一种湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂及其制备方法。所述的聚合物分散剂包含如下除水以外的重量份组分的组分：甲基丙烯磺酸钠：7‑11份，一水次亚磷酸钠：10‑16份，双氧水：10‑16份，过硫酸铵：4‑8份，引发剂：202‑305份，小单体溶液：125‑390份，焦亚硫酸钠：10‑20份，液碱：15‑40份。所述方法按如下步骤进行：1、第一次加料；2、温度控制；3、第二次加料；4、熟化过程。本发明专利技术的阳离子型聚合物阳离子基团采用季胺、季膦、磺酸基、磷酸基、酰胺基多元复合，区别于一般阳离子聚合物‑聚丙烯酰胺的单一的酰胺和DAC复合锚固效应，工艺上采用低浓度合成方法，成品浓度20%，以确保其低分子量分布，且工艺简单，工时较短，生产简便。

A low molecular weight cationic polymer dispersant for wet grinding and its preparation method

The invention provides a low molecular weight cationic polymer dispersant for wet grinding and a preparation method. The polymer dispersant comprises the following components in weight group except water: sodium methylacrylsulfonate: 7 11 copies of a draft sodium phosphite: 10 16 copies, 16 copies of: 10 hydrogen peroxide, ammonium persulfate: 4 8 copies, 305 copies of initiator: 202 solution: 125, monomer 390, sodium metabisulfite: 10 20 copies, 40 copies of liquid: 15. The method is carried out according to the following steps: 1, the first feeding; 2, temperature control; 3, second feeding; 4, the process of maturation. Cationic polymer of the invention adopts cationic quaternary amine, Ji Lin, sulfonic acid, phosphate, amide compound, different from the general single cationic polymer polyacrylamide amide and DAC composite anchoring effect, the process of using low concentration synthesis method, product concentration 20%, to ensure that the low molecular weight distribution, and process simple, time is short, easy to produce.

【技术实现步骤摘要】
一种湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂及其制备方法
：本专利技术涉及到建筑材料领域，具体涉及到一种湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂及其制备方法。
技术介绍
：工业废渣排放过程一般为水冷或湿排方式，水淬矿渣含水率达10%-20%，湿排粉煤灰含水率更高。采用现有粉磨方式需对其进行烘干或燃烧处理，为去除其中水分每吨水淬矿渣需消耗燃料（一般为轻柴油或燃煤粉）达几十千克，更增加现有处理方法的能耗。采用搅拌磨湿磨方式，工业废渣中的水份无须烘干，湿磨中水分还能起到助磨剂的作用，降低矿物掺合料表面能及强度；此外，搅拌器把动力直接施加于研磨介质上而实现的，全部输入功率直接用于搅动研磨介质，从而产生粉碎作用达到高效率地研磨物料的目的。采用湿磨方法对工业废渣进行处理，制备含有一定水分的浆体状混凝土矿物掺合料（简称浆状掺合料），浆状掺合料可直接用于配制各种强度等级的混凝土；矿物掺合料湿磨处理技术的应用可降低工业废渣处理成本及生产能耗，并可改善矿物掺合料的性能，从而有利于其掺合料效应的充分发挥，全面提升水泥基材料的性能。在湿法研磨过程中产品是不能过度研磨的，重磨或过磨会导致料浆团聚和粘度的上升，导致分散剂添加量增大，严重影响后序工艺的正常进行。常见的无机分散剂不存在空间位阻作用，排斥能力有限，无法降低湿磨超细掺合料的含水率；而常见高分子聚合物分散剂多应用于其他行业，其分子结构、尺寸无法适应该超细矿物掺合料的应用体系。以聚丙烯酰胺为例，市面工业级产品低分子量均在几百万分子量以上，其长链结构促使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子絮凝团聚，增大粘度，此外，该分子级别也无法对几微米的超细矿物掺合料颗粒实现整个表面积的整体有效吸附，进而无法达到高分散、降粘的应用效果，额外会产生架桥效应。专利CN103333664A公开一种用于磷矿石湿磨的高效环保助磨剂，各组分按质量百分比计，其特征在于：助剂40-50%，阳离子分散剂10-20%，螯合剂5-20%，水10-30%，各组分之和为100%；将各组分混合均匀而得用于磷矿石湿磨的高效环保助磨剂。本专利技术的用于磷矿石湿磨的高效环保助磨剂常温为液态、流动性好、用量小，一般情况下，仅需要高效环保助磨剂。专利CN103012637A公开了一种重质碳酸钙湿磨分散剂及其制备方法。该方法以聚丙烯酸钠为主要的大分子结构，加入助剂X和助剂Y，用以提升在研磨过程中聚丙烯酸钠的螯合作用以及润湿性能。本专利技术可以明显提升分散剂对碳酸钙的静电排斥力和空间位阻作用，保证研磨的顺利进行。专利CN101322928A公开了一种碳酸钙湿磨分散剂，在碳酸钙水浆液中具有优异的分散稳定性，特别是高浓度的碳酸钙淤浆的初期粘度低，且随时间推移粘度的上升很小，甚至呈下降趋势。本专利技术的碳酸钙湿磨分散剂，其特征是：由聚合物(W)的中和物构成，该聚合物(W)是在含有碳原子数3-5的脂肪醇50-100重量%和水0-50重量%的聚合溶剂中，将α，β-不饱和接酸(A)75-90mol%与单体(B)5-20mol%和单体(C)2-l0mol%于60-100℃的温度下，利用聚合引发剂聚合而得到。
技术实现思路
：本专利技术目的在于提供一种湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂及其制备方法。本专利技术用于湿排矿物掺合料的湿磨，该分散剂常温为液态、均质性好、掺量小。针对湿排矿物掺合料含水量40-60%的工业废渣，吨用量为1.0-2.0公斤，按计量滴加于球磨机前段，操作简单，即可提高粉磨效率，降低粘度，显著提升湿磨后超细掺合料的流动性，降低湿磨后超细掺合料成品含水率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为:一种湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂，其特征在于：所述的聚合物分散剂包含如下除水以外的重量份组分：甲基丙烯磺酸钠：7-11份，一水次亚磷酸钠：10-16份，双氧水：10-16份，过硫酸铵：4-8份，引发剂：202-305份，小单体溶液：125-390份，焦亚硫酸钠：10-20份，液碱：15-40份。所述的引发剂由2.0-5.0份次硫酸氢钠甲醛和200-300份水组成。所述的小单体溶液由55-120份阳离子小单体、50-70份丙烯酰胺和120-200份水组成。所述的阳离子小单体为季铵盐阳离子单体和季膦盐阳离子单体的一种或两种组合物，其中：季铵盐阳离子单体即二烯丙基季铵盐类、丙烯酰胺烷基季铵盐类和丙烯酰胺烷基季铵盐类，优选为丙烯酰氧烷基季铵盐类阳离子单体，即甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)的一种或两种组合物；优选质量比为2:1的DMC和DAC的组合物；季膦盐阳离子单体为四羟甲基硫酸鳞(THPS)和对乙烯基苄基三丁基氯化鳞(VBTBPC)一种或两种组合物；优选质量比为1:1的THPS和VBTBPC的组合物；季铵盐阳离子单体优选为质量比为1:1的季铵盐阳离子单体和季膦盐阳离子单体的组合物。所述的液碱优选为30-32%的工业级液碱。一种湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂的制备方法，其特征在于：所述方法按如下步骤进行：1、第一次加料：以质量份计，将7-11份甲基丙烯磺酸钠、10-16份一水次亚磷酸钠和300-500份水加入到反应釜中，持续搅拌，直至搅拌溶液无明显块状或团状物料；待均化完全后；2、温度控制：测定釜内温度，控制温度在5-25℃，温度稳定后，一次性加入10-16份双氧水和4-8份过硫酸铵，双氧水质量分数为27.5%；3、第二次加料：加入双氧水和过硫酸铵5min后，依次开始滴加引发剂、小单体溶液，引发剂加入后，10min内开始滴加小单体溶液，小单体溶液滴加时间为2-4小时，滴加时间优选为3小时，引发剂滴加时间为2-4小时加30分钟；4、熟化过程：滴加结束后，加入10-20份焦亚硫酸钠，熟化0.5-2.0小时，熟化时间优选为1.0小时，待反应溶液温度低于30℃时，缓慢加入15-40份液碱，并补水至溶液总质量为1000份，搅拌均匀后，即得质量分数为20%的分散剂成品。本专利技术的积极效果为1、经Zeta电位测定，湿排矿渣、磷渣带负电，采用阳离子聚合物方可吸附其表面，再利用静电斥力和空间位阻进行分散。该阳离子型聚合物阳离子基团采用季胺、季膦、磺酸基、磷酸基、酰胺基多元复合，区别于一般阳离子聚合物-聚丙烯酰胺的单一的酰胺和DAC复合锚固效应；2、本专利技术在工艺上采用低浓度合成方法，成品浓度20%，以确保其低分子量分布；且合成工艺中采用强还原剂次硫酸氢钠甲醛，与过硫酸铵、双氧水的氧化剂构建氧化-还原体系和单引发体系，以确保该工艺常温或低温下即可反应，区别于现有一般阳离子聚合物-聚丙烯酸钠的加热工艺，且工艺简单，工时较短，生产简便；3、在本专利技术中使用过量的一水次亚磷酸钠、焦亚硫酸钠的还原剂除协助次硫酸氢钠甲醛构建引发体系，富余的量相当于一部分无机分散剂，协助成品的高分子阳离子聚合物共同作用于颗粒表面；4、本专利技术用于湿排矿物掺合料的湿磨，该分散剂常温为液态、均质性好、掺量小；5、本专利技术针对湿排矿物掺合料含水量40-60%的工业废渣，吨用量为0.5-2.0公斤，按计量滴加于球磨机前段，操作简单，即可提高粉磨效率，降低粘度，显著提升湿磨后超细掺合料的流动性，降低湿磨后超细掺合料成品含水率。具体的实施方式下面结合实施例进一步对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂，其特征在于：所述的聚合物分散剂包含如下除水外的重量份组分：甲基丙烯磺酸钠：7‑11份，一水次亚磷酸钠：10‑16份，双氧水：10‑16份，过硫酸铵：4‑8份，引发剂： 202‑305份，小单体溶液： 125‑390份， 焦亚硫酸钠：10‑20份，液碱：15‑40份。

【技术特征摘要】
1.一种湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂，其特征在于：所述的聚合物分散剂包含如下除水外的重量份组分：甲基丙烯磺酸钠：7-11份，一水次亚磷酸钠：10-16份，双氧水：10-16份，过硫酸铵：4-8份，引发剂：202-305份，小单体溶液：125-390份，焦亚硫酸钠：10-20份，液碱：15-40份。2.根据权利要求1所述的湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂，其特征在于：所述的引发剂由2.0-5.0份次硫酸氢钠甲醛和200-300份水组成。3.根据权利要求1所述的湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂，其特征在于：所述的小单体溶液由55-120份阳离子小单体、50-70份丙烯酰胺和120-200份水组成。4.根据权利要求1或3所述的湿磨用低分子量阳离子型聚合物分散剂，其特征在于：所述的阳离子小单体为季铵盐阳离子单体和季膦盐阳离子单体中的一种或两种的组合物，其中：季铵盐阳离子单体为二烯丙基季铵盐类、丙烯酰胺烷基季铵盐类和丙烯酰胺烷基季铵盐类，优选为丙烯酰氧烷基季铵盐类阳离子单体，即甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)中的一种或两种的组合物；优选质量比为2:1的DMC和DAC的组合物；季膦盐阳离子单体为四羟甲基硫酸鳞(THPS)和对乙烯基苄基三丁基氯化鳞(VB...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯凯，杜凯旋，王迎斌，常鹰，李学锋，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42