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在建筑陶瓷生产过程中,分散剂的加入有助于陶瓷颗粒的有效分散并且在高固含量的情况下保持良好的流动性。分散剂能有效提高陶瓷浆体的质量和助磨效率,降低用水量和能耗。目前,建筑陶瓷分散剂主要以无机盐为主,其对陶瓷料浆的稳定性和助磨效果不理想。高分子分散剂能满足陶瓷料浆良好分散稳定性的需求,但是其价格高而使其应用受到限制。本文系统研究了一系列高分子分散剂对建筑陶瓷浆体性能的影响,并通过化学改性和物理复配的方法研制了木质素系陶瓷分散剂。主要研究进展和成果如下:(1)系统研究了一系列高分子分散剂对建筑陶瓷浆体的固含量、流出时间和表观粘度等性能的影响,初步筛选出具有较好分散降黏效果的萘系减水剂FDN、东莞高效分散剂GCL4-1、氨基磺酸系减水剂ASP和木质素改性氨基磺酸系ASL四种分散剂。但单一使用这些高分子分散剂时,其对建筑陶瓷浆体的分散性能不及市场上常用的分散剂对比样(三聚磷酸钠-水玻璃)。(2)将四种分散剂分别与无机盐配伍,得到两种复合分散剂的降黏效果与分散稳定性均优于市场上常用的分散剂对比样。第一种是ASP与H、S配伍得到的复合分散剂。当ASP与H、S的质量比为1.0:1.0:5.0,固含量为69%和掺量0.35%时,流出时间为45.12s,比分散剂对比样缩短13.32s。第二种是ASL与T、S配伍得到的复合分散剂。当ASL与T、S的质量比为1.0:0.8:5.0,固含量为69%和掺量0.34%时,流出时间为53.50s,比分散剂对比样缩短4.94s。掺分散剂ASP-H-S、ASL-T-S和对比样分散剂的浆体表观黏度分别为240.0 mpa.s、246.5 mpa.s和288.5 mpa.s;沉降时间120min时,分散稳定指数分别为3.32、3.39和3.95;颗粒沉降粒径分别为17.25μm、16.34μm和16.27μm。(3)中试结果表明,复合分散剂ASP-H-S、ASL-T-S的助磨效果优于对比样。掺对比样的料浆球磨7h后过250目筛余为1.02%,掺样品ASP-H-S和ASL-T-S的球磨7h和6h后,过250目筛余分别为0.30%和1.04%;掺三种分散剂的陶瓷砖抗折强度相差不大,分别为2.53 MPa,2.48 MPa和2.67 MPa。(4)为了降低复合分散剂的生产成本和提高其分散性能,引入碱木质素代替部分苯酚与对氨基苯磺酸钠和苯酚缩合、工艺优化,合成新型木质素系分散剂LMA。LMA的优化反应工艺条件为n(A): n(P): n(L): n(F)=1.00: 0.90:1.26:2.50,其中碱木质素代替苯酚的替代率为70%,反应溶液的最佳pH值为10.4左右,95℃下缩合时间为3.0h左右,反应物浓度控制在25wt%~33wt%。通过红外谱图可证明改性后的LMA中引入了碱木质素。(5)研究了LMA水溶液的表面张力,其在陶瓷颗粒表面的吸附能力以及加盐对其吸附性能的影响。LMA能使水溶液的表面张力降低至49.92 mN.m-1,其在陶瓷颗粒表面的饱和吸附量为1.1mg.g-1。当T与LMA的质量比为1:1时,水溶液的表面张力可降低至46.51mN.m-1,由于加入的盐与LMA产生竞争吸附,使得饱和吸附量降低至0.4 mg.g-1,且盐的量越多,LMA在陶瓷颗粒的饱和吸附量越少。(6)将LMA与T、S复配得到木质素系陶瓷分散剂LMA-T-S,系统研究其对建筑陶瓷浆体性能的影响。固含量为69%时,掺木质素系陶瓷分散剂LMA-T-S的浆体的流出时间为49.53s,比对比样缩短了7.08s。其对陶瓷助磨、分散稳定效果均优于对比样。球磨后空白的和对比样的陶瓷颗粒粒径分别为19.47μm、13.45μm,而掺LMA-T-S的颗粒粒径仅为12.61μm。掺LMA-T-S的浆体分散稳定性指数120min时为2.5,小于对比样浆体的3.0;在60min时,掺LMA-T-S的浆体颗粒沉降粒径的为15.37μm,小于对比样浆体的16.29μm。掺LMA-T-S的陶瓷颗粒表面的Zeta电位总体高于掺对比样的,尤其在掺量0.35wt%时,其Zeta电位绝对值已达到38.89mv,比掺对比样的Zeta电位绝对值高6.0 mv。通过显微镜放大1000倍进一步证明掺LMA-T-S的样品分散优于对比样。从流变曲线可以看出,掺LMA-T-S的浆体有较好的降黏效果,在固含量接近70wt%时,特性粘为232.3 mpa.s。