醇0-15%異構醇10-40%催化劑0.5-5%溶劑10-30%。
2.根據權利要求1所述的一種陶瓷顏料色釉分散劑，其特徵在於:所述含環酸酐為開環後還含環狀結構的酸酐，所述含環酸酐為山梨醇酸酐、鄰苯二酸酐和偏苯三酸酐中的一種或一種以上的混合物。
3.根據權利要求1所述的一種陶瓷顏料色釉分散劑，其特徵在於:所述烷基脂肪單酸為碳原子數為12?18個的直鏈脂肪一元酸，所述烷基脂肪單酸為月桂酸、肉豆寇酸、硬脂酸和油酸中的一種或一種以上的混合物。
4.根據權利要求1所述的一種陶瓷顏料色釉分散劑，其特徵在於:所述烷基脂肪二酸為碳原子數為擴36個的直鏈脂肪二元酸，所述烷基脂肪二酸為二聚酸、十二烷二酸、二十四烷酸、癸二酸和壬二酸中的一種或一種以上的混合物。
5.根據權利要求1所述的一種陶瓷顏料色釉分散劑，其特徵在於:所述芳香族多元酸為含有二環或三環的芳香族多羧基酸，所述芳香族多羧基酸為雙羥萘酸、萘二酸和蒽二酸中的一種或一種以上的混合物。
6.根據權利要求1所述的一種陶瓷顏料色釉分散劑，其特徵在於:所述芳香族多元胺為至少含有兩個胺基的芳香族化合物，所述芳香族多元胺為間苯二甲苯胺、間苯二胺和苯三胺中的一種或一種以上的混合物。
7.根據權利要求1所述的一種陶瓷顏料色釉分散劑，其特徵在於:所述多元醇為含有兩個以上羥基的低分子醇，所述多元醇為季戊四醇、山梨醇、丙三醇和甘露醇中的一種或一種以上的混合物。
8.根據權利要求1所述的一種陶瓷顏料色釉分散劑，其特徵在於:所述異構醇為碳原子數為7?18個的異構脂肪一元醇，所述異構醇為異十三醇、異辛醇、異十六醇和異十八醇中的一種或一種以上的混合物。
9.根據權利要求1所述的一種陶瓷顏料色釉分散劑，其特徵在於:所述催化劑為氧化丁基錫和月桂酸二異丁基錫中的一種或兩種的混合物，所述溶劑為二甲苯、異構十二烷和乙酸丁酯中的一種或一種以上的混合物。
10.如權利要求1-9任意一項所述的一種陶瓷顏料色釉分散劑的製備方法，其特徵在於:包括以下加工步驟: 步驟A、稱取配方量的物料； 步驟B、將含環酸酐、烷基脂肪二酸、芳香族多元酸、芳香族多元胺、多元醇和溶劑全部加入到反應釜中,邊加邊攪拌； 步驟C、通入適當的氮氣，逐步加熱到13(Tl50°C，並保持13(Tl50°C反應2_3小時； 步驟D、測試酸值達到120-250 mgKOH/g後，冷卻至60°C以下； 步驟E、將異構醇、烷基脂肪單酸和催化劑加入到反應釜中，升溫到17(T19(TC，並保持170?190°C反應3-5小時； 步驟F、測試酸值小於5mgK0H/g後，停止加熱，冷卻至室溫，得到中黃色或淡黃色的粘稠狀液體產物，即得成品。
【文檔編號】C08G63/78GK104387567SQ201410775128
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月16日 優先權日:2014年12月16日
【發明者】董清龍, 麥慶光 申請人:東莞市隆海新材料科技有限公司