本发明专利技术提供了一种聚羧酸盐水泥助磨剂及其制备方法，它是由马来酸酐与醇胺先进行酰化反应合成小单体，然后和大单体烯丙基聚乙二醇、小单体马来酸酐在水溶液条件下共聚而成。本发明专利技术可增加水泥流动性，有利于生产过程中的输送，避免造成水泥结拱，并且水泥适应性良好，稳定性强，有效掺量小，适应性广。加入本发明专利技术助磨剂后，生产每吨水泥成品可平均降低电耗3-8度。本发明专利技术配方设计简单，生产操作方便，无三废排出，可实现水泥助磨剂清洁化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水泥工艺添加剂
，具体是。
技术介绍
在水泥生产的球磨工序中，物料之间，物料和钢球之间的摩擦会使物料带有静电，使物料吸附在钢球表面，造成包球现象，降低球磨效率，使水泥产量和质量下降，单位水泥产量的耗电量增加。为消除物料带有的静电，在水泥生产的球磨过程中需要向物料中加入水泥助磨剂。我国是世界上生产和消费水泥的大国，水泥产量占世界水泥总产量的50%以上， 同时水泥工业也是典型的能源消耗工业，其总耗能占全国能源消耗量的5%以上，因此水泥工业综合能耗的下降，对国家的节能减排有着举足轻重的影响，而水泥助磨剂的使用，在助磨过程中可以降低磨粉的表面能，克服磨粉间的吸引力，减少粉碎阻力，防止包球、糊磨，提高磨粉的流动性，从而降低磨机的功耗，提高粉磨效率，正是它给水泥生产企业带来了节能降耗、增加台时产量、减少环境污染等一系列可持续发展的优势。现有技术中，水泥助磨剂产品有粉状和液状两种形态，大都是醇类、醇胺类、醋酸类等化工原料单一或复合的产品，由于其主要成分是小分子有机化合物，因此普遍存在的问题为其价格成本较高，性能不稳定，适应面较窄，使用波动较大等，而且随着石油等化工原料的价格上涨，复配水泥助磨剂的价格也不断上涨。因此目前此类助磨剂已经不能完全满足市场多元化、高层次的需求，合成有机高分子水泥助磨剂就势在必行。合成高分子助磨剂，将各功能基团组合到高分子链结构中，其助磨效果较复配的助磨剂有跨越式的提升。高分子合成的聚羧酸盐类物质是一种表面活性剂，其分子结构为梳型结构，主链中含有极性基团，侧链中含有乙烯基聚醚链段。聚羧酸分子结构中的极性基团如磺酸基团、 酰胺基团，能吸附在物料表面，通过电荷排斥将因粉磨产生的活性点屏蔽，阻止断裂面的复合；其牢固地吸附在物料表面，使物料之间不相互黏结，并且能迅速的向颗粒的裂缝间渗透，减弱分子力所产生的“愈合”作用，促进了外界做功时颗粒中裂缝的扩展，从而提高粉磨效率。同时侧链的乙烯基聚醚链段，具有一定的空间位阻，能形成立体交叉，阻碍了颗粒的相互接近，形成空间位阻。因此高分子合成的聚羧酸盐类物质也具有助磨的作用，且性能稳定，同时还可以提高水泥性能，目前有相关专利把高分子聚羧酸盐类物质与其他助剂(如 助磨剂、活化剂、增强剂等)进行复配而得到助磨剂，但是这类助磨剂并非真正意义上的合成助磨剂，存在性能不稳定，适用范围窄等缺点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，通过聚合将具有助磨作用的基团直接接枝到高分子主链上，从而有效实现多种有机官能团的协同作用，提高产品稳定性，克服现有小分子助磨剂产品的缺陷，降低助磨剂掺量，增强助磨效果。本专利技术提供的一种聚羧酸盐水泥助磨剂，它是由马来酸酐与醇胺先进行酰化反应合成小单体A，然后和大单体烯丙基聚乙二醇，小单体马来酸酐在水溶液条件下共聚而成，其分子量为500(Γ20000，结构式为其中R' —H、-CH2CH2NH2、-CH2CH2NHCH2CH2OH 或-CH2CH2N(CH2CH2OH)2 ;R" — -NHCH2CH2OH 或-N(CH2CH2OH)2 ； a、b 或 c =5 80 ； n=5 50。本专利技术提供的一种聚羧酸盐水泥助磨剂的制备方法，步骤包括(I)小单体A制备向反应器中加入马来酸酐与醇胺，搅拌升温至100°C以下，反应 O. 5 4小时，制得小单体A ;小单体A是通过马来酸酐与醇胺的酰化反应制得，该反应具体包括酯化(醇解开环)和酰胺化(胺解开环)两种，反应式如下式中R表示H原子或者-CH2CH20H。小单体A为上述两种反应产物的混合物。(2)自由基溶液聚合将大单体烯丙基聚乙二醇在5(T70°C溶解后加入反应器， 并依次加入去离子水、小单体马来酸酐，以及上述合成的小单体A，搅拌均匀，加热升温至 7(T75°C，加入引发剂过硫酸盐进行聚合，聚合反应:Γ6小时，保温广3小时；反应式如下其中R, —H、-CH2CH2NHy-CH2CH2NHCH2CH2OH 或-CH2CH2N(CH2CH2OH)2 ；R" — -NHCH2CH2OH 或-N(CH2CH2OH)2 ；-Ha、b 或 c =5 80 ； n=5 50。(3)中和上述反应完毕后，降温到40°C以下，在所得的聚合溶液中加入三乙醇胺水溶液进行中和至PH=7. 0±0. 5，调整溶液固含量为40% 60%，即可得所述的聚羧酸盐水泥助磨剂。所述步骤(I)的醇胺为三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺中的一种或多种。所述步骤(I)中马来酸酐与醇胺的摩尔比为0. 5 3. O :1. O。所述步骤(2)聚合原料摩尔配比为烯丙基聚乙二醇马来酸酐小单体A=L O O. 5 I. 5 0. 5 I. 5。所述步骤(2)的引发剂过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。所述步骤(2)的引发剂用量为聚合单体总质量的49Γ6%。引发剂加入方式为一次性加入、分批加入或者滴加加入。本专利技术制备的聚羧酸盐水泥助磨剂为黄色透明液体，最终固含量为40% 60%。 用水相凝胶色谱仪对聚羧酸盐水泥助磨剂进行检测，分子量为500(Γ20000。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点(I)采用高分子合成技术将几种单体按一定比例共聚制得聚合物，将具有助磨作用的醇胺基团直接接枝到高分子主链上，有效实现了多种有机官能团在水泥助磨中的协同作用，并且聚合完毕后直接用三乙醇胺进行中和，最大限度的减少了有效掺量，降低生产成本，同时有效提高了磨机粉磨效率及水泥早期、后期强度。(2)增加水泥流动性。加入本专利技术可增加水泥流动性，有利于生产过程中的输送， 避免造成水泥结拱。水泥适应性良好，稳定性强，有效掺量小，适应性广。(3)节约电能。加入本专利技术助磨剂后，生产每吨水泥成品可平均降低电耗3-8度。(4)本专利技术配方设计简单，生产操作方便，可实现水泥助磨剂清洁化生产，无三废排出。具体实施例方式为简化表述，以下用APEG表示烯丙基聚乙二醇，用MA表示马来酸酐，用TEA表示三乙醇胺，用MEA表示一乙醇胺。实施例I :在四颈烧瓶中加入MA 50g，TEA 38g，搅拌升温至80°C，反应3小时，得到淡黄色液体即为小单体A。将大单体APEG (分子量1200) 60g在70°C下溶解后加入四颈烧瓶，并向烧瓶中依次加入H2O 79g、小单体MA 5. lg，以及上述合成的小单体A 10. 8g，搅拌均匀，加热升温至 72°C，此时一次性加入占单体总质量4%的引发剂(NH4)2S2O8 3. lg，保持温度不变，反应4小时。降温，待聚合溶液冷却到40°C以下时加入TEA溶液(12. 6g TEA溶解于12. 6g H2O中配成)进行中和，至pH=7. 0，控制溶液最终固含量为50%，所得黄色粘液即为所述的聚羧酸盐水泥助磨剂。实施例2 在四颈烧瓶中加入MA 60g，MEA 37. 4g，搅拌升温至80°C，反应3小时，得到棕黄色液体即为小单体A。将大单体APEG (分子量1100) 50g在60°C下溶解后加入四颈烧瓶，并向烧瓶中依次加入H2O 64. 6g、小单体MA 4. 5g,以及上述合成小单体A 10. Ig,搅拌均勻，加热升温至 72°C，此时向烧瓶中一次性加入占单体总质量4%的引发剂(NH4)2S2O8 2. 6g，保持温度不变， 反应4小时。降本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任建国，王自为，裴继凯，卫晓慧，李军平，董波，王正波，
申请(专利权)人：山西大学，山西合盛邦砼建材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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