新型聚合物陶瓷分散剂的研究与应用

新型聚合物陶瓷分散剂的研究与应用

0分散剂在陶瓷生产中应用陶瓷分散剂又称分散剂、预凝剂、解胶剂、反聚缩回剂和稀释剂，是现代陶瓷生产中应用最广泛的添加剂。且随着科技的发展,人们对陶瓷的性能提出了更高的要求,而分散剂作为一种在陶瓷浆料制备中起着重要作用的陶瓷添加剂,越来越受到国内外的广泛关注。陶瓷分散剂的主要功能是通过提高系统的电动电位(ξ电位),降低陶瓷微观结构的不均匀性,从而改善陶瓷浆料的流变性,使其在混浆及后续过程中水分含量减少的情况下,仍能保持适当的黏度、较高的密度和良好的流动性。添加适量分散剂,能有效改善粉料的表面性能,获得内部微观结构均匀、无缺陷的陶瓷坯体,避免了缩釉等现象的发生,提高了产品的质量;同时,添加分散剂也是提高材料的烧结性能和力学性能的重要因素;另外,它还能减少釉层的干燥时间,节省能耗,从而降低生产成本。因此,使用性能优良的分散剂,能够促进现代陶瓷生产向高质量、高效益、低能耗的方向发展。传统普通分散剂由于受分子结构、相对分子质量等的影响,其分散作用往往十分有限,且用量较大;同时在后续处理过程中难以排出干净,对陶瓷性能的发挥产生较大的影响,这种影响尤其在其作为电子产品基体材质使用时作用较为明显。聚合物分散剂又称高分子分散剂或超分散剂,最早为解决颜料颗粒在有机介质中的分散问题而开发,后被广泛应用在涂料、油墨、印染、塑料填充、陶瓷分散、水泥分散、软磁材料等领域。它的引入克服了无机分散剂容易带入杂质离子和有机小分子分散剂吸附不牢固、分散稳定性差的缺点,所以聚合物分散剂以其良好的分散稳定作用,近年来受到国内外学者的广泛重视和越来越多的研究和应用。本文主要总结了近年来国内外在陶瓷用聚合物分散剂方面的发展现状,并对几类新型陶瓷分散剂的研究现状做了重点介绍,希望能给该领域的进一步深入研究起到引导性的作用。1陶瓷分散剂的分类和功能机制1.1分散剂的分类分散剂作为诸多表面活性剂中的一种,其加入后能够使陶瓷粉体颗粒表面迅速润湿、颗粒表面势能降低且固体质点间的势垒上升到足够高,从而达到分散、稳定陶瓷颗粒的效果。分散剂种类繁多,根据分散介质的不同,可将分散剂分为水性分散剂和油性(非水介质)分散剂,而前者又包括离子型(包括阳离子型和阴离子型)、非离子型、混合型等。油性分散剂包括有机小分子分散剂和高分子分散剂,其中高分子聚合物分散剂又称为超分散剂,它最早是为解决颜料粒子在有机介质中的分散问题而研究开发的,高分子分散剂也是目前研究最为活跃的一种高性能分散剂,尤其在陶瓷领域。显而易见,根据组成不同,也可将陶瓷分散剂分为无机分散剂、有机分散剂、高分子聚合物分散剂以及复合分散剂等。常用的陶瓷分散体系、主要的分散剂及其特征列于表1中。1.2分散剂作用机理陶瓷浆料中的固体颗粒在热运动、重力和搅拌的作用下,处于不规则运动中,存在大量的相对运动和碰撞,运动颗粒碰撞后是否成为团聚颗粒,取决于范德华力、库仑力和空间位阻作用力三种作用力间的综合作用。所以,要使陶瓷粉体颗粒处于稳定的悬浮液中,必须增大颗粒间的排斥力,才能保持陶瓷浆料的分散性。分散剂是一种在分子结构上同时具有亲水性和亲油性两种相反性质的界面活性剂,在悬浮液中能够与陶瓷颗粒表面发生作用,从而降低分散体系中固体或液体粒子的聚集,均一分散那些难于溶解于液体的固体颗粒,同时也能防止固体颗粒的沉降和凝聚,形成稳定悬浮液胶体。分散剂作用机理可概括为静电斥力稳定作用、空间位阻作用以及两者的复合作用。在制备陶瓷浆料时加入分散剂,其作用方式为:静电斥力作用即双电层稳定机制是指通过加入离子型分散剂,陶瓷颗粒表面产生一定量的表面电荷,使颗粒间产生较大的排斥力,进而实现颗粒的稳定分散;空间位阻稳定作用是指在悬浮体中加入一定量的不带电的高分子量的化合物,使其吸附在颗粒的表面上,形成较厚的位阻层,使颗粒间产生空间排斥力,达到分散目的;静电空间位阻复合稳定作用即在悬浮体中加入一定量的高分子聚合物电解质或者加入一种高分子化合物与低聚物(如PEG)或有机物单体(例如柠檬酸三铵)的混合物,使其吸附在粒子表面上,此时聚电解质既可通过本身所带电荷排斥周围粒子,又能通过其空间位阻效应阻止周围粒子的靠近,两者的共同作用可实现复合稳定分散的效果。2聚合物有机高分子分散剂的分类聚合物陶瓷分散剂由于亲水基、疏水基位置及大小可调,分子结构可呈梳状,又可呈现多支链化,因而对分散微粒表面覆盖及包封效果要比普通分散剂强得多,且其分散体系更易趋于均一、稳定、流动,因此被称为超分散剂,目前聚合物有机高分子分散剂的研制已被广泛关注,是很有发展前途的一类分散剂。根据聚合物陶瓷分散剂在溶液中的存在状态,我们将其分为非离子型聚合物陶瓷分散剂和高分子聚电解质陶瓷分散剂;根据聚合物的特征和组成,我们将其分为聚羧酸类陶瓷分散剂、磺酸类聚合物陶瓷分散剂、天然高分子陶瓷分散剂和复合陶瓷分散剂等。随着现代陶瓷工业向高水平和高质量方向发展的需求,上个世纪中后期广泛使用的萘系和三聚氰胺系分散剂因其后处理工序繁杂,且在添加到高固含量的泥浆时浆料流动性变差,使其在陶瓷领域中的应用受到限制,所以这两类聚合物分散剂我们不再做单独介绍,而是在磺酸类聚合物陶瓷分散剂中作简要提及。2.1聚羧酸类高效分散剂聚羧酸类分散剂(PC)是一种分子中含羧基聚合物或其接枝共聚物的表面活性剂,其分子结构丰富多变,呈梳型分布,自由度大;主链短(由含羧基的活性单体聚合而成),可以对其进行灵活接枝活性基团;侧链长(主要为PEO链),带有亲水性的活性基团,其吸附形态主要为梳形柔性吸附形态,可形成网状结构,具有较高的空间位阻效应。根据主链上设计的大单体结构单元的不同,一般可将聚羧酸类高性能分散剂分为聚丙烯酸(盐或酯)类、马来酸(酐)类、马来酸与(甲基)丙烯酸(酯)共聚物类、含磺酸基的聚羧酸多元共聚物类等。该类分散剂具有原料单体来源广泛、使用量低、分散性好、使用效果不受掺加顺序影响、作用持久等诸多优点,其某些性能还可以通过优化合成工艺而达到,如活用聚合方法可调整其分散性能和引气性能等。另外,由于聚羧酸类分散剂在合成生产过程中不使用甲醛和其他任何有害原材料,属于环境友好型的分散剂产品,所以十分受研究界和工程界的重视。2.1.1聚丙烯酸盐的分散作用聚丙烯酸(盐或酯)类陶瓷分散剂是近年来国内外开发的丙烯酸类精细化工产品之一,其制备工艺和应用范围已逐渐完善和扩大。该类聚合物是以丙烯酸为主要单体,其合成方法因具体的相对分子质量大小、应用功能及经济角度等方面的考虑,可选用溶液法、悬浮法和乳液法等来合成溶液态、黏液状、胶体态、胶板或粉末状聚合物。目前国内外各生产商、科研单位对该类分散剂的研究主要集中在共聚物和接枝方面,以提高它的应用性能和扩展其应用领域。聚丙烯酸(钠)作为线型聚羧酸系陶瓷料浆分散剂的一种,因其分子量及其分布可控、带有含量较高的羧酸根离子,且其线型分子结构能够与黏土粒子发生静电相互作用,因此,在陶瓷浆料中具有较好的减水与分散效果,而且作用范围较宽,较之常用传统分散剂有着很大的优势。其分散作用主要是通过聚丙烯酸(钠)的独特分子结构使其具有高负电荷密度而导致陶瓷颗粒间斥力增强、长分子链对陶瓷颗粒的包裹以及电离的Na+对浆料的ξ电位的影响而获得。起分散作用时,聚丙烯酸(钠)有机烷基的憎水性使得聚合阴离子能够物理吸附在粘土边面上,其亲水基(-COOH)指向水介质形成单分子保护膜。另外,聚丙烯酸(钠)带有较大的分子骨架,为陶瓷坯体提供优良支架,促使粗坯的强度提高,且经高温烧制后不易残留,因而具有较好的研究价值。蒋冰燕等以丙烯酸为单体,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为氧化还原引发体系,制得可用于分散陶瓷浆料的中等相对分子质量的聚丙烯酸钠。研究发现当聚合物的质量浓度为1g/L时,Zeta电位绝对值由16.7mV升高到54.6mV,聚合物质量分数为0.25%时,料浆体系的黏度从996mPa·s降低到179mPa·s。与添加无机陶瓷分散剂及聚合物的陶瓷粗坯样条相比,聚丙烯酸钠与无机电解质三聚磷酸钠以质量比1∶1复合后制得的粗坯弯曲强度可提高33.33%。Nojiri等用丙烯酸铵和丙烯酸甲酯的共聚物作分散剂,发现当亲水基团和疏水基团的比例在优化值10∶90时,SiC陶瓷悬浮体可获得最低的粘度,且利用注浆成型得到了均匀的坯体结构。随着工业的迅速发展,低分子量的聚丙烯酸(盐)应用前景日益广泛,尤其在陶瓷工业中能大大改善泥浆的性能。杨建红等用溶液聚合法以丙烯酸作为单体、过硫酸钠为引发剂、异丙醇为链转移剂合成分子量范围在2000~3000的聚丙烯酸钠,并将其应用做陶瓷料浆的分散剂,结果表明,低分子量的聚丙烯酸钠能大大改善陶瓷泥浆的流动性,而且其解凝范围比较宽,在用量为0.6%时达到最佳减水效果。Loiseau等用RAFT(可逆加成-断裂链转移)自由基聚合制备了低分子量聚丙烯酸(PAA),由于多分散指数较小而大大提升了CaCO3、高岭土和TiO2悬浮体的分散性能。另外,聚丙烯酸(盐)分散剂在电子陶瓷领域如陶瓷电容器也已被广泛使用。YaohuiLv等使用聚丙烯酸铵作分散剂制备出体系稳定的掺有钕-钇-铝的混合悬浮料浆,并通过研究确定了最适电解质浓度、pH值和固含量,在1750℃下真空烧结制备出Nd-YAG陶瓷。斯蒂芬等研究发现,利用分子量约为8000的氨化的聚丙烯酸,添加量为0.75%时对钛酸钡浆料的分散是最有效的。2.1.2高分子分散剂在陶瓷工业中,高性能陶瓷的湿法成型制备,要求陶瓷悬浮液具有较高的固体含量、稳定性和流变性好等特点,为了较好的浆料的流变性质,常常需要具备优良分散性能的分散剂的加入。马来酸作为含两个羧基的不饱和单体,因其特殊的分子结构、多羧基及无毒环保等特征而被用来制备聚马来酸(酐)及其共聚物,可用作分散剂、阻垢剂、增稠剂、防腐剂。因此,基于马来酸与(甲基)丙烯酸(酯)类共聚物陶瓷分散剂的研制亦成为该领域的一个分支方向。ZhaoJL等通过测定zeta电位、沉积实验、流变行为及粒度分析等手段研究了丙烯酸-马来酸共聚物在钛酸钡悬浮液中的分散行为,发现随着分散剂加入量的增加陶瓷悬浮料浆粘度降低,但当加入量大于0.3wt%时,分散剂在钛酸钡颗粒上的吸附达到饱和,此时粘度增加缓慢,分散剂的加入较之未加分散剂的陶瓷颗粒粒径D50大为降低,且仍能较好分散。TraipholN等用聚丙烯酸(PAA)和丙烯酸-马来酸共聚物(PACM)作为锆钛酸铅(PZT)悬浮水溶液的分散剂,结果表明,PACM的分散效率较高,添加0.2wt%时陶瓷料浆的粘度最低。张会宜以马来酸酐、丙烯酸和马来酸二丁酯为原料,采用乳液聚合的方法制备出三元共聚物的钠盐,减水率可达35.19%。由于高分子聚电解质本身带有大量亲水基团与亲油基团,能与粉体颗粒牢固吸附并在粉体周围形成一定厚度的水化膜,与水性介质很好的相溶,在低水分含量下,使浆料具有合适的烧结密度以及良好的流动性,改善坯体微观结构的均匀性,提高坯体的强度,减少烧结能耗。对马来酸的结构稍作改进而引入亲油基团或再与其它单体共聚,可以制得分散性能优良的高效分散剂。李小瑞等先将马来酸酐和聚乙二醇200在35℃下进行半酯化反应,之后再与丙烯酸共聚,制备了一种低相对分子质量的分散剂,实验证明这种共聚物分散剂能有效提高氧化铝陶瓷浆料的分散稳定性及流动性,性能明显优于聚丙烯酸钠和聚乙二醇。黄冬玲等根据高分子分散剂的作用机理和分子设计的原则,将马来酸酐聚乙二醇200半酯化产物与甲基丙烯酸共聚制得的非晶态水溶性高分子聚合物表现出类似的优异性能。RanQP等采用SMA-g-MPEG梳状共聚物作为Al2O3陶瓷悬浮料浆的分散剂,其主干为易被Al2O3阳离子表面吸附的以马来酸酐为主要单体的阴离子型聚羧酸,此梳状聚合物还含有提供空间位阻斥力的亲水性MPEG侧链,侧链的长度直接影响到聚合物的分散性能,带有适中侧链长度的SMA-g-MPEG表现出对Al2O3悬浮料浆较好的分散性能。有研究表明,线型聚羧酸系减水剂在陶瓷原料中的减水效果明显好于梳型聚羧酸系减水剂,线型聚羧酸系减水剂更适合于具有层状结构的陶瓷粘土颗粒的分散;其线型分子可以牢固的以线-面结合的方式吸附在粘土的颗粒表面,发挥其静电斥力和空间位阻效应,有效分散了粘土泥浆的絮凝结构,阻碍粘土颗粒的直接碰撞,释放自由水,降低了粘土泥浆的粘度,改善了流动性。JiangBY等针对分子结构和分散机制之间的关系,研究了线型聚羧酸系高效减水剂对陶瓷悬浮液吸附性能和流变行为的影响,为了得到高固含量且较好分散的悬浮料浆,测量了不同聚电解质在陶瓷悬浮料浆中的静态和动态粘度及其流变行为,指出料浆的分散能力主要取决于电荷密度的大小,电荷密度越大,聚电解质的分散性越好,研究发现聚丙烯酸-马来酸酐-衣康酸钠侧链上的电荷密度较大,能够产生具备更加稳定的分散性和流动性的陶瓷料浆。2.1.3磺羧酸系减水剂磺酸基具有电荷密度高、分散性好、不受分散介质pH影响等优点,而磺酸盐共聚物含有强酸和弱酸两种官能团,其强酸官能团保持着离子特性,而弱酸基团则对活性部位有更强的约束能力。因此,将磺酸基引入到聚羧酸系陶瓷分散剂的分子结构中,能够进一步提高其分散性能。张光华等以甲基丙烯酸(MAA)和烯丙基磺酸钠(SAS)为单体,制得MAA/SAS共聚物,该共聚物热稳定性良好,用量为0.5%时,对陶瓷氧化铝粉末的分散效果良好。王爱芝根据陶瓷泥浆的特性及聚羧酸系高分子减水剂的作用机理,以马来酸酐、烯丙基磺酸钠、聚乙二醇单甲醚为单体制备出一种新型良好的减水性价比的含磺酸基的聚羧酸系减水剂,其减水效果与传统无机盐减水剂相比,在用量减半的情况下仍能表现出较好的减水性能。前已提及,线形聚羧酸系分散剂有着其特有的优势,如若将磺酸基引入其中,则将会使其表现出更加优异的性能。张艳丽等通过对羧酸系减水剂与粘土作用机理的分析,按照DLVO双电层理论和空间位阻理论进行聚羧酸系陶瓷减水剂的分子设计,选用丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠为原料,通过水溶液调节共聚合的方法合成了一种线型聚羧酸系高效陶瓷减水剂。有研究表明,AMPS基共聚物分散剂由于引入磺酸基团,与Al2O3陶瓷颗粒表面产生高度亲和的相互作用,且稳定效果明显优于聚丙烯酸铵,即使在酸性条件下仍能够提供强静电位阻稳定作用。2.2磺化三聚氰胺甲醛树脂磺酸(盐)类聚合物陶瓷分散剂的研究较早,主要有萘磺酸甲醛系列(NSF)、三聚氰胺磺酸盐甲醛系列(SMF)、改性木质素磺酸盐(MLS)、氨基磺酸盐(ASP)等。该类分散剂结构单元中都含有磺酸基,其广泛使用的分子结构一般为线型主链及多个长支链,产品的分散效果与分散剂的相对分子质量分布关系密切。萘磺酸甲醛系列高效减水剂为萘磺酸甲醛缩合物,由于原料萘和甲醛价廉易得,受到市场的青睐。该类分散剂的分散能力主要由静电斥力决定,在碱性介质中,它能迅速地分解成带负电荷的阴离子被各种颗粒吸附,并更快更大改变其Zeta电位,在颗粒之间产生较大的排斥力,提高其分散效果并优化浆的流变特性。胡建华等将浓硫酸滴加到萘中生成β-萘磺酸,在甲醛的作用下合成出聚萘磺酸盐,其减水率可达20~30%,是一种优良的高效减水剂。刘潮霞等用廉价的草浆碱木素和萘等为原料合成出新型萘系减水剂,该减水剂具有萘系和木质素磺酸盐系减水剂各自的优点:减水率高、坍落度损失少、合成成本低。但该类分散剂的合成技术和性能不稳定,因此近年来人们对其研究不多,且很少应用在陶瓷领域。磺化三聚氰胺甲醛树脂系列减水剂在建筑工业已经应用,但在陶瓷工业中的应用不多,SMF分子中的亲水基团—SO3H可提高其表面Zeta电位,从而增强其分散性能。沈一丁等通过分子设计,利用亚硫酸氢钠对三聚氰胺甲醛树脂进行改性,研制出了高固含量和各种磺化度的高效三聚氰胺甲醛树脂陶瓷减水剂,并测定了其在陶瓷坯浆中的应用性能。结果表明,该产品减水率可达30%以上,是一种优良的新型陶瓷坯浆减水剂,用扫描电镜观察陶瓷坯浆时,发现颗粒絮凝体结构解体,颗粒相互分散。但该类减水剂由于自身的缺点,性能不高且不稳定,另外就是甲醛的使用也不符合绿色环保的要求,因此其应用也受到一定的限制。木质素磺酸盐主要来自于亚硫酸盐法制浆废液,也可以由碱木质素磺化制得。其来源丰富,价格便宜,具有一定的分散性能,在陶瓷行业中主要用作助磨剂,但由于其分散效果不理想,将其直接用作陶瓷泥浆分散剂的研究应用较少,需要对其进行改性处理后使用。王瑞生等在陶瓷泥浆中加入0.05~0.15%木质素磺酸钙可以提高干坯强度20~30%,在此加入量范围内对泥浆触变性有一定的影响,但能满足工艺要求,并且还可调整其他电解质加入量改善泥浆触变性。泥浆中引入木质素磺酸钙,为充分利用低可塑性粘土资源提供了途径,具有较高的资源利用和经济价值。郭素芳等考察了改性木质素磺酸钠GCL3S系列产品对墙地砖陶瓷浆料应用性能的影响,结果表明,GCL3S具有较好的分散稳定性能。并将GCL3S产品与水玻璃、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠复配能进一步提高其应用性能,其中与六偏磷酸钠按质量比1∶1复配,总掺量为0.2%时,陶瓷浆料流出时间仅38.81s,分散性能明显优于目前常用的无机盐分散剂。氨基磺酸系高效减水剂是一种高性能减水剂,主要由氨基芳基磺酸盐、苯酚类和甲醛缩合而成,具有减水率高、坍落度大且经时损失小的优点,但也存在一些不足,例如泌水性大、成本较高及主要生产原料苯酚为易挥发的有毒、刺激性物质,易给环境造成较大的污染等,从而限制了其应用。曹丽云等以对氨基苯磺酸、苯酚和甲醛为主要原料,采用碱性合成线路制备了氨基磺酸系高效减水剂,并将之应用于99%氧化铝陶瓷料浆中。结果表明:所合成的氨基磺酸系减水剂是一种高效陶瓷料浆用减水剂,当加入量0.6%左右时,料浆粘度从加入添加剂时2725.1Mpa·s减少至49.1Mpa·s;和传统的工业减水剂相比,其用量少,作用效果明显,减水剂对干燥坯体还有一定的增强作用,具有潜在的工业应用前景和推广价值。从以上几种磺酸盐类减水剂的性能来看,各有其优缺点。比如,氨基高效减水剂损失小,但是泌水性大;萘系高效减水剂基本上不泌水,但粘土容易发黏,坍落度损失快,通过复合使用,应该可以发挥叠加效应,改善性能,同时获得一定的经济效益。因此,对磺酸(盐)类聚合物陶瓷分散剂的改性和复配研究将是一个发展趋势。2.3陶瓷基复合材料天然高分子或改性天然高分子分散剂一般是从动植物分离、精制而得到的两亲性水溶性高分子,因其无毒、易降解、地球上大量存在并可再生,也有望成为以后研究的重点之一。近年来,基于绿色环保的需要,许多天然高分子如淀粉、菊粉、纤维素、甲壳素、木质素、多聚磷酸酯等已逐渐被广泛应用在工业生产中。有研究表明,由棉纤维素制备的水溶性丁基磺酸纤维素醚(SBC)减水剂和用玉米淀粉制备的一种以脱氧葡萄糖长链为憎水基,羟基和磺酸基为亲水基的缓凝减水剂(ST)对混凝土均有较好的减水率。在陶瓷领域,早在上个世纪七八十年代国内就有有关鞣型减水剂(AST)的应用研究,该类减水剂的制备是将鞣料植物原料在碱性介质中蒸煮和磺化后,单宁由羟基芳香族化合物变成氢化芳香族羟基磺酸盐,木素变成木素磺酸盐,制成阴离子表面活性物质,具有分散、减水及缓凝等性能,适用于陶瓷生产。天然高分子腐植酸具有胶体的性质,有很大的内表面和很强的吸附、交换、络合或鳌合的能力。这些物化性质使腐植酸的钠盐可以作为陶瓷原料添加剂,并对陶瓷的强度、光泽等性能起着增强作用,对陶瓷泥浆又具有良好的解胶性能。在陶瓷泥料加入腐植酸钠后,能够导致陶瓷浆料流变性的变化,由原来的非牛顿流体变为牛顿流体,屈服应力减少,塑性粘度降低;水化性能变好,沉降稳定性增加;粘土颗粒间的聚集力减弱,分散性能变好;Zeta电位绝对值增加,双电层变厚。陶瓷纤维在水或分散介质中的均匀分散,实现纤维之间的良好架构是纤维复合材料湿法成型的关键。陶瓷纤维的分散方法有机械搅拌,超声分散,添加分散剂等。曾令可等提出了一种新的表征陶瓷纤维分散性的方法—以搅拌后料浆中产生陶瓷纤维球的质量比来表征纤维的分散效果,可以快速有效地对纤维的分散效果进行评价。通过加入羟丙基甲基纤维素,聚丙烯酰胺等分散剂,发现加入羟丙基甲基纤维素能大大降低陶瓷纤维的聚集现象;加入PAM的纤维料浆具有良好的分散性,当加入量为0.4%时,成球率几乎为0,此时陶瓷纤维分散良好。2.4分散剂的应用新型分散剂的开发一般有两种途径:对现有分散剂进行复配和新型分散剂的化学合成如超分散剂。将已经工业化生产的分散剂进行复配,往往可以得到意想不到的好效果,比如对于阴阳离子型分散剂的复配,现已经取得了重要突破,复配后可以得到均一稳定的系统,分散剂性能大幅度提高,有利于降低使用成本。如今,复配技术也初步摸索出了一些规律,通过研究者、生产者和使用者之间的密切合作,相继开发出了一系列新型高效复配型陶瓷分散剂。新型复合陶瓷分散剂一般是无机或有机的复合物,如腐植酸盐—硅酸盐合成物、腐植酸盐—磷酸盐合成物、磷酸盐—硅酸盐合成物以及合成聚合电解质等。复合分散剂具有解胶范围宽、减水效率高、成本低廉等优点,有广泛的应用前景和显著的经济效益。当高分子减水剂与无机物减水剂混合使用时,既利用了无机物减水剂双电层的因素,又利用了高分子减水剂位阻的因素,减水效果更好。曹文华等通过将腐植酸钠与偏硅酸钠按一定比例混合并添加一定量的偶联剂,李辉茹等将低分子量聚丙烯酸钠与无机物(碳酸钠、硅酸钠)复合,均制备出新型陶瓷泥浆减水剂,减水率可达50%以上。在陶瓷胶态成型技术中,制备高固相含量、体系均一、稳定性和流变性好的浓悬浮体系为关键工艺。悬浮体系的性能与分散剂的类型、分散剂的含量、pH值范围、粉体的粒径、固相含量等因素密切相关。庞学满等采用聚硅氧烷乳液/聚丙烯酸铵复合分散剂来制备高固相含量、低黏度、稳定的氮化硅(Si3N4)陶瓷料浆,该料浆可用于凝胶注模成型,聚硅氧烷乳液用量为0.4%,PAA-NH4用量为0.8%时,可以制备固相体积含量高达50%、黏度低于1.0Pa·s,稳定性较高的料浆,适宜凝胶注模的成型。王绍平等发现低聚物或单体分散剂的加入使高聚合物型分散剂的利用率得到提高,且该复合分散剂的使用可避免浆料出现二次团聚。2.5超分散剂表面活性剂的制备随着人们对陶瓷材料的性能要求日益提高,制备性能优异的陶瓷产品已显得愈来愈重要。非离子型高分子分散剂是与聚电解质分散剂相对应的一类分散剂,主要有聚氧乙烯类衍生物、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮等,主要依靠空间位阻稳定机制对陶瓷颗粒进行稳定,这方面的研究已有许多报道。在此基础上,人们将非离子型高分子与聚电解质复合共聚制得新型高效分散剂(超分散剂),取得了较好的成效。李付萱等通过自由基共聚反应在氧化还原体系中制备了具有两亲结构的水溶性四元超分子聚合物(SPMISS),其中n(衣康酸)∶n(烯丙基磺酸钠)∶n(甲基丙烯酸)∶n(苯乙烯)=1∶1∶1.3∶0.1,该分散剂可显著优化陶瓷浆料的流变性和稳定性。黄冬玲以马来酸酐—聚乙二醇单酯为反应单体先进行半酯化反应,制得半酯化单体,再以甲基丙烯酸和苯乙烯为功能性单体,并以过硫酸钾为引发剂,通过溶液聚合法合成了较低相对分子质量的梳状聚合物分散剂,该聚合物分散剂对陶瓷用粘土浆料的分散效果。王鹏等用丙烯酸与聚乙二醇在对甲苯磺酸催化剂的作用下进行酯化反应,合成聚氧乙烯基烯丙酯大单体(PA),再由聚氧乙烯基烯丙酯大单体、甲基丙烯磺酸钠和丙烯酸共聚得到新型聚羧酸系高效减水剂(MPC)。超分散剂是一种新型、高效的聚合物分散剂,对体系温度、pH值等因素都不敏感,它与表面活性剂和传统的聚合物分散剂相比具有不易