[发明专利]一种高分子水泥助磨剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种高分子水泥助磨剂的制备方法及应用。本发明通过将二乙醇胺基接入木质素磺酸钠结构中，再将其与烯丙基缩水甘油醚和环氧封端聚二甲基硅氧烷反应，得到产物；将丙烯酸和聚乙二醇进行酯化反应得到酯化单体；将产物与甲基丙烯磺酸钠、马来酸酐和酯化单体进行共聚反应，得到高分子水泥助磨剂。因其有较长的聚醚侧链，能够提供大的空间位阻效应，从而提高颗粒的分散性能；短链中包含Si‑O键、羟基等多种功能基团，易吸附在物料颗粒，带负电荷，在水泥颗粒之间起静电排斥作用，防止裂纹界面重新愈合。本发明产品具有明显的助磨效果，提高了粉磨效率，降低了产品电耗和生产成本，改善了水泥性能。

技术领域

本发明涉及水泥生产技术领域，具体为一种高分子水泥助磨剂的制备方法及应用。

背景技术

在水泥生产过程中，粉磨工序消耗的能量很高，水泥生产的能耗很大，因此水泥助磨剂已经成为提高粉磨效率、降低粉磨电耗、改善水泥性能、降低生产成本的有效措施之一。

高分子水泥助磨剂在水泥生产过程中发挥其表面活性、分散性和功能基团的作用来实现助磨效果，其中通过不饱和单体与其他单体在引发剂作用下共聚可得到一种聚羧酸系水泥助磨剂，是将带活性基团的侧链接枝到主链上而获得的具有助磨作用的聚合物。不同的不饱和单体、不同的含功能性官能团的活性单体，以及单体间不同的组合方式，不同的合成技术路线，可以得到多种具有不同结构和性能特点的聚羧酸类共聚物。传统的助磨剂虽然助磨效果不错，但是与水泥的相容性不好，在浇筑过程中水泥会出现气孔，影响水泥质量。因此，需要对水泥助磨剂进行深入研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高分子水泥助磨剂的制备方法及应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种高分子水泥助磨剂的制备方法，包括以下工艺：

(1)取木质素磺钠加入去离子水中，混合均匀后，再加入二乙醇胺；超声分散15～25min，并加热至70～80℃，缓慢滴加甲醛溶液，恒温回流反应2～4h，得改性木质素磺酸钠；

(2)向烯丙基缩水甘油醚里加入改性木质素磺酸钠、冰醋酸，充分搅拌后开始加热，加热至50℃时，再加入环氧封端聚二甲基硅氧烷，继续升温至70～80℃保温反应4～5h，再减压蒸馏3～5h，冷却出料，得到有机硅改性木质素磺钠；

(3)将酯化大单体与马来酸酐混合，配成单体混合溶液；取甲基丙烯磺酸钠加入去离子水，搅拌溶解；升温至75～85℃，滴加单体混合液和过硫酸钠引发剂水溶液，4～6h加完；再加入有机硅改性木质磺酸钠，保温反应2～3h；冷却至室温后，调节pH为中性，得高分子水泥助磨剂。

进一步的，酯化大单体由以下工艺制得：

取聚乙二醇，加入阻聚剂对苯二酚和催化剂对甲基苯磺酸，加热至70～80℃溶解后，加入丙烯酸，搅拌升温到110～120℃，反应8～10h，得到酯化大单体。

进一步的，环氧封端聚二甲基硅氧烷为环氧丙氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷，购自上海麦克林生化科技股份有限公司，纯度≥98％，质均分子量MW:2000-3000；

进一步的，所述步骤(1)木质素磺酸钠与去离子水的质量比为(1:1)～(1:4)。

进一步的，所述步骤(1)二乙醇胺与木质素磺酸钠质量比为(1:1)～(1:1.5)。

进一步的，所述步骤(1)甲醛溶液的质量分数为37％，用量为木质素磺酸钠1.25～5.30倍。

进一步的，所述步骤(2)烯丙基缩水甘油醚与环氧丙氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷质量比为(1:1)～(2:1)。

进一步的，所述步骤(2)冰醋酸用量是环氧丙氧基丙基封端的聚二甲基硅氧烷质量的0.54～0.85倍。