[发明专利]一种水泥助磨剂及其制备方法

说明书

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种水泥助磨剂及其制备方法。本发明将三乙醇胺与甲基丙烯酸甲酯进行酯化反应得到第一不饱和酯化单体，将三异丙醇胺与马来酸酐进行酯化反应得到第二不饱和酯化单体，最后将第一不饱和单体、第二不饱和单体和丙烯酸溶液在引发剂和链转移剂存在下，进行共聚反应得到复合高分子水泥助磨剂。本发明水泥助磨剂可明显提高水泥粉磨效率，粉磨后的水泥具备更大的比表面积，并且具备较高的抗折强度和抗压强度。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水泥助磨剂及其制备方法。

背景技术

建筑行业的发展对水泥的数量与质量提出更高要求。水泥生产过程中存在大量的电能消耗，其中粉磨电耗占水泥生产总电耗的三分之二，能源利用率低、资源浪费严重。因此，提高粉磨效率是水泥生产降耗节能的关键。水泥助磨剂是一种提高研磨效率，改善水泥生产中物料易磨性能，且掺加量甚微的一种有机或无机的化学添加剂。在水泥粉末过程中，助磨剂能显著提高粉磨效率，大大降低粉磨电耗，提高水泥的细度和比表面积。同时，助磨剂还能提高水泥的早期强度，在不有损水泥自身性能的基础上，降低水泥生产成本，提高水泥生产效率。水泥熟料和其他混合材在磨机粉末过程中，随颗粒细化，水泥颗粒比表面积增大因断键而带电荷，颗粒之间相互吸附产生团聚，使粉磨效率大大下降。助磨剂作用于水泥物料的颗粒之间，降低粒子的表面能，其原理是防止粒子团聚，改善其流动性，提高粉磨效率，从而节能减排。这极大降低了粉磨时间和能量消耗。

目前，水泥助磨剂通常选用链烷醇或醇胺类(比如丙三醇、乙二醇、三乙醇胺、三异丙醇胺等)作为原材料通过简单复配制备而成。如今，此类助磨剂已不能完全满足水泥高性能、高品质的需求，而且其性能也不稳定，适应性差，又随着石油等化工原材料的上涨，复配生产助磨剂的价格也不断上涨。因此，合成性能稳定、适应性强的有机高分子水泥助磨增强剂就显得势在必行。聚羧酸系混凝土外加剂是一种合成高分子有机化合物，已被广泛用于混凝土、砂浆、水泥浆等水泥组合物中。研究发现，聚羧酸系混凝土外加剂同样具有助磨作用，与传统的简单复配的醇胺类助磨剂相比，合成高分子聚羧酸系水泥助磨剂具有性能稳定、兼有助磨和提高水泥性能等作用。

专利CN103819623A公开了一种聚醇胺酯羧酸系水泥助磨增强剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将醇胺类物质与不饱和羧酸酯按摩尔质量比进行酯化反应获得含有羟基、羧基等极性基团的酯化单体；(2)将不饱和大单体和水加入反应器中，搅拌，升温，溶解后，分别滴加引发剂、所述酯化单体及链转移剂，反应一段时间后进行保温，反应结束后，调节溶液pH至中性，即制备出所述聚醇胺酯羧酸系水泥助磨增强剂。该水泥助磨增强剂充分发挥了羟基、羧基等极性官能团对水泥的作用机制，当使用量为水泥质量的0.01％～0.1％时，提高磨机台时产量12％～25％，水泥3天强度可增加2～5MPa，28天强度可增加4～8MPa，达到性能稳定、助磨、增强效果显著。

专利CN103113510A公开了一种聚醇胺酯-羧酸的高分子助磨剂的合成方法，是按原料摩尔配比称取丙烯酸、三异丙醇胺、马来酸酐，先加入来酸酐与三异丙醇胺，加热反应后，得到溶液1；再用NaOH溶液将丙烯酸中和，得到溶液2；两种溶液混合后滴加引发剂过硫酸，搅拌反应得到铵聚醇胺酯-羧酸的高分子助磨剂。该方法可大幅降低助磨剂的有效掺量，以降低生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种水泥助磨剂及其制备方法，将三乙醇胺与甲基丙烯酸甲酯进行酯化反应得到第一不饱和酯化单体，将三异丙醇胺与马来酸酐进行酯化反应得到第二不饱和酯化单体，最后将第一不饱和单体、第二不饱和单体和丙烯酸溶液在引发剂和链转移剂存在下，进行共聚反应得到复合高分子水泥助磨剂。本发明水泥助磨剂可明显提高水泥粉磨效率，粉磨后的水泥具备更大的比表面积，并且具备较高的抗折强度和抗压强度。

本发明的技术方案为：

一种水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将三乙醇胺与甲基丙烯酸甲酯按照摩尔质量比在加热条件下进行酯化反应，得到第一不饱和酯化单体；