CN104355562A

CN104355562A - 一种水泥助磨剂及其制备方法

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Publication number: CN104355562A
Application number: CN201410508148.6A
Authority: CN
Inventors: 赵洪义; 张丽君; 侯陕; 朱化雨
Original assignee: Shandong Hongyi Technology Co Ltd
Current assignee: Linyi conch New Material Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2014-09-28
Filing date: 2014-09-28
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2034-09-28
Also published as: CN104355562B

Abstract

本发明公开了一种水泥助磨剂及其制备方法，将摩尔比为1.0：1.0～2.4：1.0～3.0：0.02～0.05的醇胺类物质、饱和脂肪酸、脱水剂、催化剂加入反应器中，在N₂保护下，反应温度控制在120～160℃，搅拌条件下进行减压、加热反应6～8h，得到粗产品；然后将粗产品依次用饱和Na₂CO₃溶液和蒸馏水洗涤，最后通过旋转蒸发仪蒸发掉脱水剂，得最终产物。本发明还提供了一种水泥助磨剂的使用方法，将水泥助磨剂以质量百分含量0.01％～0.025％的掺量添加到水泥粉中，混匀。通过饱和脂肪酸和醇胺的减压加热反应制备的新助磨剂，有利于水泥生产的节能减排，原料来源广泛，拓宽了助磨剂的原料种类；适用水泥粉磨生产，促进水泥产量增加，促进水泥强度的提高，降低生产成本。

Description

一种水泥助磨剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水泥添加剂领域，尤其是一种水泥助磨剂及其制备方法。

背景技术

水泥是人类生活和社会生产中不可缺少的一种建筑材料，其使用范围广，用量大，素有“建筑工业的粮食之称”。但是，水泥生产工业污染大，能源消耗大。为了节能降耗，最佳途径就是在粉磨过程中添加水泥助磨剂，一方面，水泥助磨剂能够提高水泥磨机的台时产量，从而直接降低了粉磨电耗；另一方面，水泥助磨剂还可以激发工业废渣的活性，降低水泥熟料的使用量，从而节省了因生产水泥熟料而造成的煤、电消耗，并降低了大气污染物的排放，提高了工业废渣的利用效率，使其资源化效率提高，在实现“节能”效果的同时，也达到了“减排”的目的。

随着可持续发展战略的实施，资源、能源、环境问题极大地制约水泥工业的发展。极少掺量的水泥助磨剂就能改善水泥颗粒级配、提高粉磨效率和水泥品质指标。因此，助磨剂对水泥工业可持续发展有着不可替代的重要作用。

随着水泥工业可持续发展战略的实施，水泥工业节能减排的压力越来越大，水泥企业要真正契合国家十一五规划对于节能降耗的要求，水泥生产企业必然会重视助磨剂在水泥粉磨过程中应用，然而现实情况并非如此。目前我国助磨剂产品一直普遍存在的组分单一、成本高昂、产品质量稳定性差、对工艺条件适应性不佳等缺陷影响助磨剂的推广应用，因此亟需通过试验研究，开发一类具备助磨效果优异、成本低廉、产品性能稳定、普适性高兼具改善水泥物理性能、激发混合材活性、提高混合材掺量的多功能复合助磨剂。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种水泥助磨剂及其制备方法，本发明的水泥助磨剂，能够改善水泥性能和台时产量，降低水泥生产的成本，充分利用废弃物，起到节能减排、环保的作用，同时，本发明有效拓宽了水泥助磨剂的种类及其应用范围，有助于助磨剂的推广应用。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种水泥助磨剂，包括以下组分：摩尔比为1.0：1.0～2.4：1.0～3.0：0.02～0.05的醇胺类物质、饱和脂肪酸、脱水剂、催化剂，其中，醇胺类物质为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或三异丙醇胺，饱和脂肪酸为辛酸、棕榈酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、软脂酸或硬脂酸，脱水剂为苯、甲苯、二甲苯或是其中任意体积比的混合物，催化剂为氨基磺酸、次亚磷酸、对甲苯磺酸或三氟乙酸酐。

一种水泥助磨剂的制备方法，是通过以下步骤实现的：

按照上述摩尔比，将各原料加入反应器中，在N₂保护下，反应温度控制在120～160℃，搅拌条件下减压到80～90KPa、加热反应6～8h，得到粗产品；然后将粗产品依次用饱和Na₂CO₃溶液和蒸馏水洗涤，最后通过旋转蒸发仪蒸发掉脱水剂，得最终产物。

本发明还提供了一种水泥助磨剂的使用方法，将水泥助磨剂以质量百分含量0.01％～0.025％的掺量添加到水泥粉中，混匀。

本发明的有益效果是，

1、通过饱和脂肪酸和醇胺的减压加热反应制备的新助磨剂，有利于水泥生产的节能减排，原料来源广泛，拓宽了助磨剂的原料种类；

2、适用水泥粉磨生产，促进水泥产量增加，促进水泥强度的提高，降低生产成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1：一种水泥助磨剂的制备方法，是通过以下步骤实现的：

将摩尔比为1.0：1.0：1.0：0.02的三乙醇胺、正辛酸、甲苯和氨基磺酸置于圆底烧瓶中，在N₂保护下，搅拌条件下进行反应，反应温度控制在120℃，反应6h，蒸发掉反应生成的水，残留物即为粗产品；将减压蒸馏后所得的粗产品顺次以饱和Na₂CO₃溶液和蒸馏水洗涤，以除去未反应的正辛酸及三乙醇胺，最后将甲苯通过旋转蒸发仪蒸发掉得最终产物。

实施例2

一种水泥助磨剂的制备方法，是通过以下步骤实现的：

将摩尔比为1.0:1.2:1.2:0.02的三乙醇胺、豆蔻酸、二甲苯及次亚磷酸置于圆底烧瓶中，在N₂保护，搅拌条件下进行加热反应，反应温度控制在130℃，反应7h，蒸发掉反应生成的水，残留物即为粗产品；将减压蒸馏后所得的粗产品顺次通过饱和Na₂CO₃溶液和蒸馏水洗涤，以除去未反应的豆蔻酸，最后将二甲苯蒸发掉得最终产物。

实施例3

一种水泥助磨剂的制备方法，是通过以下步骤实现的：

将摩尔比为1.0:1.6:1.5:0.03的三乙醇胺、棕榈酸、二甲苯和对甲苯磺酸溶液置于圆底烧瓶中，在N₂保护下，搅拌条件下进行加热反应，反应温度控制在160℃，反应8h，蒸发掉反应生成的水，残留物即为粗产品；将减压蒸馏后所得的粗产品顺次通过饱和Na₂CO₃溶液和蒸馏水洗涤，以除去未反应的棕榈酸，最后将二甲苯通过旋转蒸发仪蒸发掉得最终产物。

实施例4

一种水泥助磨剂的制备方法，是通过以下步骤实现的：

将摩尔比为1.0：1.8：1.5：0.04的三乙醇胺、癸酸、二甲苯和对甲苯磺酸置于圆底烧瓶中，在N₂保护下，搅拌条件下进行加热反应，反应温度控制在140℃，反应8h，蒸发掉反应生成的水，残留物即为粗产品；将减压蒸馏后所得的粗产品顺次通过饱和Na₂CO₃溶液和蒸馏水洗涤，以除去未反应的癸酸，最后将二甲苯通过旋转蒸发仪蒸发掉得最终产物。

实施例5：

一种水泥助磨剂的制备方法，是通过以下步骤实现的：

将摩尔比为1.0：2.0：1.8：0.03的乙醇胺、月桂酸、二甲苯和三氟乙酸酐置于圆底烧瓶中，在N₂保护下，搅拌条件下进行加热反应，反应温度控制在120℃，反应7h，蒸发掉反应生成的水，残留物即为粗产品；将减压蒸馏后所得的粗产品顺次通过饱和Na₂CO₃溶液和蒸馏水洗涤，以除去未反应的月桂酸，最后将二甲苯通过旋转蒸发仪蒸发掉得最终产物。

实施例6：

一种水泥助磨剂的制备方法，是通过以下步骤实现的：

将摩尔比为1.0：2.2：2.2：0.04的二乙醇胺、软脂酸、苯和对甲苯磺酸置于圆底烧瓶中，在N2保护下，搅拌条件下进行加热反应，反应温度控制在130℃，反应7.5h，蒸发掉反应生成的水，残留物即为粗产品；将减压蒸馏后所得的粗产品顺次通过饱和Na₂CO3溶液和蒸馏水洗涤，以除去未反应的软脂酸，最后将苯通过旋转蒸发仪蒸发掉得最终产物。

实施例7：

一种水泥助磨剂的制备方法，是通过以下步骤实现的：

将摩尔比为1.0：2.4：2.8：0.05的三异丙醇胺、硬脂酸、苯与甲苯的混合物，以及次亚磷酸置于圆底烧瓶中，其中，苯与甲苯的体积比为1:1，在N2保护下，搅拌条件下进行加热反应，反应温度控制在150℃，反应8h，蒸发掉反应生成的水，残留物即为粗产品；将减压蒸馏后所得的粗产品顺次通过饱和Na₂CO₃溶液和蒸馏水洗涤，以除去未反应的硬脂酸，最后将苯与甲苯通过旋转蒸发仪蒸发掉得最终产物。

实施例8：

一种水泥助磨剂的制备方法，是通过以下步骤实现的：

将摩尔比为1.0：1.8：2.0：0.04的三乙醇胺、硬脂酸、苯与二甲苯的混合物，以及次亚磷酸置于圆底烧瓶中，其中，苯与甲苯的体积比为1:3，在N2保护下，搅拌条件下进行加热反应，反应温度控制在140℃，反应8h，蒸发掉反应生成的水，残留物即为粗产品；将减压蒸馏后所得的粗产品顺次通过饱和Na₂CO3溶液和蒸馏水洗涤，以除去未反应的硬脂酸，最后将苯与二甲苯通过旋转蒸发仪蒸发掉得最终产物。

以上述实施例1～8用于水泥生产，在保持粉磨工艺条件、熟料配比不变的情况下，添加量相同，粉磨一定的时间，对比分析本产品使用前后水泥物理机力学性能的变化，经测试，粉体的比表面积增加12％～19％，初凝结时间延长1～6min，终凝时间变化不大，3天抗压强度提高3～4MPa，28天抗压强度增加4～5Mpa，具体实验数据见表1所示。

表1 助磨剂使用前后水泥物理及力学性能对比(掺加量为水泥总重量的0.02％)

上述虽然结合实施例对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims

1.一种水泥助磨剂，其特征是，包括以下组分：摩尔比为1.0：1.0～2.4：1.0～3.0：0.02～0.05的醇胺类物质、饱和脂肪酸、脱水剂、催化剂。

2.如权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征是，包括以下组分：摩尔比为1.0：1.8：2.0：0.04的醇胺类物质、饱和脂肪酸、脱水剂、催化剂。

3.如权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征是，所述醇胺类物质为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或三异丙醇胺。

4.如权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征是，所述饱和脂肪酸为正辛酸、棕榈酸、癸酸、月桂酸、豆蔻酸、软脂酸或硬脂酸。

5.如权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征是，脱水剂为苯、甲苯、二甲苯或是其中任意体积比的混合物。

6.如权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征是，催化剂为氨基磺酸、次亚磷酸、对甲苯磺酸或三氟乙酸酐。

7.如权利要求1所述的水泥助磨剂的制备方法，其特征是，是通过以下步骤实现的：按照权利要求1所述的各原料的摩尔比，将各原料加入反应器中，在惰性气体保护下，反应温度控制在120～160℃，搅拌条件下减压到80～90KPa、加热反应6～8h，得到粗产品；然后将粗产品依次用饱和Na₂CO₃溶液和蒸馏水洗涤，最后通过旋转蒸发仪蒸发掉脱水剂，得最终产物。

8.如权利要求7所述的一种水泥助磨剂的制备方法，其特征是，所述惰性气体为N₂。

9.如权利要求1所述的水泥助磨剂的使用方法，其特征是，将水泥助磨剂以质量百分含量0.01％～0.025％的掺量添加到水泥粉中，混匀。