[发明专利]一种聚醚改性的聚羧酸助磨剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥外加剂的制备，涉及一种聚醚改性的聚羧酸助磨剂的制备方法，特别涉及一种甲基烯丙醇聚氧乙烯醚改性制备聚羧酸助磨剂的方法，制备的助磨剂适用于生产通用硅酸盐水泥，具有良好的助磨效果。

背景技术

水泥生产是高能耗过程，我国水泥行业每年总电耗超过1000亿千瓦/时，耗费了全国总发电量的5％以上，熟料粉磨过程的电耗占到了水泥生产线总电耗的40％，其中能量有效利用率不足5％。熟料的粉磨过程即价键的断裂过程，特别是Ca-O和Si-O的断裂，因此在熟料颗粒的新生断面上容易积聚静电荷，电荷之间相互吸引，会使新生裂纹重新闭合或出现团聚现象。粉磨时间越长，团聚现象越明显，粉磨效率越低。在粉磨过程中引入适当的助磨剂是提高粉磨效率简单而有效的方法。助磨剂分子吸附在熟料颗粒表面，能够中和过剩价键，屏蔽引力，使团聚现象减弱，从而提高粉磨效率。

传统助磨剂的组成原料主要包括醇胺、多元酸、无机盐等，比如丙三醇、三乙醇胺、油酸、乙二酸、磺酸盐、硬脂酸钠、六偏磷酸钠等。传统助磨剂具有助磨效果好，性能稳定等优点，但作用单一、价格昂贵等不足制约了其广泛应用。因此，有学者开始研究合成聚羧酸类助磨剂，将减水和助磨效果进行有机结合，以改善水泥混凝土的和易性并提高强度，实现助磨剂的多功能化。现有技术中，申请号为201410149798.6(公开号CN103980439A)的中国专利申请公开了聚羧酸水泥助磨剂的生产方法，其步骤是：①向反应釜中加入马来酸酐、乙二醇、聚乙二醇、烯丙基聚乙二醇、甲基丙烯酸、催化剂苯磺酸和阻聚剂对苯二酚、引发剂过氧化苯甲酰，搅拌并升温至65～75℃使之发生酯化反应，维持反应温度2.5～3小时，升温至100～120℃使之发生聚合反应；②反应完毕后，加入氨基磺酸和催化剂氟锑酸，最后得到聚羧酸水泥助磨剂。该方法制备的助磨剂实现了功能复合，并保证了助磨剂与混凝土外加剂的相容性。但其产物成分复杂，制备周期较长，而且原料成本高，难以进行工业化推广。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种聚醚改性的聚羧酸助磨剂的制备方法。本发明选用丙烯酸(或甲基丙烯酸)和乙酸乙烯酯在引发剂等的作用下对甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(简称HPEG)进行共聚改性，在分子中保留下了羟基和羧基，使产物即制得的聚醚改性的聚羧酸助磨剂的减水和助磨效果都大大增强。

本发明的内容是：一种聚醚改性的聚羧酸助磨剂的制备方法，其特征是包括下列步骤：

a、配料：按甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(简称HPEG)：丙烯酸：乙酸乙烯酯＝1～5:1～4:0.1～0.3的摩尔比取甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸和乙酸乙烯酯，取甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸与乙酸乙烯酯的总质量用量0.5～1.6％的引发剂(即：引发剂的质量用量为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸与乙酸乙烯酯之和的总质量用量的0.5～1.6％)，取甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸与乙酸乙烯酯的总质量用量0.1～0.5％的链转移剂(即：链转移剂的质量用量为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸与乙酸乙烯酯之和的总质量用量的0.1～0.5％)，备用；

将引发剂配制成质量百分比浓度为20％的引发剂水溶液；

将甲基烯丙醇聚氧乙烯醚配制成质量百分比浓度为50％的甲基烯丙醇聚氧乙烯水溶液，以免浓度过高引起爆聚；

b、反应：将甲基烯丙醇聚氧乙烯醚水溶液和链转移剂投入反应器中，将丙烯酸与乙酸乙烯酯混合后置于第一恒压滴液装置中(例如：恒压滴液管)，将引发剂水溶液置于第二恒压滴液装置中(例如：恒压滴液管)；在40～60℃的温度下(可以采用油浴加热并搅拌)，同时开启第一恒压滴液装置和第二恒压滴液装置，在55～65min的时间内，将丙烯酸与乙酸乙烯酯的混合物、以及引发剂水溶液滴加入反应器中，滴加结束后，在55～60℃的温度下继续搅拌反应30min；然后升温至85～90℃，继续反应10～30min，将反应后产物冷却至室温，调节pH值为7～8，即制得聚醚改性的聚羧酸助磨剂。

本发明主要反应过程如下：

本发明的内容中：步骤a中所述甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(简称HPEG)的平均分子量较好的为200～1000，为市售产品，生产企业有：江苏省海安石油化工厂、青岛天鑫化工有限公司等。

本发明的内容中：步骤a中所述的链转移剂可以为十二烷基硫醇或巯基乙醇。

本发明的内容中：步骤a中所述的引发剂可以为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的任一种。