CN112408849A - 一种水泥助磨剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥助磨剂及其制备方法，由包括以下重量份的原料制备而成：醇胺类化合物6～10份、氨基甘油8～12份、糖蜜20～24份、木质素10～14份、异辛醇磷酸酯2～4份、增稠分散剂0.5～1份、消泡剂0.1～0.5份、水40～50份。本发明所述的一种水泥助磨剂及其制备方法，通过采用工业副产物甘油合成氨基甘油替代部分醇胺类化合物的使用，使制备得到的水泥助磨剂表现出良好的助磨效果，通过利用工业废弃物或副产品作为水泥助磨剂的主要原料，提高了水泥各龄期的强度，降低了经济成本，通过加入异辛醇磷酸酯，起到助磨分散作用，提高了粉磨效率，本发明制备方法经济实用，降低了水泥助磨剂的经济成本的同时，为节能减排做出积极贡献。

Description

一种水泥助磨剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种水泥助磨剂及其制备方法。
背景技术
水泥粉磨是水泥生产工艺中最重要的一个环节，而粉磨工艺中的电耗约占水泥生产总能耗的60％-70％，其中水泥成品的粉磨电耗占总电耗30％-40％。水泥的粉磨工艺是水泥物料颗粒由大变小的过程，也是将电能转化为机械能进而转化为水泥粉体表面能的能量转化过程，而能量转化效率决定了能量的利用率，提高粉磨工艺过程中能量的转化效率就能提高能量的利用率从而降低成本。
目前，国内外的水泥助磨剂的主要原材料还是醇胺类化合物，在使用过程中遇到一些瓶颈性问题亟待解决，如：助磨剂的助磨能力有待提高，掺助磨剂所带来的水泥与混凝土外加剂的相容性问题值得注意，助磨剂许多功能机理不明确，助磨剂成本较高，影响应用推广等，故此，我们提出了一种水泥助磨剂及其制备方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种水泥助磨剂及其制备方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种水泥助磨剂，由包括以下重量份的原料制备而成：醇胺类化合物6～10份、氨基甘油8～12份、糖蜜20～24份、木质素10～14份、异辛醇磷酸酯2～4份、增稠分散剂0.5～1份、消泡剂0.1～0.5份、水40～50份。
优选的，所述醇胺类化合物为三乙醇胺、二乙醇胺、单异丙醇胺中的一种。
优选的，所述氨基甘油是通过以下方法制备而得：
步骤一、称取40份纯度为95％的工业甘油和50份浓度为30％的工业浓盐酸，置于250ml四口烧瓶内，加入催化剂乙酸，乙酸用量为总物料的3％，在温度为110℃下反应3h，得到含有氯代甘油的混合物a；
步骤二、将步骤一中所得含有氯代甘油的混合物a于60℃下减压蒸馏，得到氯代甘油；
步骤三、将步骤二中所得氯代甘油5份和28％浓度的氨水60份投入耐压反应釜中，反应压力0.3Mpa，温度60℃，反应4.5小时；
步骤四、反应完成之后将过量氨水蒸出，剩余物质用氢氧化钠将PH值调制中性，得到氨基甘油。
优选的，所述木质素是从造纸黑液中提取得到的，具体制备方法为：
步骤一、在造纸黑液中加入质量分数为35％的硫酸溶液至造纸黑液的pH值为3～4；
步骤二、调节黑液的温度为45～50℃，有沉淀析出，静置1.5～2h后，将沉淀物过滤、洗涤、干燥后得到木质素。
优选的，所述异辛醇磷酸酯为异辛醇磷酸双酯。
优选的，所述增稠分散剂为羧甲基纤维素或聚丙烯酸钠。
优选的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
一种水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取重量份数的水置于反应釜中，加热至20～30℃，向反应釜中加入重量份数的醇胺类化合物和氨基甘油，搅拌15～20min；
步骤二、加入重量份数的木质素，搅拌6～10min；
步骤三、调节步骤二反应釜中溶液的温度为55～60℃，然后在反应釜中加入重量份数的糖蜜、异辛醇磷酸酯、增稠分散剂和消泡剂，搅拌反应40～60min；
步骤四、将步骤三反应后的溶液倒入胶体磨机循环超细研磨5～10min，冷却至室温后出料，用100目的滤布过滤，即可得到水泥助磨剂。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、在本发明中，通过采用工业副产物甘油合成氨基甘油替代部分醇胺类化合物的使用，减少了醇胺类化合物的使用，通过利用工业废弃物或副产品，利用了糖厂的副产品糖蜜以及从造纸黑液中提取得到的木质素作为水泥助磨剂的主要原料，降低了水泥助磨剂的经济成本，使废物得到了充分的利用，为节能减排做出积极贡献。
2、在本发明中，利用氨基甘油分子机构不对称，极性大，对于水泥颗粒表面具有较好的吸附性，使制备得到的水泥助磨剂表现出良好的助磨效果，利用糖蜜以及从造纸黑液中提取得到的木质素，使制备得到的水泥助磨剂在水泥生产过程中提高了水泥各龄期的强度，提高了粉磨效率。
3、在本发明中，通过加入的异辛醇磷酸酯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，提高粉磨效率，并有利于氨基甘油分子铺展到更多的高能颗粒表面，在粉磨中起到优异的助磨分散作用。
4、本发明制备方法经济实用，将工业生产的废弃物或副产品相结合，通过简单的手段制备得到水泥助磨剂，经济适用，降低了水泥助磨剂的经济成本，为节能减排做出积极贡献。
附图说明
图1为本发明一种水泥助磨剂的制备流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1所示，一种水泥助磨剂，由包括以下重量份的原料制备而成：醇胺类化合物6份、氨基甘油8份、糖蜜20份、木质素10份、异辛醇磷酸酯2份、增稠分散剂0.5份、消泡剂0.1份、水40份。
所述醇胺类化合物为三乙醇胺、二乙醇胺、单异丙醇胺中的一种。
所述氨基甘油是通过以下方法制备而得：
步骤一、称取40份纯度为95％的工业甘油和50份浓度为30％的工业浓盐酸，置于250ml四口烧瓶内，加入催化剂乙酸，乙酸用量为总物料的3％，在温度为110℃下反应3h，得到含有氯代甘油的混合物a；
步骤二、将步骤一中所得含有氯代甘油的混合物a于60℃下减压蒸馏，得到氯代甘油；
步骤三、将步骤二中所得氯代甘油5份和28％浓度的氨水60份投入耐压反应釜中，反应压力0.3Mpa，温度60℃，反应4.5小时；
步骤四、反应完成之后将过量氨水蒸出，剩余物质用氢氧化钠将PH值调制中性，得到氨基甘油。
所述木质素是从造纸黑液中提取得到的，具体制备方法为：
步骤一、在造纸黑液中加入质量分数为35％的硫酸溶液至造纸黑液的pH值为3～4；
步骤二、调节黑液的温度为45～50℃，有沉淀析出，静置1.5～2h后，将沉淀物过滤、洗涤、干燥后得到木质素。
所述异辛醇磷酸酯为异辛醇磷酸双酯。
所述增稠分散剂为羧甲基纤维素或聚丙烯酸钠。
所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
一种水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取重量份数的水置于反应釜中，加热至20～30℃，向反应釜中加入重量份数的醇胺类化合物和氨基甘油，搅拌15～20min；
步骤二、加入重量份数的木质素，搅拌6～10min；
步骤三、调节步骤二反应釜中溶液的温度为55～60℃，然后在反应釜中加入重量份数的糖蜜、异辛醇磷酸酯、增稠分散剂和消泡剂，搅拌反应40～60min；
步骤四、将步骤三反应后的溶液倒入胶体磨机循环超细研磨5～10min，冷却至室温后出料，用100目的滤布过滤，即可得到水泥助磨剂。
实施例二
如图1所示，一种水泥助磨剂，由包括以下重量份的原料制备而成：醇胺类化合物10份、氨基甘油12份、糖蜜24份、木质素14份、异辛醇磷酸酯4份、增稠分散剂1份、消泡剂0.5份、水50份。
所述醇胺类化合物为三乙醇胺、二乙醇胺、单异丙醇胺中的一种。
所述氨基甘油是通过以下方法制备而得：
步骤一、称取40份纯度为95％的工业甘油和50份浓度为30％的工业浓盐酸，置于250ml四口烧瓶内，加入催化剂乙酸，乙酸用量为总物料的3％，在温度为110℃下反应3h，得到含有氯代甘油的混合物a；
步骤二、将步骤一中所得含有氯代甘油的混合物a于60℃下减压蒸馏，得到氯代甘油；
步骤三、将步骤二中所得氯代甘油5份和28％浓度的氨水60份投入耐压反应釜中，反应压力0.3Mpa，温度60℃，反应4.5小时；
步骤四、反应完成之后将过量氨水蒸出，剩余物质用氢氧化钠将PH值调制中性，得到氨基甘油。
所述木质素是从造纸黑液中提取得到的，具体制备方法为：
步骤一、在造纸黑液中加入质量分数为35％的硫酸溶液至造纸黑液的pH值为3～4；
步骤二、调节黑液的温度为45～50℃，有沉淀析出，静置1.5～2h后，将沉淀物过滤、洗涤、干燥后得到木质素。
所述异辛醇磷酸酯为异辛醇磷酸双酯。
所述增稠分散剂为羧甲基纤维素或聚丙烯酸钠。
所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
一种水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取重量份数的水置于反应釜中，加热至20～30℃，向反应釜中加入重量份数的醇胺类化合物和氨基甘油，搅拌15～20min；
步骤二、加入重量份数的木质素，搅拌6～10min；
步骤三、调节步骤二反应釜中溶液的温度为55～60℃，然后在反应釜中加入重量份数的糖蜜、异辛醇磷酸酯、增稠分散剂和消泡剂，搅拌反应40～60min；
步骤四、将步骤三反应后的溶液倒入胶体磨机循环超细研磨5～10min，冷却至室温后出料，用100目的滤布过滤，即可得到水泥助磨剂。
实施例三
如图1所示，一种水泥助磨剂，一种水泥助磨剂，由包括以下重量份的原料制备而成：醇胺类化合物8份、氨基甘油10份、糖蜜22份、木质素12份、异辛醇磷酸酯3份、增稠分散剂0.75份、消泡剂0.3份、水45份。
所述醇胺类化合物为三乙醇胺、二乙醇胺、单异丙醇胺中的一种。
所述氨基甘油是通过以下方法制备而得：
步骤一、称取40份纯度为95％的工业甘油和50份浓度为30％的工业浓盐酸，置于250ml四口烧瓶内，加入催化剂乙酸，乙酸用量为总物料的3％，在温度为110℃下反应3h，得到含有氯代甘油的混合物a；
步骤二、将步骤一中所得含有氯代甘油的混合物a于60℃下减压蒸馏，得到氯代甘油；
步骤三、将步骤二中所得氯代甘油5份和28％浓度的氨水60份投入耐压反应釜中，反应压力0.3Mpa，温度60℃，反应4.5小时；
步骤四、反应完成之后将过量氨水蒸出，剩余物质用氢氧化钠将PH值调制中性，得到氨基甘油。
所述木质素是从造纸黑液中提取得到的，具体制备方法为：
步骤一、在造纸黑液中加入质量分数为35％的硫酸溶液至造纸黑液的pH值为3～4；
步骤二、调节黑液的温度为45～50℃，有沉淀析出，静置1.5～2h后，将沉淀物过滤、洗涤、干燥后得到木质素。
所述异辛醇磷酸酯为异辛醇磷酸双酯。
所述增稠分散剂为羧甲基纤维素或聚丙烯酸钠。
所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
一种水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、取重量份数的水置于反应釜中，加热至20～30℃，向反应釜中加入重量份数的醇胺类化合物和氨基甘油，搅拌15～20min；
步骤二、加入重量份数的木质素，搅拌6～10min；
步骤三、调节步骤二反应釜中溶液的温度为55～60℃，然后在反应釜中加入重量份数的糖蜜、异辛醇磷酸酯、增稠分散剂和消泡剂，搅拌反应40～60min；
步骤四、将步骤三反应后的溶液倒入胶体磨机循环超细研磨5～10min，冷却至室温后出料，用100目的滤布过滤，即可得到水泥助磨剂。
以上三组实施例均能够制作出水泥缓凝剂，而且本发明的制备方法成本低廉，经济适用，通过采用工业副产物甘油合成氨基甘油替代部分醇胺类化合物的使用，减少了醇胺类化合物的使用，通过利用工业废弃物或副产品，利用了糖厂的副产品糖蜜以及从造纸黑液中提取得到的木质素作为水泥助磨剂的主要原料，降低了水泥助磨剂的经济成本，使废物得到了充分的利用，为节能减排做出积极贡献，利用氨基甘油分子机构不对称，极性大，对于水泥颗粒表面具有较好的吸附性，使制备得到的水泥助磨剂表现出良好的助磨效果，利用糖蜜以及从造纸黑液中提取得到的木质素，使制备得到的水泥助磨剂在水泥生产过程中提高了水泥各龄期的强度，提高了粉磨效率，加入的异辛醇磷酸酯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，提高粉磨效率，并有利于氨基甘油分子铺展到更多的高能颗粒表面，在粉磨中起到优异的助磨分散作用，本发明制备工艺经济实用，将工业生产的废弃物或副产品相结合，通过简单的手段制备得到水泥助磨剂，经济适用，降低了水泥助磨剂的经济成本，为节能减排做出积极贡献。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种水泥助磨剂，其特征在于：由包括以下重量份的原料制备而成：醇胺类化合物6～10份、氨基甘油8～12份、糖蜜20～24份、木质素10～14份、异辛醇磷酸酯2～4份、增稠分散剂0.5～1份、消泡剂0.1～0.5份、水40～50份。
2.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：所述醇胺类化合物为三乙醇胺、二乙醇胺、单异丙醇胺中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：所述氨基甘油是通过以下方法制备而得：
步骤一、称取40份纯度为95％的工业甘油和50份浓度为30％的工业浓盐酸，置于250ml四口烧瓶内，加入催化剂乙酸，乙酸用量为总物料的3％，在温度为110℃下反应3h，得到含有氯代甘油的混合物a；
步骤二、将步骤一中所得含有氯代甘油的混合物a于60℃下减压蒸馏，得到氯代甘油；
步骤三、将步骤二中所得氯代甘油5份和28％浓度的氨水60份投入耐压反应釜中，反应压力0.3Mpa，温度60℃，反应4.5小时；
步骤四、反应完成之后将过量氨水蒸出，剩余物质用氢氧化钠将PH值调制中性，得到氨基甘油。
4.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：所述木质素是从造纸黑液中提取得到的，具体制备方法为：
步骤一、在造纸黑液中加入质量分数为35％的硫酸溶液至造纸黑液的pH值为3～4；
步骤二、调节黑液的温度为45～50℃，有沉淀析出，静置1.5～2h后，将沉淀物过滤、洗涤、干燥后得到木质素。
5.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：所述异辛醇磷酸酯为异辛醇磷酸双酯。
6.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：所述增稠分散剂为羧甲基纤维素或聚丙烯酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
8.根据权利要求1-7所述一种水泥助磨剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、取重量份数的水置于反应釜中，加热至20～30℃，向反应釜中加入重量份数的醇胺类化合物和氨基甘油，搅拌15～20min；
步骤二、加入重量份数的木质素，搅拌6～10min；
步骤三、调节步骤二反应釜中溶液的温度为55～60℃，然后在反应釜中加入重量份数的糖蜜、异辛醇磷酸酯、增稠分散剂和消泡剂，搅拌反应40～60min；
步骤四、将步骤三反应后的溶液倒入胶体磨机循环超细研磨5～10min，冷却至室温后出料，用100目的滤布过滤，即可得到水泥助磨剂。
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