[发明专利]一种聚羧酸系水泥助磨剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明属建筑材料技术领域，具体涉及一种聚羧酸系水泥助磨剂及其制备方法。

背景技术

水泥助磨剂是一种改善水泥粉磨效果和性能的化学添加剂，可以显著提高水泥台时产量、各龄期水泥强度，改善其流动性。水泥助磨剂能大幅度降低粉磨过程中形成的静电吸附包球现象，并可以降低粉磨过程中形成的超细颗粒的再次聚结趋势。水泥助磨剂也能显著改善水泥流动性，提高磨机的研磨效果和选粉机的选粉效率，从而降低粉磨能耗。使用助磨剂生产的水泥具有较低的压实聚结趋势，从而有利于水泥的装卸，并可减少水泥库的挂壁现象。作为一种化学添加剂，助磨剂能改善水泥颗粒分布并激发水化动力，从而提高水泥早期强度和后期强度，它的应用为水泥企业带来了显著的经济效益和社会效益。

现有技术中，水泥助磨剂产品有粉状和液状两种形态，粉体水泥助磨剂的组分常有：元明粉、工业盐、粉煤灰、三乙醇胺、粉体助磨剂母液等。液体水泥助磨剂的组分常有：液体助磨剂母液、三乙醇胺、聚合多元醇、聚合醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇、脂肪酸钠、氯化钙、氯化钠、醋酸钠、硫酸铝、甲酸钙、木钙、木钠等。然而目前市场上的这些助磨剂主要采用有机、无机材料复配而成，并不是严格意义上的有机合成的产品，具有稳定性差、针对性差、适应性不广等特点，限制了助磨剂的推广。因此，对水泥助磨剂的深入研究和应用势在必行。

聚羧酸是一种表面活性剂，其分子结构为梳型结构，主链中含有羧酸基团、磺酸基团、酰胺基团等极性基团，能吸附在水泥颗粒表面，侧链中含有聚氧乙烯基链段，可以帮助水泥颗粒在磨机中分散，提高粉体流动性。聚羧酸水泥助磨剂利用其表面分散活性以及各种功能基团的协同作用起到提高水泥粉磨分散和水化诱导作用，其应用性能稳定，与水泥的相容性好，与传统的助磨剂相比，掺量低、粉磨效率高、水泥早、后期强度都得到提高，更符合社会的需求，成为现代助磨剂研究的主流方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有小分子水泥助磨剂产品存在的缺陷，提高助磨剂产品稳定性、提高水泥粉磨效率以及水泥增强效果，且生产工艺具有节能降耗、绿色环保、简化工艺、提高效率等一系列优势，具有一定的市场竞争力，有利于大规模生产和应用。

本发明提出的一种聚羧酸系水泥助磨剂，由异戊烯醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、双氧水、过硫酸铵、L-抗坏血酸、二水甲醛合次硫酸氢钠、巯基乙酸、巯基丙酸、氢氧化钠和水组成。各组成的重量比如下：

异戊烯醇聚氧乙烯醚 100

丙烯酸 5-10

甲基丙烯酸 5-10

2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸0-10

甲基丙烯磺酸钠 0-5

烯丙基磺酸钠 0-5

双氧水 1.1-2.5

过硫酸铵 0.5-2.8

L-抗坏血酸 0.05-0.25

二水甲醛合次硫酸氢钠 0.05-0.25

巯基乙酸 0-0.5

巯基丙酸 0-0.5

氢氧化钠 10-20

水 110-190；

其中：所述异戊烯醇聚氧乙烯醚其分子量为1200；所述双氧水的浓度为30%；所述氢氧化钠的浓度为30%。

各组分较佳的重量比为：

异戊烯醇聚氧乙烯醚 100

丙烯酸 5-10

甲基丙烯酸 5-10

2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸2-6

甲基丙烯磺酸钠 0-5

烯丙基磺酸钠 0-5

双氧水 1.1-2.3

过硫酸铵 1.1-2.8

L-抗坏血酸 0.07-0.25

二水甲醛合次硫酸氢钠 0.05-0.20

巯基乙酸 0.2-0.5

巯基丙酸 0.2-0.5

氢氧化钠 11-18

水 110-190。

本发明中，所述水为去离子水。

本发明中，所述丙烯酸为工业级产品；所述甲基丙烯酸为工业级产品；所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为工业级产品；所述二水甲醛合次硫酸氢钠为白色块状晶体。

本发明提出的早强型聚羧酸系高性能减水剂的制备方法，具体步骤如下：