一種水泥助磨劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水泥助磨劑及其制備方法，將摩爾比為1.0：1.0～2.4：1.0～3.0：0.02～0.05的醇胺類物質(zhì)、飽和脂肪酸、脫水劑、催化劑加入反應(yīng)器中，在N2保護下，反應(yīng)溫度控制在120～160℃，攪拌條件下進行減壓、加熱反應(yīng)6～8h，得到粗產(chǎn)品；然后將粗產(chǎn)品依次用飽和Na2CO3溶液和蒸餾水洗滌，最后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉脫水劑，得最終產(chǎn)物。本發(fā)明還提供了一種水泥助磨劑的使用方法，將水泥助磨劑以質(zhì)量百分含量0.01％～0.025％的摻量添加到水泥粉中，混勻。通過飽和脂肪酸和醇胺的減壓加熱反應(yīng)制備的新助磨劑，有利于水泥生產(chǎn)的節(jié)能減排，原料來源廣泛，拓寬了助磨劑的原料種類；適用水泥粉磨生產(chǎn)，促進水泥產(chǎn)量增加，促進水泥強度的提高，降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種水泥助磨劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水泥添加劑領(lǐng)域，尤其是一種水泥助磨劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水泥是人類生活和社會生產(chǎn)中不可缺少的一種建筑材料，其使用范圍廣，用量大， 素有"建筑工業(yè)的糧食之稱"。但是，水泥生產(chǎn)工業(yè)污染大，能源消耗大。為了節(jié)能降耗，最 佳途徑就是在粉磨過程中添加水泥助磨劑，一方面，水泥助磨劑能夠提高水泥磨機的臺時 產(chǎn)量，從而直接降低了粉磨電耗；另一方面，水泥助磨劑還可以激發(fā)工業(yè)廢渣的活性，降低 水泥熟料的使用量，從而節(jié)省了因生產(chǎn)水泥熟料而造成的煤、電消耗，并降低了大氣污染物 的排放，提高了工業(yè)廢渣的利用效率，使其資源化效率提高，在實現(xiàn)"節(jié)能"效果的同時，也 達到了"減排"的目的。
[0003] 隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，資源、能源、環(huán)境問題極大地制約水泥工業(yè)的發(fā)展。 極少摻量的水泥助磨劑就能改善水泥顆粒級配、提高粉磨效率和水泥品質(zhì)指標。因此，助磨 劑對水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著不可替代的重要作用。
[0004] 隨著水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施,水泥工業(yè)節(jié)能減排的壓力越來越大，水泥 企業(yè)要真正契合國家i^一五規(guī)劃對于節(jié)能降耗的要求，水泥生產(chǎn)企業(yè)必然會重視助磨劑在 水泥粉磨過程中應(yīng)用，然而現(xiàn)實情況并非如此。目前我國助磨劑產(chǎn)品一直普遍存在的組分 單一、成本高昂、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差、對工藝條件適應(yīng)性不佳等缺陷影響助磨劑的推廣應(yīng) 用，因此亟需通過試驗研究，開發(fā)一類具備助磨效果優(yōu)異、成本低廉、產(chǎn)品性能穩(wěn)定、普適性 高兼具改善水泥物理性能、激發(fā)混合材活性、提高混合材摻量的多功能復合助磨劑。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水泥助磨劑及其制備方 法，本發(fā)明的水泥助磨劑，能夠改善水泥性能和臺時產(chǎn)量，降低水泥生產(chǎn)的成本，充分利用 廢棄物，起到節(jié)能減排、環(huán)保的作用，同時，本發(fā)明有效拓寬了水泥助磨劑的種類及其應(yīng)用 范圍，有助于助磨劑的推廣應(yīng)用。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0007] 一種水泥助磨劑，包括以下組分：摩爾比為1. 0 :1. 0?2. 4 :1. 0?3. 0 :0. 02? 〇. 05的醇胺類物質(zhì)、飽和脂肪酸、脫水劑、催化劑，其中，醇胺類物質(zhì)為乙醇胺、二乙醇胺、三 乙醇胺或三異丙醇胺，飽和脂肪酸為辛酸、棕櫚酸、癸酸、月桂酸、豆蘧酸、軟脂酸或硬脂酸， 脫水劑為苯、甲苯、二甲苯或是其中任意體積比的混合物，催化劑為氨基磺酸、次亞磷酸、對 甲苯磺酸或三氟乙酸酐。
[0008] -種水泥助磨劑的制備方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的：
[0009] 按照上述摩爾比，將各原料加入反應(yīng)器中，在N2保護下，反應(yīng)溫度控制在120? 160°C，攪拌條件下減壓到80?90KPa、加熱反應(yīng)6?8h，得到粗產(chǎn)品；然后將粗產(chǎn)品依次用 飽和Na2C03溶液和蒸餾水洗滌，最后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉脫水劑，得最終產(chǎn)物。
[0010] 本發(fā)明還提供了 一種水泥助磨劑的使用方法，將水泥助磨劑以質(zhì)量百分含量 0. 01 %?0. 025%的摻量添加到水泥粉中，混勻。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是，
[0012] 1、通過飽和脂肪酸和醇胺的減壓加熱反應(yīng)制備的新助磨劑，有利于水泥生產(chǎn)的節(jié) 能減排，原料來源廣泛，拓寬了助磨劑的原料種類；
[0013] 2、適用水泥粉磨生產(chǎn)，促進水泥產(chǎn)量增加，促進水泥強度的提高，降低生產(chǎn)成本。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0015] 實施例1: 一種水泥助磨劑的制備方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的：
[0016] 將摩爾比為1. 0 :1. 0 :1. 0 :0. 02的三乙醇胺、正辛酸、甲苯和氨基磺酸置于圓底燒 瓶中，在N2保護下，攪拌條件下進行反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在120°C，反應(yīng)6h，蒸發(fā)掉反應(yīng)生成 的水，殘留物即為粗產(chǎn)品；將減壓蒸餾后所得的粗產(chǎn)品順次以飽和Na2C03溶液和蒸餾水洗 滌，以除去未反應(yīng)的正辛酸及三乙醇胺，最后將甲苯通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉得最終產(chǎn)物。
[0017] 實施例2
[0018] 一種水泥助磨劑的制備方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的：
[0019] 將摩爾比為1.0:1.2:1.2:0.02的三乙醇胺、豆蘧酸、二甲苯及次亞磷酸置于圓底 燒瓶中，在N2保護，攪拌條件下進行加熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在130°C，反應(yīng)7h，蒸發(fā)掉反應(yīng) 生成的水，殘留物即為粗產(chǎn)品；將減壓蒸餾后所得的粗產(chǎn)品順次通過飽和Na2C03溶液和蒸 餾水洗滌，以除去未反應(yīng)的豆蘧酸，最后將二甲苯蒸發(fā)掉得最終產(chǎn)物。
[0020] 實施例3
[0021] 一種水泥助磨劑的制備方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的：
[0022] 將摩爾比為1.0:1.6:1.5:0.03的三乙醇胺、棕櫚酸、二甲苯和對甲苯磺酸溶液置 于圓底燒瓶中，在N2保護下，攪拌條件下進行加熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在160°C，反應(yīng)8h，蒸 發(fā)掉反應(yīng)生成的水，殘留物即為粗產(chǎn)品；將減壓蒸餾后所得的粗產(chǎn)品順次通過飽和Na2C03 溶液和蒸餾水洗滌，以除去未反應(yīng)的棕櫚酸，最后將二甲苯通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉得最終 產(chǎn)物。
[0023] 實施例4
[0024] -種水泥助磨劑的制備方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的：
[0025] 將摩爾比為1. 0 :1. 8 :1. 5 :0. 04的三乙醇胺、癸酸、二甲苯和對甲苯磺酸置于圓底 燒瓶中，在N2保護下，攪拌條件下進行加熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在140°C，反應(yīng)8h，蒸發(fā)掉反 應(yīng)生成的水，殘留物即為粗產(chǎn)品；將減壓蒸餾后所得的粗產(chǎn)品順次通過飽和Na2C03溶液和 蒸餾水洗滌，以除去未反應(yīng)的癸酸，最后將二甲苯通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉得最終產(chǎn)物。
[0026] 實施例5 :
[0027] -種水泥助磨劑的制備方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的：
[0028]將摩爾比為1. 0 :2. 0 :1. 8 :0. 03的乙醇胺、月桂酸、二甲苯和三氟乙酸酐置于圓底 燒瓶中，在N2保護下，攪拌條件下進行加熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在120°C，反應(yīng)7h，蒸發(fā)掉反 應(yīng)生成的水，殘留物即為粗產(chǎn)品；將減壓蒸餾后所得的粗產(chǎn)品順次通過飽和Na2C03溶液和 蒸餾水洗滌，以除去未反應(yīng)的月桂酸，最后將二甲苯通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉得最終產(chǎn)物。
[0029]實施例6 :
[0030] 一種水泥助磨劑的制備方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的：
[0031] 將摩爾比為1. 0 :2. 2 :2. 2 :0. 04的二乙醇胺、軟脂酸、苯和對甲苯磺酸置于圓底燒 瓶中，在N2保護下，攪拌條件下進行加熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在130°C，反應(yīng)7. 5h，蒸發(fā)掉反 應(yīng)生成的水，殘留物即為粗產(chǎn)品；將減壓蒸餾后所得的粗產(chǎn)品順次通過飽和Na2C03溶液和 蒸餾水洗滌，以除去未反應(yīng)的軟脂酸，最后將苯通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉得最終產(chǎn)物。
[0032] 實施例7 :
[0033] -種水泥助磨劑的制備方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的：
[0034] 將摩爾比為1. 0 :2. 4 :2. 8 :0. 05的三異丙醇胺、硬脂酸、苯與甲苯的混合物，以及 次亞磷酸置于圓底燒瓶中，其中，苯與甲苯的體積比為1: 1，在N2保護下，攪拌條件下進行 加熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在150°C，反應(yīng)8h，蒸發(fā)掉反應(yīng)生成的水，殘留物即為粗產(chǎn)品；將減 壓蒸餾后所得的粗產(chǎn)品順次通過飽和Na2C03溶液和蒸餾水洗滌，以除去未反應(yīng)的硬脂酸， 最后將苯與甲苯通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉得最終產(chǎn)物。
[0035] 實施例8:
[0036] -種水泥助磨劑的制備方法，是通過以下步驟實現(xiàn)的：
[0037] 將摩爾比為1. 0 :1. 8 :2. 0 :0. 04的三乙醇胺、硬脂酸、苯與二甲苯的混合物，以及 次亞磷酸置于圓底燒瓶中，其中，苯與甲苯的體積比為1:3,在N2保護下，攪拌條件下進行 加熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在140°C，反應(yīng)8h，蒸發(fā)掉反應(yīng)生成的水，殘留物即為粗產(chǎn)品；將減 壓蒸餾后所得的粗產(chǎn)品順次通過飽和Na2C03溶液和蒸餾水洗滌，以除去未反應(yīng)的硬脂酸， 最后將苯與二甲苯通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉得最終產(chǎn)物。
[0038] 以上述實施例1?8用于水泥生產(chǎn)，在保持粉磨工藝條件、熟料配比不變的情況 下，添加量相同，粉磨一定的時間，對比分析本產(chǎn)品使用前后水泥物理機力學性能的變化， 經(jīng)測試，粉體的比表面積增加12 %?19 %，初凝結(jié)時間延長1?6min，終凝時間變化不大， 3天抗壓強度提高3?4MPa，28天抗壓強度增加4?5Mpa，具體實驗數(shù)據(jù)見表1所示。
[0039] 表1助磨劑使用前后水泥物理及力學性能對比（摻加量為水泥總重量的0.02%)
[0040]
【權(quán)利要求】
1. 一種水泥助磨劑，其特征是，包括以下組分：摩爾比為1. 0 :1. 0?2. 4 :1. 0?3. 0 : 0. 02?0. 05的醇胺類物質(zhì)、飽和脂肪酸、脫水劑、催化劑。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種水泥助磨劑，其特征是，包括以下組分：摩爾比為1.0 : 1. 8 :2. 0 :0. 04的醇胺類物質(zhì)、飽和脂肪酸、脫水劑、催化劑。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種水泥助磨劑，其特征是，所述醇胺類物質(zhì)為乙醇胺、二乙醇 胺、三乙醇胺或三異丙醇胺。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種水泥助磨劑，其特征是，所述飽和脂肪酸為正辛酸、棕櫚 酸、癸酸、月桂酸、豆蘧酸、軟脂酸或硬脂酸。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種水泥助磨劑，其特征是，脫水劑為苯、甲苯、二甲苯或是其 中任意體積比的混合物。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種水泥助磨劑，其特征是，催化劑為氨基磺酸、次亞磷酸、對 甲苯磺酸或三氟乙酸酐。
7. 如權(quán)利要求1所述的水泥助磨劑的制備方法，其特征是，是通過以下步驟實現(xiàn)的：按 照權(quán)利要求1所述的各原料的摩爾比，將各原料加入反應(yīng)器中，在惰性氣體保護下，反應(yīng)溫 度控制在120?160°C，攪拌條件下減壓到80?90KPa、加熱反應(yīng)6?8h，得到粗產(chǎn)品；然 后將粗產(chǎn)品依次用飽和Na2C03溶液和蒸餾水洗滌，最后通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸發(fā)掉脫水劑，得 最終產(chǎn)物。
8. 如權(quán)利要求7所述的一種水泥助磨劑的制備方法，其特征是，所述惰性氣體為N2。
9. 如權(quán)利要求1所述的水泥助磨劑的使用方法，其特征是，將水泥助磨劑以質(zhì)量百分 含量0. 01 %?0. 025 %的摻量添加到水泥粉中，混勻。
【文檔編號】C04B24/08GK104355562SQ201410508148
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】趙洪義, 張麗君, 侯陜, 朱化雨 申請人:山東宏藝科技股份有限公司