一种水泥用助磨剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于功能材料制备技术领域，具体涉及一种水泥用助磨剂及其制备方法。该助磨剂的组分包括特定结构的改性醇胺和聚羧酸聚合物，并且改性醇胺与聚羧酸聚合物的质量比为(1

【技术实现步骤摘要】
一种水泥用助磨剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能材料制备
，具体涉及一种水泥用助磨剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]国外粉碎作业使用助磨剂已经有70多年的历史，自从1930年以树脂作为助磨剂以来，先后被研究作为助磨剂的物质达50多种，。我国对助磨剂的研究和应用起步较晚，近年来，助磨剂的研究得到有关高等院校、科研院所和科技开发公司的高度重视，取得多项成果。
[0003]水泥助磨剂是一种改善水泥改善水泥粉墨效果和性能的化学添加剂，可以显著提高水泥台时产量、各龄期水泥强度，改善其流动性。作为一种化学添加剂，助磨剂能改善水泥颗粒分布并激发水化进程，从而提高水泥早期强度和后期强度，提升产品质量。目前，传统水泥助磨剂有液体助磨剂和固体助磨剂，其基本成分大都属于有机表面活性物质，主要为胺类、醇类、醇胺类、木质素磺酸盐类、脂肪酸及其盐类、烷基磺酸盐类等。
[0004]传统的助磨剂存在明显的缺陷，主要表现在，一是增强效果有限，适应面较窄、稳定性差，使用效果不理想；二是为了达到提产和增强效果，不得不增大助磨剂的掺入量，并且传统的助磨剂原料产品价格高，受国际上游石化产品价格逐渐上涨的影响，成本可控性差；三是对环境产生一定的危害。高效聚羧酸助磨剂通过分子设计的方法合成的具有梳型结构的一类助磨剂，从分子结构上解决了传统的复合型或单一组分助磨剂所存在的缺陷，成为助磨剂领域内的研究热点。但是现有的聚羧酸助磨剂旨在改善某一方面的性能，或者改善粉磨效率、或者提高强度；另外，现有的羧酸类研磨机的掺量也较高，对于本领域来说缺乏一种可以同时兼具多种优异性能的助磨剂。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的聚羧酸助磨剂性能单一、掺量高、不能同时兼具多种性能等缺陷，从而提供了一种水泥用助磨剂及其制备方法。
[0006]为此，本专利技术提供了以下技术方案。
[0007]本专利技术提供了一种水泥用助磨剂，其组分至少包括质量比为(1
‑
10):(40
‑
49)的改性醇胺和聚羧酸聚合物；
[0008]所述改性醇胺具有如下结构式，
[0009][0010]其中，R1选自甲基、乙基、丙基或异丙基；R2选自氢、甲基、乙基、丙基或异丙基；R3选自氢、甲基、乙基、丙基或异丙基；AO代表CH2CH2O和/或CH(CH3)CH2O；
[0011]m为0
‑
5的整数，n为0
‑
5的整数，且m+n≥1；
[0012]所述聚羧酸聚合物具有如下结构式，
[0013][0014]其中，a为30
‑
100的整数；b为5
‑
50的整数；c为0
‑
10的整数；d为90
‑
200的整数；
[0015]R4选自氢或甲基；R5选自氢或甲基；R6选自氢、甲基、乙基、丙基或异丙基。
[0016]进一步地，R1选自甲基或乙基；R2选自氢或甲基；R3选自氢或甲基；m+n＝1
‑
2；
[0017]a与b的比值为(10
‑
15):1。
[0018]所述改性醇胺为N
‑
甲基乙醇胺、N
‑
甲基二乙醇胺、N
‑
甲基异丙醇胺、N
‑
甲基二异丙醇胺中的至少一种；
[0019]所述聚羧酸聚合物的重均分子量为20000
‑
80000g/mol。
[0020]本专利技术提供了一种上述水泥用助磨剂的制备方法，包括，将改性醇胺和聚羧酸聚合物混合均匀，得到所述水泥用助磨剂。
[0021]进一步地，醇胺经烷基化改性后得到所述改性醇胺；
[0022]优选地，所述烷基化改性的具体步骤包括，醇胺与醛类物质反应得到席夫碱中间体，然后席夫碱中间体与甲酸反应后得到改性醇胺。
[0023]烷基化改性的具体步骤包括，醇胺与醛类物质在20
‑
60℃下反应0.5
‑
3h得到席夫碱中间体，然后将席夫碱中间体滴加到甲酸中反应，控制温度为20
‑
60℃，滴加时间为0.5
‑
2h，滴加结束后，反应2
‑
4h，得到改性醇胺。
[0024]所述醇胺、醛类物质和甲酸的摩尔比为1:(1
‑
2):(1
‑
2)；
[0025]所述醇胺与醛类物质反应的温度为20
‑
60℃，时间为0.5
‑
3h；
[0026]所述席夫碱中间体与甲酸的反应的温度为20
‑
60℃。
[0027]所述醇胺为乙醇胺、二乙醇胺、异丙醇胺和二异丙醇胺中的至少一种；
[0028]所述醛类物质为甲醛水溶液或多聚甲醛，优选为多聚甲醛；
[0029]所述甲酸为体积分数为80
‑
85％的甲酸水溶液或无水甲酸。
[0030]所述聚羧酸聚合物的制备方法包括，聚醚大单体与不饱和羧酸在引发剂作用下聚合反应得到。
[0031]所述聚合反应的温度为5
‑
50℃；
[0032]所述聚醚大单体的重均分子量为4000
‑
8000g/mol；
[0033]所述聚醚大单体与不饱和羧酸的摩尔比为1:(10
‑
15)；
[0034]聚醚大单体和聚羧酸共聚物的重均分子量由凝胶色谱法(GPC)测定得到，以聚乙二醇(PEG)作为标准物。
[0035]所述引发剂为氧化还原体系引发剂，所述引发剂中的氧化剂的摩尔量为单体摩尔总量的1
‑
10％；所述引发剂中还原剂的摩尔量为氧化剂摩尔量的20
‑
50％。
[0036]进一步地，在制备所述聚羧酸聚合物的过程中还包括加入链转移剂的步骤；
[0037]所述链转移剂的用量为单体摩尔总量的1
‑
5％；
[0038]所述链转移剂为巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙酸和次磷酸钠中的至少一种。
[0039]氧化还原体系引发剂中的氧化剂可以是但不限于双氧水、过硫酸铵、过硫酸钠；还原剂可以是但不限于抗坏血酸、亚硫酸氢钠、吊白块、E51；在制备过程中使用的溶剂可以是但不限于水、甲醇、乙醇、异丙醇。
[0040]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0041]1.本专利技术提供的水泥用助磨剂，该助磨剂的组分包括特定结构的改性醇胺和聚羧酸聚合物，并且改性醇胺与聚羧酸聚合物的质量比为(1
‑
10):(40
‑
49)，将该助磨剂用于水泥中，可以提高水泥的早期强度，降低用水量，改善流动性。本专利技术采用特定比例、特定结构的改性醇胺和聚羧酸聚合物配合作用，可以协同增效，充分发挥各自的性能优势。
[0042]特定结构的改性醇胺作为水泥研磨剂的有效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥用助磨剂，其特征在于，其组分至少包括质量比为(1
‑
10):(40
‑
49)的改性醇胺和聚羧酸聚合物；所述改性醇胺具有如下结构式，其中，R1选自甲基、乙基、丙基或异丙基；R2选自氢、甲基、乙基、丙基或异丙基；R3选自氢、甲基、乙基、丙基或异丙基；AO代表CH2CH2O和/或CH(CH3)CH2O；m为0
‑
5的整数，n为0
‑
5的整数，且m+n≥1；所述聚羧酸聚合物具有如下结构式，其中，a为30
‑
100的整数；b为5
‑
50的整数；c为0
‑
10的整数；d为90
‑
200的整数；R4选自氢或甲基；R5选自氢或甲基；R6选自氢、甲基、乙基、丙基或异丙基。2.根据权利要求1所述的水泥用助磨剂，其特征在于，R1选自甲基或乙基；R2选自氢或甲基；R3选自氢或甲基；m+n＝1
‑
2；a与b的比值为(10
‑
15):1。3.根据权利要求1或2所述的水泥用助磨剂，其特征在于，所述改性醇胺为N
‑
甲基乙醇胺、N
‑
甲基二乙醇胺、N
‑
甲基异丙醇胺、N
‑
甲基二异丙醇胺中的至少一种；所述聚羧酸聚合物的重均分子量为20000
‑
80000g/mol。4.一种权利要求1
‑
3任一项所述水泥用助磨剂的制备方法，其特征在于，包括，将改性醇胺和聚羧酸聚合物混合均匀，得到所述水泥用助磨剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，醇胺经烷基化改性后得到所述改性醇胺；优选地，所述烷基化改性的具...

【专利技术属性】
技术研发人员：房福贤，何新耀，李玉博，
申请(专利权)人：佳化化学科技发展上海有限公司，
类型：发明
国别省市：