[发明专利]一种改性醇胺及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于化学建材领域，具体涉及一种改性醇胺及其制备方法和应用。

背景技术

助磨剂在国外发展较早，在水泥企业的使用率也相对较高。知名品牌有美国格雷斯、瑞士西卡、德国巴斯夫等。法国、美国、日本等国对助磨剂的研究和应用比较广泛，配方成分主要是胺类、多元醇类、醋酸盐等单一或复合品，技术相对成熟，配方也基本固定，但价格相对昂贵，不适应中国的市场。

水泥助磨剂中最主要的成分是醇胺类物质。它能够起到助磨、提高水泥早期强度的效果。醇胺类物质是一种常用的表面活性物质，它包括：单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺（以下简称TEA）等。TEA是一种常用的高效助磨剂，最佳掺量在0.02%左右，可以提高水泥产量20%左右。但是醇胺类原材料价格近年来持续上涨，增加了助磨剂的材料成本，并且原料来源短缺，同时还存在性能不稳定的缺点，对早期强度的贡献也不明显。

针对醇胺类原材料价格昂贵、性能稳定性差等缺点，国内外企业及研究机构已经开始对改性醇胺类助磨剂进行了一定研究，但大多还属于起步阶段，涉及到相关理论研究也较少，在研究中缺乏足够的理论支撑。在实验室研究比较多，但受实际生产条件影响较大，实际应用中的成功案例较少。本发明阐述了合成对硅酸盐水泥有助磨及早强作用的改性醇胺类助磨剂，可以有效提高水泥早期强度，提高其性能稳定性，并明显降低助磨剂原材料成本。近10年来，随着国外水泥助磨剂产品的进入和国内助磨剂企业技术水平的不断提高，助磨剂被越来越多的水泥企业和粉磨站认识和使用，助磨剂的普及率快速提高。据不完全统计，现在国内助磨剂生产企业已达500多家，并且于2007年成立了助磨剂行业协会，也颁布了水泥助磨剂的国家标准，为行业的进一步规范发展奠定了基础。按照国内水泥产能20亿吨计算，国内助磨剂市场容量可达100亿元，但目前使用助磨剂的水泥产量约为50%。我国2009年以来水泥助磨剂年产量达到130万吨。助磨剂行业作为水泥工业一个重要的辅助行业蓬勃发展，其市场迅速扩大，空前繁荣。国内助磨剂市场具有很大发展空间，改性醇胺类助磨剂的成功合成与推广也必将提升助磨剂产业整体竞争力，从而带动整个助磨剂行业的快速发展。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种能够用在水泥领域，主要用于助磨剂和混凝土防冻剂等产品中，用以替代价格昂贵的三乙醇胺来提高水泥早期强度的改性醇胺。第二个目的是提供一种工艺简单、成本低，易于操作的改性醇胺制备方法以及应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种改性醇胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基体的制备:将氯乙酸钠完全溶解于去离子水中，并保持恒温；

(2)改性醇胺的制备：向步骤一(1)制得的基体中先加入氢氧化钠水溶液，使溶液体系pH值维持在11-12，然后加入二乙醇胺；

(3)老化：老化后即得到改性醇胺。

步骤(1)和步骤（2）所述的氯乙酸钠、去离子水、氢氧化钠和二乙醇胺的摩尔比为1:5:1:1。

步骤（1）所述的去离子水的温度为50-80℃；步骤(2)中所述的反应体系温度控制为60℃。

步骤(2)所述的氢氧化钠水溶液浓度为32wt%；二乙醇胺和氢氧化钠溶液的加入方式为滴加，滴加时间1.0-2.0小时。

步骤（3）所述的老化温度为50-70℃，老化时间为1-2h。

权利要求1-5任一项所述的制备方法制备所得的改性醇胺。

一种权利要求6所述的改性醇胺的应用，其特征在于，所述的改性醇胺可替代三乙醇胺应用于水泥助磨剂；应用于混凝土防冻剂。

所述的水泥助磨剂的配方为：按质量份计，改性醇胺：10-30，木质素磺酸钠：5-10，糖蜜：5-10，甘油：4-8，工业盐：10-15，水：50；水泥助磨剂使用量为水泥质量的0.1%。

所述的混凝土防冻剂配比为：按质量份计，聚羧酸母液HL-900：400，引气剂：1.2，硝酸钙：300，改性醇胺：5-20，水：290，混凝土防冻剂使用量为混凝土配合比中胶材用量的1.0%。

优选的，所述的水泥助磨剂配比为：按质量份计，改性醇胺：11，木质素磺酸钠：6，糖蜜：6，甘油：5，工业盐： 15，水：57；所述的混凝土防冻剂配比为：按质量份计，聚羧酸母液HL-900：400，引气剂：1.2，硝酸钙：300，改性醇胺：10，水：290。