[发明专利]一种聚羧酸水泥活化助磨增强剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥助磨剂，更具体地说，本发明涉及一种聚羧酸水泥活化助磨增强剂 及其制备方法，适用于水泥生产厂家提高水泥粉磨效果与改善水泥性能。

背景技术

为了提高磨机粉磨效率，降低单位能耗，降低水泥细度，提高水泥质量，在水泥粉磨过 程中使用了水泥粉磨工艺外加剂即水泥助磨剂，这极大降低了粉磨时间和能量消耗。所述水 泥助磨剂通常选自含有烷撑二醇的二元醇、胺或氨基醇类等通过简单复配制备的。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，而且其性能也不稳定，随着石油等 化工原材料的价格上涨，复配水泥助磨剂的价格也不断上涨。因此，合成有机高分子水泥助 磨剂就势在必行。

聚羧酸盐类水泥外加剂已被广泛用于水泥浆、砂浆和混凝土等水泥组合物中。近年来研 究发现，聚羧酸盐类同样具有助磨作用，与传统的无机与有机物质简单复配的水泥助磨剂相 比，高分子合成聚羧酸类水泥助磨剂具有显著的优点，如性能稳定、兼有助磨和提高水泥性 能等作用。US6005057采用苯乙烯、马来酸酐、马来酸酐聚乙二醇单烷基醚酯共聚而成的高 聚物制备了一种聚羧酸系助磨剂；也有相关专利把聚羧酸聚合物与其他助剂进行复配而得到 助磨剂，如CN101182149采用聚羧酸聚合物、助磨剂、活化剂、增强剂等复配了一种聚羧酸 复合助磨剂。这类助磨剂并非真下意义上的合成助磨剂，虽然可以降低部分成本，但其存在 性能不稳定、适用范围较窄等不足。

发明内容

鉴于现有技术的上述状况，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚羧酸水 泥活化助磨增强剂。

本发明的另一目的在于提供一种上述聚羧酸水泥活化助磨增强剂的制备方法。该水泥助 磨剂适应性强，能广泛应用于各种硅酸盐水泥及复合水泥的生产，在水泥生产过程不仅具有 助磨作用，同时还显著提高水泥产品的强度和耐久性。

本发明在寻找具有优异助磨效果水泥外加剂的过程中，大量初步实验发现聚羧酸盐类具 有优异的助磨效果。因此，经过大量实验制备了具有最佳助磨效果和提高水泥性能的一种聚 羧酸水泥助磨剂。

本发明的目的通过下述技术方案实现：采用聚氧乙烯醚与不饱和羧酸进行酯化、共聚制 备聚羧酸水泥助磨剂。所述聚氧乙烯醚主要是指(甲氧基)聚乙二醇等脂肪醇聚氧乙烯醚。 所述不饱和羧酸主要指马来酸酐、马来酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸等。

(1)酯化

在装有搅拌器，温度计、冷凝装置的反应器中加入聚氧乙烯醚、不饱和羧酸、催化剂和 阻聚剂，升至反应温度，反应一段时间即制得酯化产物。

所述聚氧乙烯醚的相对平均分子质量为600～3000，优选聚乙二醇600、800、1000，甲 氧基聚乙二醇1000、1500、2000；所述不饱和羧酸中、优选马来酸酐、丙烯酸。

所述酯化产物的制备过程，聚氧乙烯醚用量为60～300份，不饱和羧酸用量为10～50份； 催化剂主要有浓硫酸、对甲苯磺酸、磷酸等，用量为1～10份，优选对甲苯磺酸，用量为2～6 份；酯化温度为60～110℃，优选70～90℃；反应时间为3～7h，优选4～6h，各组分按质量分 数计。

(2)聚羧酸水泥活化助磨增强剂的制备

将上述制备的酯化产物与烯丙基聚乙二醇、(甲基)烯丙基磺酸钠、多元醇及水等用于聚 羧酸水泥助磨剂的制备。各组分按重量分数计，具体制备如下：分别将60～300份、70～200 份、20～60份、80～500份、300～2500份的酯化产物、烯丙基聚乙二醇、(甲基)烯丙基磺 酸钠、多元醇及水依次加入反应器中，加热并不断搅拌，滴加4～20份引发剂，滴完后升温 至80～110℃，反应4～9h。反应结束后，用氢氧化钠溶液调节pH至中性，控制产物的固含 量约为20～50％，即得本发明所述的聚羧酸水泥助磨剂。

本发明中，优选烯丙基聚乙二醇700、1000、2000；多元醇主要有乙二醇、二甘醇、丙 二醇、丙三醇等，优选乙二醇、丙三醇；引发剂主要有过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、硫 酸亚锡等，优选过硫酸铵。

本发明制备的聚羧酸水泥活化助磨增强剂为淡黄色透明液体，浓度为20～50％，无氯、 性能稳定、助磨增强效果显著，当使用量为水泥质量的0.01～0.1％时，能显著提高磨机台时 产量和水泥强度。