[发明专利]一种高分子矿渣助磨剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及水泥制造技术领域，特别是一种高分子矿渣助磨剂，及其制备方法和应用。

背景技术

粒化高炉矿渣是冶炼生铁时产生的废渣，以硅酸钙、铝酸钙为主要成分，掺有矿渣微粉的水泥混凝土具有水化热低、后期强度增长快、抗渗性优、抗腐蚀性好等优点。

但是，矿渣中含有较多玻璃体，比水泥熟料难磨，粉磨矿渣消耗的电力是粉磨熟料的2～3倍。助磨剂具有降低颗粒细度、改善物化性能以及降低粉磨电耗的作用。目前，国内外比较通用的技术集中在小分子助磨剂（如三乙醇胺、多元醇等）及其复合助磨剂上。如专利CN201210073850.5公开了一种含有糖蜜、木质素磺酸钙以及多元醇的矿粉助磨剂；专利CN201110100218.0介绍了一种由水玻璃、丙三醇、三乙醇胺、尿素等组成的矿渣助磨剂。但是，小分子复合助磨剂效果一般，且成分复杂、助磨效果不稳定。因此，稳定、高效的高分子助磨剂将成为未来矿渣助磨剂的发展方向。

发明内容

本发明提供一种能够有效缩短矿渣粉磨时间与提高矿渣水化活性的高分子矿渣助磨剂，本发明还提供了该高分子矿渣助磨剂的制备方法和应用。

本发明提供的技术方案为：一种高分子矿渣助磨剂,其通式为：

其中，x的值为5～8000；x:y:z=1:0.1～1:0.1～0.6。

在上述的高分子矿渣助磨剂中，所述的x:y:z=1:0.2～0.6:0.2～0.4。

本发明还提供一种高分子矿渣助磨剂的制备方法，其包括以下步骤：

步骤1：将单体三乙醇胺马来酸酯、甲基丙烯酸三乙醇胺酯、丙烯酸和水投入到反应釜中，在搅拌下升温至60～80℃；所述的单体三乙醇胺马来酸酯的质量份数为100份，水为80～150份，单体三乙醇胺马来酸酯、甲基丙烯酸三乙醇胺酯、丙烯酸的摩尔比为1:0.1～0.6:0.1～1；

步骤2：滴入引发剂过硫酸铵水溶液；

步骤3：引发剂滴加结束后，60～75℃条件下恒温反应一定时间；

步骤4：降温，加入NaOH水溶液，调节pH值为7～8。

在上述的高分子矿渣助磨剂的制备方法中，所述的单体三乙醇胺马来酸酯、甲基丙烯酸三乙醇胺酯、丙烯酸的摩尔比为1:0.2～0.4:0.2～0.6。

在上述的高分子矿渣助磨剂的制备方法中，所述的水为90～110份。

在上述的高分子矿渣助磨剂的制备方法中，所述的过硫酸铵水溶液的浓度为8.0%～15.0%，所述的过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的质量份数为1～3份。

在上述的高分子矿渣助磨剂的制备方法中，所述的过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的质量份数为1.9～2.2份；所述的过硫酸铵水溶液的浓度为9%～11%。

在上述的高分子矿渣助磨剂的制备方法中，所述的步骤2中引发剂过硫酸铵水溶液以恒定的速度滴加进入反应釜中，滴加时间为1～2小时。

在上述的高分子矿渣助磨剂的制备方法中，所述的步骤3中恒温反应的时间为2～4小时。

本发明还提供上述的高分子矿渣助磨剂在水泥制造中的应用，所述的高分子矿渣助磨剂的添加量矿渣的质量的0.05%。

与现有技术相比，本发明所提供的高分子矿渣助磨剂能够有效的提高助磨效率，相比于传统的小分子助磨剂，其助磨效率能提高5%～10%。此外，本发明所提供的高分子矿渣助磨剂还能够提高矿渣活性指数，相比于传统的小分子助磨剂，其7天活性指数能提高2%～3.5%，28天活性指数能提高0.2%～1.2%，其在提高矿渣早期活性指数方面的优势尤为明显。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

(1)将149.0克三乙醇胺、1.5克对甲苯磺酸放入三口瓶中，然后加入107.8克马来酸酐，在110oC下保温、回流3小时，制得三乙醇胺马来酸酯（GA）。

(2)将94.6克甲基丙烯酸、0.9克亚磷酸、0.02克对苯二酚放入四口烧瓶中，升温至120oC并缓慢滴加149.0克三乙醇胺，回流反应3小时后，得到甲基丙烯酸三乙醇胺酯（GZ）。

(3)将247.0克GA、65.1克GZ、28.8克丙烯酸、247.0克水加入三口烧瓶中，升温到70oC后均匀滴加49.4克过硫酸铵水溶液（浓度10.0%），滴加时间2小时，滴加完毕后在75℃下保温2.5小时，后降温至45oC，加入NaOH中和、调整体系pH值约7-8。

实施例2