CN111704688A - 一种水泥改性添加剂及其在水泥制备中的应用 - Google Patents

一种水泥改性添加剂及其在水泥制备中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水泥改性添加剂，该改性添加剂的具体制备过程如下：将丙烯基磺酸氨单体、过硫酸铵和水同时加入反应釜中，搅拌溶解后升温至70℃后向反应容器中滴加乙酸乙烯酯和巯基硫酸，控制1h内滴加完，然后保温反应2‑2.5h后停止加热,得到改性添加剂。本发明制备的改性添加剂既能够通过电荷分散作用实现助磨的效果，同时又能够在碱性溶液中快速的水解一部分酯基以及缓慢的水解一部分酯基，不仅能够实现助磨的效果，同时能够实现较高的减水效果，并且通过控制酯基的水解速度能够保持水泥浆体的流动度，防止混凝土中水分损失过快，造成坍落度损失。

Description

一种水泥改性添加剂及其在水泥制备中的应用
技术领域
本发明属于领域水泥制备领域，涉及一种水泥改性添加剂及其在水泥制备中的应用。
背景技术
随着建筑行业的快速发展，要求混凝土具有高强和高耐久性能，外加剂已经成为混凝土中不可或缺的重要成分，现有技术中为了提高混凝土的强度，通常在水泥制备过程中添加助磨剂实现助磨的效果，然后再添加减水剂减少水灰比，提高混凝土的强度和耐久性，但是由于部分助磨剂的加入会影响减水剂的吸附分散，例如三乙醇胺助磨剂的加入使得水化加快，不利于减水剂的吸附分散，导致其流动度损失多大，因此在添加助磨剂和减水剂时还需要考虑相互的影响作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水泥改性添加剂及其在水泥制备中的应用，该改性添加剂既能够通过电荷分散作用实现助磨的效果，同时又能够在碱性溶液中快速的水解一部分酯基以及缓慢的水解一部分酯基，不仅能够实现助磨的效果，同时能够实现较高的减水效果，无需另外添加助磨剂和减水剂，并且通过控制两种不同酯基的水解速度能够与磺酸基共同作用保持水泥浆体的流动度，防止混凝土中水分损失过快，造成坍落度损失。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种水泥改性添加剂的具体制备过程如下：
将丙烯基磺酸氨单体、过硫酸铵和水同时加入反应釜中，搅拌溶解后升温至70℃后向反应容器中滴加乙酸乙烯酯和巯基硫酸，控制1h内滴加完，然后保温反应2-2.5h后停止加热,得到改性添加剂；
其中丙烯基磺酸氨单体和乙酸乙烯酯的物质的量之比为1:1.32-1.34的比例混合，过硫酸铵加入量为单体总质量的2.1％；
丙烯基磺酸氨单体中含有两个丙烯基以及磺酸铵基，其中磺酸氨基中的铵基和磺酸基分别直接与苯环相连接；
其中丙烯基磺酸氨单体的制备过程如下：
步骤1：将乙醛酸、亚硫酸氢钠和水同时加入反应罐中，搅拌反应40-50min后升温至90-95℃保温反应1-1.5h，然后再升温至105-110℃保温反应5-6h，接着保持温度不变向反应罐中加入亚硝酸钠搅拌溶解后加入碳酸钠，控制溶液的pH＝9,反应4-5h后向其中滴加稀盐酸调节溶液的pH＝3，冷却至室温后将反应液徐徐加入冰水中搅拌，析出晶体，过滤后用乙醇-水混合液重结晶，得到2-羟基-2硝基乙酸，反应结构式如下所示；
Figure BDA0002567980820000021
步骤2：将2-羟基-2硝基乙酸、氯化锌和乙醚同时加入反应罐中，升温至130-135℃搅拌溶解，接着向其中加入3-二甲氨基苯酚，继续搅拌反应3-4h，出料放入冰水中，搅拌有固体生成，然后过滤，滤液洗涤至中性，真空蒸馏，得到1-(2-(二甲基氨基)-4-羟基苯基)-2-硝基-1-乙酮，反应结构式如下所示；
Figure BDA0002567980820000022
步骤3：1-(2-(二甲基氨基)-4-羟基苯基)-2-硝基-1-乙酮和丙酮同时加入反应罐中，搅拌溶解后向其中加入无水碳酸钾、碘化钾和氯丙烯，升温至80-85℃回流反应6-7h，常压蒸馏回收丙酮后减压蒸馏蒸出低沸物，然后将产物加入水中，冷却搅拌过滤，滤饼分别用质量浓度为1％的氢氧化钠溶液和水洗涤，滤干，然后用质量浓度为95％的乙醇重结晶，得到1-(2-(二甲基氨基)-4-氧丙烯基苯基)-2-硝基-1-乙酮，反应结构式如下所示：
Figure BDA0002567980820000031
步骤4：将1-(2-(二甲基氨基)-4-氧丙烯基苯基)-2-硝基-1-乙酮、对甲苯磺酸甲酯和乙醚同时加入反应罐中，搅拌加热至115℃，停止加热，自然升温，又自然降温至120℃反应20min，冷却至70-75℃，加入乙酸乙酯在60-65℃下保温反应20-30min，冷却至5℃结晶，过滤，并将滤饼加入丙酮中搅拌溶解，然后加入活性炭脱色1-1.2h，过滤，滤液中加入乙酸乙酯，冷却结晶过滤，并用乙酸乙酯洗涤，然后烘干得到苯磺酸铵基中间体，反应结构式如下所示；
Figure BDA0002567980820000032
步骤5：将苯磺酸铵基中间体、戊二酸酐、乙醚、二环己基碳二亚胺同时加入反应釜中，加热至85-90℃保温反应3-4h，过滤，然后用乙醇重结晶，得到丙烯基磺酸氨单体，反应结构式如下所示；
Figure BDA0002567980820000041
进一步地，步骤1中乙醛酸、亚硫酸氢钠和亚硝酸钠的摩尔比为1：1.21-1.23：1.36-1.39；
进一步地，步骤2中2-羟基-2硝基乙酸和3-二甲氨基苯酚按照摩尔比为1.16-1.18:1的比例加入，同时每摩尔2-羟基-2硝基乙酸中加入16.8-17.1g氯化锌，加入700-750mL乙醚；
进一步地，步骤3中1-(2-(二甲基氨基)-4-羟基苯基)-2-硝基-1-乙酮、氯丙烯、碳酸钾和碘化钾按照物质的量之比为1:1.21-1.24：0.63-0.64：0.14-0.15的比例加入；
进一步地，步骤4中1-(2-(二甲基氨基)-4-氧丙烯基苯基)-2-硝基-1-乙酮和对甲苯磺酸甲酯按照物质的量之比为1:1.23-1.25的比例加入；
进一步地，步骤5中每千克苯磺酸铵基中间体中加入182-189g戊二酸酐，加入6.2-6.3kg乙醚，加入二环己基碳二亚胺43.1-44.6g。
该改性添加剂用于水泥制备，其中水泥制备过程中包括如下重量份的各组分原料：
硅酸盐水泥熟料69-82份，石灰石4.2-5.1份、火山石粉末6.9-8.3份、粉煤灰0.8-3.6份、炉底渣4.6-7.8份、改性添加剂0.36-0.39份。
本发明的有益效果：
1、本发明制备的改性添加剂既能够通过电荷分散作用实现助磨的效果，同时又能够在碱性溶液中快速的水解一部分酯基以及缓慢的水解一部分酯基，不仅能够实现助磨的效果，同时能够实现较高的减水效果，并且通过控制两种不同酯基的水解速度能够实现与磺酸基之间结合，在浆体中与水泥表面结合的离子出现了三个阶段，(部分磺酸基和快速释放的羧酸)-(快速释放的羧酸和缓慢释放的羧酸)-(缓慢释放的羧酸)，进而保持水泥浆体的流动度，防止混凝土中水分损失过快，造成坍落度损失。
2、本发明制备的改性添加剂中通过戊二酸酐与苯磺酸铵基中间体酯化制备的产物中引入了酯基，并且酯化反应时，羟基相连的碳原子两端分别连接有硝酸基和羰基，通过两者的作用使得该碳原子具有较高的活性，在碱性条件下能够生成碳负离子，同时该羟基与戊二酸酐反应生成的酯基在碱性条件下，浆体中的-OH能够与酯基的羰基加成，然后消除，同时将质子转移给RO-生成醇，由于与醇相连的碳原子为负离子，具有强烈的结合质子的性能，因此加快了质子的转移，使得酯基能够快速的水解，释放出戊二酸，其中的羧基也能够吸附在水泥颗粒表面，并且改性添加剂中含有磺酸基和季氨基共存的两性支链，在碱性的浆体中，两性支链呈现阴离子的性质，通过羟基与部分季氨基之间阴阳离子结合，使得部分磺酸基释放出来，能够吸附在水泥表面，进而使得初始状态时，通过磺酸基和快速水解得到的羧基之间的共同作用，能够提高水泥颗粒表面的阴离子吸附量，进而提高了水泥颗粒的分散性能，使得水泥在拌制初期即具有较高的分散性能，同时在改性添加剂制备过程中添加的乙酸乙烯酯中的酯基在碱性条件下能够缓慢的水解，释放出小分子乙酸，虽然水解缓慢，但是能够不断补充羧基，保持水泥浆体的流动度。
3、本发明制备的改性添加剂中引入了大量的磺酸铵基团，磺酸根离子和铵根离子均与苯环相连接，具有大π键，能够分散电荷，结合相反电荷后的离子由于电荷的分散作用，进而减弱了正负电荷的引力，能够有效减少团聚现象，提高研磨细度。
具体实施方式
实施例1：
改性添加剂的具体制备过程如下：
步骤1：将1mol乙醛酸、1.21mol亚硫酸氢钠和500mL水同时加入反应罐中，搅拌反应40min后升温至95℃保温反应1.5h，然后再升温至110℃保温反应5h，接着保持温度不变向反应罐中加入1.37mol亚硝酸钠搅拌溶解后加入碳酸钠，通过控制碳酸钠的加入调节溶液的pH＝9,反应5h后向其中滴加稀盐酸调节溶液的pH＝3，冷却至室温后将反应液徐徐加入冰水中搅拌，析出晶体，过滤后用乙醇-水混合液重结晶，得到2-羟基-2硝基乙酸，收率为93.7％，反应结构式如下所示，对产物进行红外分析(IR)：1558cm-1，1378cm-1(-NO2)；1716cm-1(-C＝O),1112cm-1(C-O)；
Figure BDA0002567980820000061
步骤2：将1.17mol2-羟基-2硝基乙酸、19.9g氯化锌和700mL乙醚同时加入反应罐中，升温至135℃搅拌溶解，接着向其中加入1mol3-二甲氨基苯酚，继续搅拌反应4h，出料放入冰水中，搅拌有固体生成，然后过滤，滤液洗涤至中性，真空蒸馏，收集230℃(1.23KPa)的馏分，得到1-(2-(二甲基氨基)-4-羟基苯基)-2-硝基-1-乙酮，收率为78.4％，反应结构式如下所示,对产物进行红外分析，对产物进行红外分析(IR)：3023cm-1(芳基C-H)；1686cm-1(Ar-CO)；
Figure BDA0002567980820000071
步骤3：将1mol1-(2-(二甲基氨基)-4-羟基苯基)-2-硝基-1-乙酮和800mL丙酮同时加入反应罐中，搅拌溶解后向其中加入0.63mol无水碳酸钾、0.14mol碘化钾和1.22mol氯丙烯，升温至85℃回流反应6h，常压蒸馏回收丙酮后减压蒸馏蒸出低沸物，然后将产物加入水中，冷却搅拌过滤，滤饼分别用质量浓度为1％的氢氧化钠溶液和水洗涤，滤干，然后用质量浓度为95％的乙醇重结晶，得到1-(2-(二甲基氨基)-4-氧丙烯基苯基)-2-硝基-1-乙酮，收率为88.2％，反应结构式如下所示，对产物进行红外分析(IR)：3023cm-1(芳基C-H)；1686cm-1(Ar-CO)，1649cm-1(-C＝C)；
Figure BDA0002567980820000072
步骤4：将1mol1-(2-(二甲基氨基)-4-氧丙烯基苯基)-2-硝基-1-乙酮、1.24mol对甲苯磺酸甲酯和800mL乙醚同时加入反应罐中，搅拌加热至115℃，停止加热，自然升温，又自然降温至120℃反应20min，冷却至70℃，加入乙酸乙酯在65℃下保温反应20min，冷却至5℃结晶，过滤，并将滤饼加入丙酮中搅拌溶解，然后加入活性炭脱色1h，过滤，滤液中加入乙酸乙酯，冷却结晶过滤，并用乙酸乙酯洗涤，然后烘干得到苯磺酸铵基中间体，收率为74.7％，反应结构式如下所示，对产物进行红外分析(IR)：3023cm-1(芳基C-H)；1686cm-1(Ar-CO)，1649cm-1(-C＝C)，1045cm-1，1132cm-1(磺酸基)；
Figure BDA0002567980820000081
步骤5：将1kg苯磺酸铵基中间体、183g戊二酸酐、6.2kg乙醚、44g二环己基碳二亚胺同时加入反应釜中，加热至90℃保温反应4h，过滤，然后用乙醇重结晶，得到丙烯基磺酸氨单体，收率为76.8％，反应结构式如下所示，对产物进行红外分析(IR)：3023cm-1(芳基C-H)；1738cm-1(酯基)；1686cm-1(Ar-CO)，1649cm-1(-C＝C)，1045cm-1，1132cm-1(磺酸基)；
Figure BDA0002567980820000082
步骤6：将1kg(1.77mol)丙烯基磺酸氨单体、25.2g过硫酸铵和3L水同时加入反应釜中，搅拌溶解后升温至70℃后向反应容器中滴加202g(2.35mol)乙酸乙烯酯和22.3g巯基硫酸，控制1h内滴加完，然后保温反应2.5h后停止加热,得到改性添加剂。
实施例2：
改性添加剂的具体制备过程与实施例1相同，将实施例1的步骤2使用的2-羟基-2硝基乙酸替换为羟基乙酸，得到的丙烯基磺酸氨单体中酯基邻位碳上不含有硝基，因此制备的改性添加剂的酯基邻位上不含有硝基。
实施例3：
改性添加剂的具体制备过程如下：
步骤1：将1mol实施例1中制备的1-(2-(二甲基氨基)-4-氧丙烯基苯基)-2-硝基-1-乙酮加入丙酮中溶解得到质量浓度为40％的溶液，然后将0.92mol2-氯乙基磺酸钠和400mL水同时加入反应罐中，搅拌溶解后向其中加入68.5g氢氧化钠，升温至80℃，边搅拌边向其中滴加配置的质量浓度为40％的溶液，控制1h内滴加完全，反应6h，同时控制溶液pH＝7-8之间，然后将产物蒸发除去其中的丙酮，然后用乙酸乙酯中进行萃取，将得到的下层水溶液蒸发，然后将产物用乙醇-乙醚重结晶，得到磺酸铵基中间体，收率为68.9％，对产物进行红外分析有磺酸基的红外吸收峰；
步骤2：将1kg磺酸铵基中间体、183g戊二酸酐、6.2kg乙醚、44g二环己基碳二亚胺同时加入反应釜中，加热至90℃保温反应4h，过滤，然后用乙醇重结晶，得到丙烯基磺酸氨单体，收率为73.2％；
步骤3：将1kg(2.05mol)丙烯基磺酸氨单体、26.1g过硫酸铵和3L水同时加入反应釜中，搅拌溶解后升温至70℃后向反应容器中滴加234g(2.72mol)乙酸乙烯酯和22.3g巯基硫酸，控制1h内滴加完，然后保温反应2.5h后停止加热,得到改性添加剂。
实施例4：
改性添加剂的具体制备过程与实施例1相同，将实施例1中步骤6添加的2.35mol乙酸乙烯酯替换为1.6mol乙酸乙烯酯。
实施例5：
改性添加剂的具体制备过程与实施例1相同，而实施例1中步骤6不添加乙酸乙烯酯。
实施例6：
一种具有保坍性能的水泥的具体制备过程如下：将690g硅酸盐水泥熟料、42g石灰石、70g火山石粉末、18g粉煤灰和59g炉底渣加入颚式破碎机中破碎至粒径小于7mm，然后将磨碎的物料和3.6g实施例1制备的改性添加剂同时加入水泥球磨机中，粉磨30min，然后将出磨水泥过0.6mm筛得到水泥粉。
实施例7：
一种具有保坍性能的水泥的具体制备过程与实施例6相同，将实施例6中使用的实施例1制备的改性添加剂替换为实施例2制备的改性添加剂。
实施例8：
一种具有保坍性能的水泥的具体制备过程与实施例6相同，将实施例6中使用的实施例1制备的改性添加剂替换为实施例3制备的改性添加剂。
实施例9：
一种具有保坍性能的水泥的具体制备过程与实施例6相同，将实施例6中使用的实施例1制备的改性添加剂替换为实施例4制备的改性添加剂。
实施例10：
一种具有保坍性能的水泥的具体制备过程与实施例6相同，将实施例6中使用的实施例1制备的改性添加剂替换为实施例5制备的改性添加剂。
试验例：
(1)根据GB/T1345-2005《水泥细度检验方法筛析法》，通过负压筛析仪测试水泥的45μm筛余量；同时采用比表面积测试仪测定水泥的比表面积，具体测定结果如表1所示：
表1水泥粉磨效果测试结果
Figure BDA0002567980820000111
注：空白为不添加改性添加剂
由表1可知，实施例6和实施例7中添加的改性添加剂对水泥具有较高的助磨效果，水泥在粉磨过程中会产生带点的阴阳离子，而阴阳离子之间的吸引作用会发生团聚，由于改性添加剂中引入了大量的磺酸铵基团，磺酸根离子和铵根离子均与苯环相连接，具有大π键，能够分散电荷，结合相反电荷后的离子由于电荷的分散作用，进而减弱了正负电荷的引力，能够有效减少团聚现象，提高研磨细度，实施例9和10中由于在改性添加剂制备过程中引入的乙酸乙烯酯单体含量少，使得其中引入的丙烯基磺酸氨单体含量多，进而使得引入的磺酸根离子和铵根离子增大，但是当其增大到一定程度时由于具有的大π键已经能够有效减弱水泥表面的电荷，再增加没有太大影响，因此实施例9和10中研磨细度没有太大变化，而实施例8中由于没有磺酸基团中没有引入苯环，与异性离子结合后负电荷无法有效分散，进而使得水泥中分开的阴阳离子再次结合团聚。
(2)按照GB/T8077-2000标准测定水泥净浆的流动度，在测试过程中浆体流动度损失测定是将水泥浆体在养护箱中放置每间隔半小时重新搅拌并测定其净浆的流动度，同时根据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》测试水泥3天和28天的抗折和抗压强度，具体测定结果如表2所示：
表2水泥的力学性能测定结果
Figure BDA0002567980820000112
由表2可知，实施例6与实施例8中制备的水泥初始流动度就能达到283，并且随着养护时间的加长，在养护60min和养护150min后其流动度仍能升高，由于其中添加的改性添加剂中含有磺酸基和季氨基共存的两性支链，在碱性的浆体中，两性支链呈现阴离子的性质，通过羟基与部分季氨基之间阴阳离子结合，使得部分磺酸基释放出来，能够吸附在水泥表面，同时由于改性添加剂中通过戊二酸酐与苯磺酸铵基中间体酯化制备的产物中引入了酯基，并且酯化反应时，羟基相连的碳原子两端分别连接有硝酸基和羰基，通过两者的作用使得该碳原子具有较高的活性，在碱性条件下能够生成碳负离子，同时该羟基与戊二酸酐反应生成的酯基在碱性条件下，浆体中的-OH能够与酯基的羰基加成，然后消除，同时将质子转移给RO-生成醇，由于与醇相连的碳原子为负离子，具有强烈的结合质子的性能，因此加快了质子的转移，使得酯基能够快速的水解，释放出戊二酸，其中的羧基也能够吸附在水泥颗粒表面，使得水泥颗粒带有相同的电荷，增大了水泥颗粒与水的接触面积，使得水泥充分水化，多余的水分浸润在颗粒之间，被颗粒包覆，水化过程中被包覆的水分子缓慢释放，继续进行水化，同时在改性添加剂制备过程中添加的乙酸乙烯酯中的酯基在碱性条件下能够缓慢的水解，释放出小分子乙酸，虽然水解缓慢，但是能够不断补充羧基，因此在浆体中与水泥表面结合的离子出现了三个阶段，(部分磺酸基和快速释放的羧酸)-(快速释放的羧酸和缓慢释放的羧酸)-(缓慢释放的羧酸)，有效保持浆体的流动性，能够防止水泥浆料的碱性若，使得酯基水解较慢进而不能及时补充羧基，使得只有部分磺酸基作用，造成初始水解流动度较低，并且在混凝土搅拌过程中不能及时补充羧基，造成流动度的损失，使得坍落度损失的问题；而实施例7中由于在酯化反应时引入的酯基中羟基只与羰基相连，没有引入硝基，由于大分子的酯基在碱性较弱的环境中水解较慢，进而使得浆体初始只有磺酸基作用，使得其初始流动性能较低，后期通过乙酸乙烯酯的缓慢水解提高流动性，同时实施例9和实施例10中由于添加少量乙酸乙烯酯和不添加乙酸乙烯酯，使得浆体流动性保持性能降低。
实施例6中制备的水泥强度较高，由于其中的水泥粉体研磨细，使得其致密程度大，强度高，并且水泥浆体流动性较大且没有损失，进而使得混凝土内部水分没有损失，坍落度损失小，施工时能够捣密实，内部结构致密，使得强度升高，同时实施例7、实施例9和实施例10中强度降低由于水泥浆体流动性较低，造成施工时内部疏松，降低了其强度，同时实施例8中由于水泥粉体研磨后粒度较大，降低了其致密程度，进而使得强度降低。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种水泥改性添加剂，其特征在于，该改性添加剂的具体制备过程如下：
将丙烯基磺酸氨单体、过硫酸铵和水同时加入反应釜中，搅拌溶解后升温至70℃后向反应容器中滴加乙酸乙烯酯和巯基乙酸，控制1h内滴加完，然后保温反应2-2.5h后停止加热,得到改性添加剂；
丙烯基磺酸氨单体中含有两个磺酸铵基，其中磺酸氨基中的铵基和磺酸基均直接与苯环相连接。
2.根据权利要求1所述的一种水泥改性添加剂，其特征在于，丙烯基磺酸氨单体和乙酸乙烯酯的物质的量之比为1:1.32-1.34的比例混合，过硫酸铵加入量为单体总质量的2.1％。
3.根据权利要求1或2所述的一种水泥改性添加剂，其特征在于，丙烯基磺酸氨单体的制备过程如下：
步骤1：将乙醛酸、亚硫酸氢钠和水同时加入反应罐中，搅拌反应40-50min后升温至90-95℃保温反应1-1.5h，然后再升温至105-110℃保温反应5-6h，接着保持温度不变向反应罐中加入亚硝酸钠搅拌溶解后加入碳酸钠，控制溶液的pH＝9,反应4-5h后向其中滴加稀盐酸调节溶液的pH＝3，冷却至室温后将反应液徐徐加入冰水中搅拌，析出晶体，过滤后用乙醇-水混合液重结晶，得到2-羟基-2硝基乙酸，反应结构式如下所示；
Figure FDA0002567980810000011
步骤2：将2-羟基-2硝基乙酸、氯化锌和乙醚同时加入反应罐中，升温至130-135℃搅拌溶解，接着向其中加入3-二甲氨基苯酚，继续搅拌反应3-4h，出料放入冰水中，搅拌有固体生成，然后过滤，滤液洗涤至中性，真空蒸馏，得到1-(2-(二甲基氨基)-4-羟基苯基)-2-硝基-1-乙酮，反应结构式如下所示；
Figure FDA0002567980810000021
步骤3：1-(2-(二甲基氨基)-4-羟基苯基)-2-硝基-1-乙酮和丙酮同时加入反应罐中，搅拌溶解后向其中加入无水碳酸钾、碘化钾和氯丙烯，升温至80-85℃回流反应6-7h，常压蒸馏回收丙酮后减压蒸馏蒸出低沸物，然后将产物加入水中，冷却搅拌过滤，滤饼分别用质量浓度为1％的氢氧化钠溶液和水洗涤，滤干，然后用质量浓度为95％的乙醇重结晶，得到1-(2-(二甲基氨基)-4-氧丙烯基苯基)-2-硝基-1-乙酮，反应结构式如下所示；
Figure FDA0002567980810000022
步骤4：将1-(2-(二甲基氨基)-4-氧丙烯基苯基)-2-硝基-1-乙酮、对甲苯磺酸甲酯和乙醚同时加入反应罐中，搅拌加热至115℃，停止加热，自然升温，又自然降温至120℃反应20min，冷却至70-75℃，加入乙酸乙酯在60-65℃下保温反应20-30min，冷却至5℃结晶，过滤，并将滤饼加入丙酮中搅拌溶解，然后加入活性炭脱色1-1.2h，过滤，滤液中加入乙酸乙酯，冷却结晶过滤，并用乙酸乙酯洗涤，然后烘干得到苯磺酸铵基中间体，反应结构式如下所示；
Figure FDA0002567980810000031
步骤5：将苯磺酸铵基中间体、戊二酸酐、乙醚、二环己基碳二亚胺同时加入反应釜中，加热至85-90℃保温反应3-4h，过滤，然后用乙醇重结晶，得到丙烯基磺酸氨单体，反应结构式如下所示；
Figure FDA0002567980810000032
4.根据权利要求3所述的一种水泥改性添加剂，其特征在于，步骤1中乙醛酸、亚硫酸氢钠和亚硝酸钠的摩尔比为1：1.21-1.23：1.36-1.39。
5.根据权利要求3所述的一种水泥改性添加剂，其特征在于，步骤2中2-羟基-2硝基乙酸和3-二甲氨基苯酚按照摩尔比为1.16-1.18:1的比例加入，同时每摩尔2-羟基-2硝基乙酸中加入16.8-17.1g氯化锌，加入700-750mL乙醚。
6.根据权利要求3所述的一种水泥改性添加剂，其特征在于，步骤3中1-(2-(二甲基氨基)-4-羟基苯基)-2-硝基-1-乙酮、氯丙烯、碳酸钾和碘化钾按照物质的量之比为1:1.21-1.24：0.63-0.64：0.14-0.15的比例加入。
7.根据权利要求3所述的一种水泥改性添加剂，其特征在于，步骤4中1-(2-(二甲基氨基)-4-氧丙烯基苯基)-2-硝基-1-乙酮和对甲苯磺酸甲酯按照物质的量之比为1:1.23-1.25的比例加入；
8.根据权利要求3所述的一种水泥改性添加剂，其特征在于，步骤5中每千克苯磺酸铵基中间体中加入182-189g戊二酸酐，加入6.2-6.3kg乙醚，加入二环己基碳二亚胺43.1-44.6g。
9.根据权利要1-7中任一所述的一种水泥改性添加剂，其特征在于，该改性添加剂用于水泥的制备，其中水泥制备过程中包括如下重量份的各组分原料：
硅酸盐水泥熟料69-82份，石灰石4.2-5.1份、火山石粉末6.9-8.3份、粉煤灰0.8-3.6份、炉底渣4.6-7.8份、改性添加剂0.36-0.39份。
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