[发明专利]一种促凝型液体助磨剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种促凝型液体助磨剂及其制备方法，属于水泥外加剂技术领域。本发明助磨剂是由以下组分及质量分数的原料制成：硫酸铝5％‑15％，硫酸镁5％‑10％，改性醇胺类有机小分子40％‑50％，木质素磺酸钠3％‑10％，甲酸钙1.5％‑3％，其余为去离子水。本发明使用硫酸铝与硫酸镁混合作为促凝主体成分，加速水泥水化进程；高含量铝离子引起的化学不平衡导致石膏和C₃A更加容易溶解，促进早期大量钙矾石的生成，从而到达速凝的效果；改性醇胺类有机小分子作为助磨增强组分具有很好的稳定性，制备工艺简单，反应较温和。本发明液体助磨剂使水泥早期快速凝结，同时能保证早期强度，且不影响后期强度增长，对水泥适应性好。

技术领域

本发明属于水泥外加剂技术领域，具体涉及一种促凝型液体助磨剂及其制备方法。

背景技术

助磨剂是指用于水泥混凝土中，能够显著改善磨机的粉磨效率，降低电能消耗和钢球损耗，提高水泥产量的外加剂，可有效缩短粉磨时间、改善水泥性能、节能减排，已成为公认的重要水泥添加剂。水泥助磨剂能够吸附在颗粒断裂细纹的高能活性点上，降低自由能、同时渗透到细小颗粒细缝中，提供外来离子或者分子，减小粉末静电作用，防止聚结，增加水泥的比表面积，提高水泥3～32μm颗粒的含量。

水泥助磨剂是在水泥熟料粉磨过程中向系统内添加化学药剂的总称。水泥助磨剂分为粉体助磨剂和液体助磨剂两种。由于粉体助磨剂所需的掺加量较高，同时助磨剂多主要原料以工业纯复合有机盐和无机盐为主，所以其利用率逐渐降低；液体助磨剂中盐类离子的含量低，并且其添加方便，故液体助磨剂在目前的水泥生产中的应用比较广泛。

目前，三乙醇胺是助磨剂的主要原料之一，约占助磨剂配方总量的70％左右，现市售复配水泥助磨剂掺量大，同时随着石油等化工原材料的价格上涨，三乙醇胺的价格也在攀升，导致助磨剂产品成本较高，严重制约了水泥助磨剂的推广与应用；同时目前市售助磨剂质量不稳定，掺量大，从而导致水泥质量波动，性能不稳定。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种促凝型液体助磨剂及其制备方法，该助磨剂可以在有效缩短水泥速凝时间的同时，保证水泥的早期强度，且适应性良好，制备方法简单、实用，节能。

本发明采用的技术方案是：

一种促凝型液体助磨剂，是由以下组分及质量分数的原料制成：硫酸铝5％-15％，硫酸镁5％-10％，改性醇胺类有机小分子40％-50％，木质素磺酸钠3％-10％，甲酸钙1.5％-3％，其余为去离子水；

所述改性醇胺类有机小分子是由以下方法制备而得：将多元胺类与环氧类有机小分子置于反应容器中，升温至30-80℃，在催化剂作用下反应1-3h后，在得到的溶液中再加入有机酸反应0.5-2h，即得到改性醇胺类有机小分子；所述多元胺类、环氧有机小分子、催化剂与有机酸的摩尔比例为：1-3：2-6：0.001-0.005：2-5。

优选的，所述多元胺类为乙二胺、对苯二胺、1，4-丁二胺、新戊二胺、癸二胺或2-甲基戊二胺中的一种。

优选的，所述环氧有机小分子为环氧乙烷、环氧丙烷、1，2-环氧丁烷、1，2-环氧戊烷中的一种。

优选的，所述催化剂为氯化铁、氯化铝、氯化锡或氯化锌中的一种。

优选的，所述有机酸为甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、水杨酸或苯甲酸中的一种。

优选的，所述硫酸铝为工业级，氧化铝的质量分数≥16.00％。

优选的，所述硫酸镁为工业级，氧化镁含量≥16.20％。

优选的，所述木质素磺酸钠为工业级，有效含量≥99.00％。

优选的，所述甲酸钙为工业级，有效含量≥98.00％。

一种促凝型液体助磨剂的制备方法，包括以下步骤：