发明内容
本发明针对上述问题,本发明提供一种水泥助磨剂,该水泥助磨剂对以钢渣、矿渣等冶炼渣为主要混合材的水泥适应性良好,可有效提高水泥的粉磨效率和3d、28d强度。为达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种水泥助磨剂,是由以下重量份的原料组成:氨三乙酸与乙二醇反应物40-55份、异辛醇磷酸酯15-20份、醇胺化合物15-20份、表面活性剂3-8份;所述氨三乙酸与乙二醇反应物是由以下方法制备而成:按摩尔比乙二醇:氨三乙酸=0.8-1.5:1加入反应器中,再加入氨三乙酸与乙二醇总质量0.5-2%的催化剂,搅拌,升温至120-150℃恒温反应3-4h,降至室温,即得所述氨三乙酸与乙二醇反应物。
所述催化剂为氨基磺酸、浓硫酸、对甲基苯磺酸、硼酸、硫酸铈中的一种。
优选的,所述催化剂为硼酸。
所述异辛醇磷酸酯是异辛醇磷酸单酯、异辛醇磷酸双酯中的一种。
优选的,所述异辛醇磷酸酯是异辛醇磷酸双酯与异辛醇磷酸单酯按照摩尔比为2-3:1混合而成。
所述醇胺化合物为二乙醇单异丙醇胺或单乙醇二异丙醇胺。
所述表面活性剂为聚氧乙烯辛基酚醚、聚乙烯吡咯烷酮、亚甲基双甲基萘磺酸钠中的一种。
优选的,所述表面活性剂为聚氧乙烯辛基酚醚。
本发明中的氨三乙酸与乙二醇反应物很容易与冶炼渣中的金属离子形成共价键发生络合,与金属离子形成稳定的络合物。这些络合物在水中形成许多可溶区,从而提高了水化产物的扩散速率,缩短水泥水化过程中的潜伏期,提高体系的早期性能,改善冶炼渣水化反应活性;醇胺类物质对水泥熟料有很好的助磨、增强作用;表面活性剂可吸附在水泥颗粒表面,促进水泥颗粒的分散,有效防止水泥颗粒团聚,避免磨内物料发生糊球、糊衬板等现象,提高粉磨效率;异辛醇磷酸酯易于渗透到细小颗粒间的空隙中,有利于助磨剂分子铺展到更多的高能颗粒表面,能阻止物料的裂纹闭合、加速裂纹的扩展,在粉磨中尤其细粉磨阶段起到优异的助磨分散作用。
本发明助磨剂可以单独使用,也可以加水稀释使用,或者加入糖蜜、甘油、无机盐等常用助磨剂组分复配使用,与糖蜜、甘油、蔗糖、多元醇等均具有良好的叠加效应。
有益效果:
(1)本发明产品助磨效果好,可显著提高大掺量冶炼渣水泥的粉磨效率,降低45um筛余达30%,大磨实验中提产幅度达15%以上;(2)本发明产品增强效果好,可显著提高大掺量冶炼渣水泥的强度,3d强度能提高4MPa以上,28d强度能提高6MPa以上;
(3)本发明产品掺量小,在0.01%-0.015%掺量下,即可取得良好的助磨、增强效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明,但不限于此。
实施例1
一种水泥助磨剂,是由以下重量份的原料组成:氨三乙酸与乙二醇反应物40份、异辛醇磷酸酯20份、醇胺化合物15份、表面活性剂8份;所述氨三乙酸与乙二醇反应物是由以下方法制备而成:按摩尔比乙二醇:氨三乙酸=0.8:1加入反应器中,再加入氨三乙酸与乙二醇总质量2%的催化剂,搅拌,升温至120℃恒温反应4h,降至室温,即得所述氨三乙酸与乙二醇反应物。
所述催化剂为氨基磺酸。
所述异辛醇磷酸酯是异辛醇磷酸单酯。
所述醇胺化合物为二乙醇单异丙醇胺。
所述表面活性剂为聚氧乙烯辛基酚醚。
实施例2
一种水泥助磨剂,是由以下重量份的原料组成:氨三乙酸与乙二醇反应物55份、异辛醇磷酸酯15份、醇胺化合物20份、表面活性剂3份;所述氨三乙酸与乙二醇反应物是由以下方法制备而成:按摩尔比乙二醇:氨三乙酸=1.5:1加入反应器中,再加入氨三乙酸与乙二醇总质量0.5%的催化剂,搅拌,升温至150℃恒温反应3h,降至室温,即得所述氨三乙酸与乙二醇反应物。
所述催化剂为浓硫酸。
所述异辛醇磷酸酯是异辛醇磷酸双酯。
所述醇胺化合物为单乙醇二异丙醇胺。
所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
实施例3
一种水泥助磨剂,是由以下重量份的原料组成:氨三乙酸与乙二醇反应物50份、异辛醇磷酸酯18份、醇胺化合物17份、表面活性剂5份;所述氨三乙酸与乙二醇反应物是由以下方法制备而成:按摩尔比乙二醇:氨三乙酸=1:1加入反应器中,再加入氨三乙酸与乙二醇总质量1%的催化剂,搅拌,升温至130℃恒温反应3.5h,降至室温,即得所述氨三乙酸与乙二醇反应物。
所述催化剂为硼酸。
所述异辛醇磷酸酯是异辛醇磷酸双酯与异辛醇磷酸单酯按照摩尔比为2.5:1混合而成。
所述醇胺化合物为单乙醇二异丙醇胺。
所述表面活性剂为亚甲基双甲基萘磺酸钠。
实施例4
一种水泥助磨剂,是由以下重量份的原料组成:氨三乙酸与乙二醇反应物45份、异辛醇磷酸酯18份、醇胺化合物16份、表面活性剂6份;所述氨三乙酸与乙二醇反应物是由以下方法制备而成:按摩尔比乙二醇:氨三乙酸=1.2:1加入反应器中,再加入氨三乙酸与乙二醇总质量1.5%的催化剂,搅拌,升温至130℃恒温反应3.5h,降至室温,即得所述氨三乙酸与乙二醇反应物。
所述催化剂为对甲基苯磺酸。
所述异辛醇磷酸酯是异辛醇磷酸双酯与异辛醇磷酸单酯按照摩尔比为2:1混合而成。
所述醇胺化合物为二乙醇单异丙醇胺。
所述表面活性剂为聚氧乙烯辛基酚醚。
实施例5
一种水泥助磨剂,是由以下重量份的原料组成:氨三乙酸与乙二醇反应物48份、异辛醇磷酸酯15份、醇胺化合物18份、表面活性剂7份;所述氨三乙酸与乙二醇反应物是由以下方法制备而成:按摩尔比乙二醇:氨三乙酸=1.1:1加入反应器中,再加入氨三乙酸与乙二醇总质量1.3%的催化剂,搅拌,升温至140℃恒温反应3.2h,降至室温,即得所述氨三乙酸与乙二醇反应物。
所述催化剂为硫酸铈。
所述异辛醇磷酸酯是异辛醇磷酸双酯与异辛醇磷酸单酯按照摩尔比为3:1混合而成。
所述醇胺化合物为单乙醇二异丙醇胺。
所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
实施例6
一种水泥助磨剂,是由以下重量份的原料组成:氨三乙酸与乙二醇反应物46份、异辛醇磷酸酯17份、醇胺化合物16份、表面活性剂5份;所述氨三乙酸与乙二醇反应物是由以下方法制备而成:按摩尔比乙二醇:氨三乙酸=1.1:1加入反应器中,再加入氨三乙酸与乙二醇总质量1.3%的催化剂,搅拌,升温至140℃恒温反应3.2h,降至室温,即得所述氨三乙酸与乙二醇反应物。
所述催化剂为硫酸铈。
所述异辛醇磷酸酯是异辛醇磷酸双酯与异辛醇磷酸单酯按照摩尔比为3:1混合而成。
所述醇胺化合物为单乙醇二异丙醇胺。
所述表面活性剂为亚甲基双甲基萘磺酸钠。
对比例1
一种水泥助磨剂,由以下重量份数的原料组成:氨三乙酸30.2份、乙二醇9.8份、异辛醇磷酸酯18份、醇胺化合物17份、表面活性剂5份。
所述异辛醇磷酸酯是异辛醇磷酸双酯与异辛醇磷酸单酯摩尔比为2.5:1的混合物。
所述醇胺化合物为单乙醇二异丙醇胺。
所述表面活性剂为亚甲基双甲基萘磺酸钠。
对比例1配方中,氨三乙酸、乙二醇没有进行反应形成反应物,而是直接作为原料。其余各物质同实施例3.
对比例2
一种水泥助磨剂,由以下重量份数的原料组成:氨三乙酸与乙二醇反应物45份、醇胺化合物16份、表面活性剂6份。
所述氨三乙酸与乙二醇反应物制备方法如下:按摩尔比乙二醇:氨三乙酸=1.2:1加入反应器中,再加入氨三乙酸与乙二醇总质量1.5%的催化剂,搅拌,升温至130℃恒温反应3.5h,降至室温,即得所述氨三乙酸与乙二醇反应物。
所述催化剂为对甲基苯磺酸。
所述醇胺化合物为二乙醇单异丙醇胺。
所述表面活性剂为聚氧乙烯辛基酚醚。
对比例2配方除不含异辛醇磷酸酯的添加外,其余同实施例4。
对比例3
一种水泥助磨剂,由以下重量份数的原料组成:氨三乙酸与乙二醇反应物48份、异辛醇磷酸酯15份、醇胺化合物18份。
所述氨三乙酸与乙二醇反应物制备方法如下:按摩尔比乙二醇:氨三乙酸=1.1:1加入反应器中,再加入氨三乙酸与乙二醇总质量1.3%的催化剂,搅拌,升温至140℃恒温反应3.2h,降至室温,即得所述氨三乙酸与乙二醇反应物。
所述催化剂为硫酸铈。
所述异辛醇磷酸酯是异辛醇磷酸双酯与异辛醇磷酸单酯摩尔比为3:1的混合物。
所述醇胺化合物为单乙醇二异丙醇胺。
对比例3配方除不含表面活性剂的添加外,其余同实施例5。
性能测试
水泥原料配合比:熟料65wt%、石膏5wt%、矿渣20wt%、钢渣10wt%,将三乙醇胺、三异丙醇胺、实施例1-6及对比例1-3得到的助磨剂按0.012%的掺量与上述物料混合均匀,在无锡建仪仪器机械有限公司生产的型号为SM-500的Ф500mm标准试验磨中粉磨30min得到水泥。测试筛余、凝结时间、强度等数据,按照GB/T 1345-2005《水泥细度检测方法筛析法》测试水泥筛余量;按照GB/T 1346-2001《水泥标准稠度用水量、安定性及凝结时间》测定水泥的标准稠度需水量、安定性与凝结时间。按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》测定水泥胶砂强度,测试结果见下表1。
表1性能测试结果
从表中数据我们可以看出,使用了本发明实施例助磨剂的水泥,与没有添加助磨剂的空白水泥和只添加了常规助磨成分(三乙醇胺、三异丙醇胺)的水泥相比,其抗折、抗压强度具有了明显的提升,3d强度能提高4MPa以上,28d强度能提高6MPa以上。而缺少了某一组分的对比例1-3,其所制备水泥的各项性能指标较实施例有所下降。可见,本发明助磨剂配方中氨三乙酸与乙二醇反应物、异辛醇磷酸酯、表面活性剂三者起到了相互配合,协同增效的作用,是本发明助磨剂良好助磨、增强效果的关键所在,缺一则效弱。本发明助磨剂配方简单,原料易得,掺量小而效果显著,适合推广使用。
需要说明的是,上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例,而非全部实施例。显然,基于本发明的上述实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例,都应当属于本发明保护的范围。