一种高效水泥助磨剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料领域，具体关于一种高效水泥助磨剂的制备方法；本发明专利技术以碱木质素为主要原料，通过化学改性提高其对水泥熟料和混合材料的助磨增强性能；采用过硫酸铵氧化改性的方法降低碱木质素的相对分子质量，增加其分子中的极性基团，制备高效水泥助磨剂；本发明专利技术制备的高效水泥助磨剂的助磨机理：在水泥新生颗粒表面吸附和电荷屏蔽作用；综合性能测定表明，本发明专利技术制备的高效水泥助磨剂，助磨效能明显优于三乙醇胺，其对水泥的后期抗折抗压强度超过三乙醇胺。超过三乙醇胺。

【技术实现步骤摘要】
一种高效水泥助磨剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料领域，尤其是一种高效水泥助磨剂的制备方法。

技术介绍

[0002]水泥助磨剂是在水泥熟料粉磨过程中向系统内添加化学药剂的总称。它们主要由一些表面活性剂组成，在物料粉磨过程中，水泥助磨剂吸附于固体颗粒表面，削弱固体表面静电斥力，降低固体粉磨表面能，减弱细小颗粒积聚的趋势，从而达到提高粉磨效率、增加台时产量、降低粉磨电耗的效果。随着水泥需求总量的加大，水泥助磨剂的应用越来越广泛。
[0003]CN201110065852.5：公开了一种改性碱木质素及其制备方法。以质量份数计，水泥助磨剂的配方为：碱木质素200份，氧化剂10～20份，活化剂10～20份，极性添加剂20～50份。所述碱木质素为竹浆或草浆造纸黑液酸析碱木质素，其固含量质量百分比为95％。该制备方法以碱木质素为主要原料，加氧化剂、活化剂和极性添加剂，经活化、氧化反应制得木质素基高效水泥助磨剂。本专利技术产品在0.1％的低添加量下对水泥熟料和混合材具有良好的助磨和增强能力，并且对水泥凝结时间的影响很小，其综合性能远优于传统的木质素磺酸盐助磨剂，达到了三乙醇胺助磨剂的效能。本专利技术产品的原料来源广且廉价，工艺简单，生产成本低，是一种新型的绿色高效水泥助磨剂。
[0004]CN201310013199.7：针对现有木质素磺酸钠及其合成方法在现有技术中作为水泥助磨剂的缺点，提供一种新的改性木质素磺酸钠的制备方法，并发现在水泥助磨剂中应用的良好效果。该方法以纤维素乙醇废渣为原料，经过溶解、磺化反应、改性等反应得到改性后的木质素磺酸钠。本专利技术所得到的改性木质素磺酸钠在低添加量下对水泥具有良好的助磨功能。本专利技术产品原来来源以废弃的纤维素乙醇残渣为原料，解决了残渣污染问题，生产工艺简便可行，产品作为水泥助剂具有比现有技术更好的助磨效果。
[0005]尽管醇胺系水泥助磨剂的应用较为广泛，应用性能也普遍得到市场认可，但由于该系列产品来自于化石原料，成本随着原油价格的上涨而越来越高。为了降低水泥助磨剂的成本，近年来木质素衍生物被大量用于液体水泥助磨剂的配方中，目前应用较多的木质素衍生物主要为木质素磺酸盐，其来自于酸法造纸废液提取的木质素磺酸盐类，包括钠、钙、镁及铵盐等，具有来源复杂，磺酸基含量较低，相对分子质量分布范围宽的特点。由于木质素磺酸盐在水泥表面的吸附能力较低，并且由于分子量分布范围宽，木质素磺酸盐的分子利用效率较低，在水泥颗粒表面的吸附覆盖率也较低，因此，木质素磺酸盐的这些缺点导致其在水泥粉磨中的助磨性能较差，也导致了其难以作为一种高性能的水泥助磨剂而推广应用。

技术实现思路

[0006]第一方面，本专利技术提供一种高效水泥助磨剂的制备方法，包括：
[0007]按照重量份，称取180
‑
200份碱木质素混合于水中，加入氢氧化钠调节pH，然后加
热到60
‑
70℃搅拌溶解，加入5
‑
10份二丙二醇，于60
‑
70℃活化反应50
‑
70min，然后升温到70
‑
80℃，加入2
‑
5份氧化剂，反应2
‑
3h；最后加入10
‑
20份脂肪醇添加剂，于70
‑
80℃反应1.5
‑
2h；反应结束后冷却至室温，得到高效水泥助磨剂。
[0008]作为本专利技术的进一步优选，所述的氧化剂为高锰酸钾或过硫酸铵或次氯酸钠。
[0009]作为本专利技术的进一步优选，所述氢氧化钠调节pH至11
‑
12。
[0010]作为本专利技术的进一步优选，所述的脂肪醇添加剂为C8
‑
10醇、C8
‑
14醇、C8
‑
18醇、C12
‑
14醇、C12
‑
18醇、C14
‑
16醇。
[0011]进一步地，提供一种含铈多羟基油基聚丙烯酸聚合物，替代脂肪醇添加剂，其制备方法为：
[0012]按照质量份数，将0.03
‑
0.2份的双十八烷基胺，15
‑
25份的油胺，130
‑
200份的N,N
‑
二甲基乙醇胺，5
‑
12份多羟基丙烯酸酯，0.0005
‑
0.002份甲基丙烯酸铈，3
‑
7份二乙醇胺加入到密封的反应釜中，通入氮气，于70
‑
80℃下搅拌反应1
‑
3h，待反应结束后，加入2
‑
4份过氧化苯甲酰，于70
‑
78℃下反应60
‑
180分钟，减压蒸馏除去N,N
‑
二甲基乙醇胺，得到含铈多羟基油基聚丙烯酸聚合物。
[0013]作为本专利技术的进一步优选，所述的多羟基丙烯酸酯为U
‑
1933R，U
‑
1922，U
‑
1908R，D
‑
11，D
‑
217，U
‑
1907S，U
‑
1906AD
‑
5，U
‑
845,U
‑
2811S，U
‑
2103，U
‑
2108，U
‑
2101N，U
‑
2814
‑
70，U
‑
3100，U
‑
2815中的至少一种。
[0014]作为本专利技术的进一步优选，所述的多羟基丙烯酸酯为U
‑
1933R，D
‑
11，U
‑
845，U
‑
2811S，U
‑
2103的至少一种。
[0015]第二方面，本专利技术提供一种水泥的制备方法，包括：
[0016]按照重量份，称取150
‑
200份熟料、5
‑
10份石膏，破碎至粒径为1
‑
2cm，混合均匀，加入0.05
‑
0.2份高效水泥助磨剂，投入粉磨机中粉磨10
‑
20min，得到水泥。
[0017]作为本专利技术的进一步优选，所述的熟料的组成分别为：18
‑
24％SiO2、4.5
‑
7.5％Al2O3、3.2
‑
4.8％Fe2O3、62
‑
74％CaO、0.3
‑
1.6％MgO、0.1
‑
1.2％K2O。
[0018]反应机理：
[0019]双十八烷基胺、油胺、多羟基丙烯酸酯和甲基丙烯酸铈经过氨基加成反应结合在一起，生成的含铈多羟基油基聚丙烯酸聚合物。
[0020]技术效果：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效水泥助磨剂的制备方法，其操作步骤为：按照重量份，称取180
‑
200份碱木质素混合于水中，加入氢氧化钠调节pH值，然后加热到60
‑
70℃搅拌溶解，加入5
‑
10份二丙二醇，于60
‑
70℃活化反应50
‑
70min，然后升温到70
‑
80℃，加入2
‑
5份氧化剂，反应2
‑
3h；最后加入10
‑
20份脂肪醇添加剂，于70
‑
80℃反应1.5
‑
2h；反应结束后冷却至室温，得到高效水泥助磨剂。2.一种高效水泥助磨剂的制备方法，其操作步骤为：按照重量份，称取180
‑
200份碱木质素混合于水中，加入氢氧化钠调节pH值，然后加热到60
‑
70℃搅拌溶解，加入5
‑
10份二丙二醇，于60
‑
70℃活化反应50
‑
70min，然后升温到70
‑
80℃，加入2
‑
5份氧化剂，反应2
‑
3h；最后加入10
‑
20份含铈多羟基油基聚丙烯酸聚合物，于70
‑
80℃反应1.5
‑
2h；反应结束后冷却至室温，得到高效水泥助磨剂。3.根据权利要求1或2所述的一种高效水泥助磨剂的制备方法，其特征在于：所述的氧化剂为高锰酸钾或过硫酸铵或次氯酸钠。4.根据权利要求1或2所述的一种高效水泥助磨剂的制备方法，其特征在于：所述氢氧化钠调节pH至11
‑
12。5.根据权利要求1所述的一种高效水泥助磨剂的制备方法，其特征在于：所述的脂肪醇添加剂为C8
‑
10醇、C8
‑
14醇、C8
‑
18醇、C12
‑
14醇、C12
‑
18醇、C14
‑
16醇。6.根据权利要求2所述的一种高效水泥助磨剂的制备方法，其特征在于：所述含铈多羟基油基聚丙烯酸聚合物制备方法为：按照质量份数，将0.03
‑
0.2份的双十八烷基胺，15
‑
25份的油胺，130
‑
200份的N,N
‑
二甲基乙醇胺，5
‑
12份多羟基丙烯酸酯，0.0005
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭其正，
申请(专利权)人：康达湖南水泥有限公司，
类型：发明
国别省市：