CN109467957A - 一种新型环保粉体助磨剂、其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

一种新型环保粉体助磨剂、其制备方法及应用，属于粉体研磨技术领域，所述助磨剂，由下述重量份的各原料组成：二乙醇单异丙醇胺40‑50份，十六碳醇酯30‑40，木质素磺酸钙10‑15份，乙二醇5‑10份，羟乙基甲基纤维素4‑8份，六偏磷酸钠8‑12份，聚丙烯酸钠2‑5份。木质素磺酸钙具有良好的分散性，能够提高粉磨效率，提高台时产量，降低电耗，还能促进各原料组分发挥协同作用，提高助磨剂与碳酸钙的适应性。十六碳醇酯用于多元醇和木质素衍生物融合，含有高吸附强度的分散剂六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠，可以明显解决粉体团聚现象，改善碳酸钙颗粒的级配，增加微粉颗粒含量。

Description

一种新型环保粉体助磨剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于粉体研磨领域，具体涉及一种新型环保粉体助磨剂、其制备方法及应用。
背景技术
碳酸钙被广泛应用于造纸、橡胶、油漆、涂料、建筑材料等产品的制造中，它可以改进产品的耐热性能、抗撕裂性能、隔音性能，提高产品的强度、平滑度等，是一种最常用的填料。
由于碳酸钙表面有亲水性较强的羟基，呈现较强的碱性，易形成聚集体，造成在高聚物内部分分散不均匀，直接应用效果不好，因此一般需要对碳酸钙进行改性。
研究表明，无论在干式粉碎还是湿式粉碎过程中加入少量的化学物质，可以取得好的磨矿效果，这些化学添加剂称为助磨剂。助磨剂在粉碎过程中能够显著提高粉碎效率或降低能耗的化学物质（液态或固态），通常是活性物质。由于粉碎作业，特别是超细粉碎作业能耗高、能量利用率很低，因此，助磨剂的加入对于提高超细粉碎效率具有重要意义。
助磨剂的作用机理如下：
（1）降低破碎能；
（2）增加脆性断裂几率以防止塑性变形；
（3）阻止细颗粒的絮凝和再聚集，强化分散；
（4）调整矿浆的流变特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型环保粉体助磨剂、其制备方法及应用。
基于上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种新型环保粉体助磨剂，由下述重量份的各原料组成：二乙醇单异丙醇胺40-50份，十六碳醇酯30-40，木质素磺酸钙10-15份，乙二醇5-10份，羟乙基甲基纤维素4-8份，六偏磷酸钠8-12份，聚丙烯酸钠2-5份。
优选地，所述助磨剂由下述重量份的各原料组成：二乙醇单异丙醇胺45份，十六碳醇酯35份，木质素磺酸钙12份，乙二醇8份，羟乙基甲基纤维素5份，六偏磷酸钠10份，聚丙烯酸钠3份。
上述新型环保粉体助磨剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按上述重量份数的二乙醇单异丙醇胺、十六碳醇酯、木质素磺酸钙加入反应釜内中，混合均匀，然后，向所述反应釜内加入1-2倍重量所述混合物料的水，混合均匀；
（2）再向反应釜内加入乙二醇，羟乙基甲基纤维素、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠，加热至60-80℃，保温搅拌30~60分钟，降至室温，调节PH值6.5-7，制得成品。
上述助磨剂作为碳酸钙助磨剂的应用，加入量为碳酸钙质量的3～5.0‰。
应用于碳酸钙中时，包括如下步骤：将300～400目碳酸钙粉加入水中，配成50~70wt%的碳酸钙浆料；然后采用湿式超细搅拌磨，对碳酸钙进行超细磨，研磨过程中再加入助磨剂，助磨剂加入量相对于碳酸钙干粉的重量为3～5.0‰，加完助磨剂后再研磨0.5~2h，制得超细碳酸钙浆料，其中颗粒粒径小于1μm的重量含量达到90%以上，平均粒径为0.1~0.5μm。
木质素磺酸钙具有良好的分散性，能够提高粉磨效率，提高台时产量，降低电耗，还能促进各原料组分发挥协同作用，提高助磨剂与碳酸钙的适应性。十六碳醇酯用于多元醇和木质素衍生物融合，含有高吸附强度的分散剂六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠，可以明显解决粉体团聚现象，改善碳酸钙颗粒的级配，增加微粉颗粒含量 ，羟乙基甲基纤维素和十六碳醇酯具有一定的分散性，通过羟基化合物、羟基盐、羧酸盐达到减水省电的功效。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
一种新型环保粉体助磨剂，由下述各原料组成：二乙醇单异丙醇胺40kg，十六碳醇酯40kg，木质素磺酸钙15kg，乙二醇10kg，羟乙基甲基纤维素8kg，六偏磷酸钠12kg，聚丙烯酸钠5kg。
上述新型环保粉体助磨剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按上述重量份数的二乙醇单异丙醇胺、十六碳醇酯、木质素磺酸钙加入反应釜内中，混合均匀，然后，向所述反应釜内加入2倍重量所述混合物料的水，混合均匀；
（2）再向反应釜内加入乙二醇，羟乙基甲基纤维素、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠，加热至80℃，保温搅拌30分钟，降至室温，调节pH值6.5，制得成品。
实施例2
一种新型环保粉体助磨剂，由下述各原料组成：二乙醇单异丙醇胺50kg，十六碳醇酯30kg，木质素磺酸钙10kg，乙二醇5kg，羟乙基甲基纤维素4kg，六偏磷酸钠8kg，聚丙烯酸钠2kg。
上述新型环保粉体助磨剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按上述重量份数的二乙醇单异丙醇胺、十六碳醇酯、木质素磺酸钙加入反应釜内中，混合均匀，然后，向所述反应釜内加入1倍重量所述混合物料的水，混合均匀；
（2）再向反应釜内加入乙二醇，羟乙基甲基纤维素、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠，加热至60℃，保温搅拌60分钟，降至室温，调节pH值7.0，制得成品。
实施例3
一种新型环保粉体助磨剂，由下述各原料组成：二乙醇单异丙醇胺45kg，十六碳醇酯35kg，木质素磺酸钙12kg，乙二醇8kg，羟乙基甲基纤维素5kg，六偏磷酸钠10kg，聚丙烯酸钠3kg。
上述新型环保粉体助磨剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按上述重量份数的二乙醇单异丙醇胺、十六碳醇酯、木质素磺酸钙加入反应釜内中，混合均匀，然后，向所述反应釜内加入1.5倍重量所述混合物料的水，混合均匀；
（2）再向反应釜内加入乙二醇，羟乙基甲基纤维素、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠，加热至70℃，保温搅拌45分钟，降至室温，调节pH值7，制得成品。
对比例1
与实施例3相同，唯有不同的是助磨剂的原料中省去羟乙基甲基纤维素。
对比例2
与实施例3相同，唯有不同的是助磨剂的原料中省去聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠。
对比例3
与实施例3相同，唯有不同的是助磨剂的原料中省去十六碳醇酯。
试验数据：
依据实施例3和对比例1-3制得助磨剂按3‰比例加入400目碳酸钙中，分别测试堆积密度，对比结果见表1。
表1实施例3和各对比例堆积密度测量结果
由表1可知：由实施例3和对比例1-3的数据可见，在改性碳酸钙制备过程中，原料中的羟乙基甲基纤维素、十六碳醇酯和其他化合物之间具有较好的协同作用，而聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠作为螯合剂，会吸附于碳酸钙表面并与钙离子发生络合反应。因此，在上述原料的协同作用下，制备的碳酸钙表面亲油疏水，分散性好。
应用试验
试验例1
将300目碳酸钙粉200kg加入水中，配成60wt%的碳酸钙浆料；然后采用GSDM-400型超细盘式搅拌磨，对碳酸钙进行超细磨，研磨过程中再加入助磨剂，助磨剂加入量为碳酸钙干粉的重量为3‰，加完助磨剂后再研磨，以颗粒粒径小于1μm的重量含量达到90%以上为指标，确定最佳研磨时间，具体见表2。
表2搅拌磨循环磨矿试验结果（200kg）
由上表可知，本发明的最佳研磨时间是2小时左右，超过2小时，碳酸钙的比表面积和细度均出现递减的趋势，这是因为时间过长助磨剂的粘度变大，不利于产品的分散。
试验例2
将400目碳酸钙粉200kg加入水中，配成60wt%的碳酸钙浆料；然后采用GSDM-400型超细盘式搅拌磨，对碳酸钙进行超细磨，研磨过程中再加入助磨剂，将实施例3的研磨剂分别按照1‰、2‰、3‰、4‰、5‰、6‰的添加量添加至碳酸钙中，研磨2小时后对研磨前后碳酸钙的性能进行比较，具体见表3。
表3添加量对碳酸钙研磨性能的影响
由表3可知，助磨剂的添加量为碳酸钙质量的3‰~5‰时，研磨后的碳酸钙的D90直径最小，流动度最好，研磨后的提高率也最好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种新型环保粉体助磨剂，其特征在于，由下述重量份的各原料组成：二乙醇单异丙醇胺40-50份，十六碳醇酯30-40，木质素磺酸钙10-15份，乙二醇5-10份，羟乙基甲基纤维素4-8份，六偏磷酸钠8-12份，聚丙烯酸钠2-5份。
2.根据权利要求1所述新型环保粉体助磨剂，其特征在于，由下述重量份的各原料组成：二乙醇单异丙醇胺45份，十六碳醇酯35份，木质素磺酸钙12份，乙二醇8份，羟乙基甲基纤维素5份，六偏磷酸钠10份，聚丙烯酸钠3份。
3.根据权利要求1或2所述新型环保粉体助磨剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按上述重量份数的二乙醇单异丙醇胺、十六碳醇酯、木质素磺酸钙加入反应釜内中，混合均匀，然后，向所述反应釜内加入1-2倍所重量述混合物料的水，混合均匀；
（2）再向反应釜内加入乙二醇，羟乙基甲基纤维素、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠，加热至60-80℃，保温搅拌30~60分钟，降至室温，调节PH值6.5-7，制得成品。
4.利用权利要求1所述的助磨剂作为碳酸钙助磨剂的应用，其特征在于，加入量为碳酸钙质量的3～5.0‰。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：将300～400目碳酸钙粉加入水中，配成50~70wt%的碳酸钙浆料；然后采用湿式超细搅拌磨，对碳酸钙进行超细磨，研磨过程中再加入助磨剂，助磨剂加入量相对于碳酸钙干粉的重量为3～5.0‰，加完助磨剂后再研磨0.5~2h，制得超细碳酸钙浆料，其中颗粒粒径小于1μm的重量含量达到90%以上，平均粒径为0.1~0.5μm。
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