[发明专利]一种聚合羰化醇胺的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合羰化醇胺，属于水泥外加剂技术领域；本发明通过对传统醇胺类物质进行改性，用甲醛和丙酮缩合后形成带双键羰基有机物，与醇胺类物质所带的羟基进行反应，然后通过自由基聚合形成聚合羰化醇胺，能够有效改善水泥与减水剂的相容性；此外，本发明的聚合羰化醇胺能有效提高水泥强度，不影响水泥的初凝与终凝，拥有较高的性价比。

技术领域

本发明涉及一种聚合羰化醇胺与及其在水泥助磨剂中的应用，涉及水泥外加剂技术领域，尤其是涉及水泥助磨剂生产领域。

背景技术

水泥助磨剂是在生产水泥过程中加入的一种外加剂，它通过吸附在水泥颗粒的表面，降低颗粒表面自由能，减少颗粒团聚，提高粉磨效率。水泥助磨剂不仅可以有效降低水泥生产的能耗，而且可以提高水泥的强度，耐久性等性能。因此，水泥助磨剂已经成为水泥中不可或缺的一部分。

通常水泥助磨剂中的有效成分主要包括醇胺类物质、醇类物质等。常见助磨剂中的醇胺类物质有三乙醇胺、三异丙醇胺、二乙醇单异丙醇胺等。醇胺类物质虽然通常表现出良好的助磨效果和增强效果，但是对水泥的水化过程产生影响。有研究表明醇胺类物质能络合钙离子，从而增加水泥水化早期水化速率。这对其它外加剂尤其是聚羧酸减水剂的作用效果产生不利影响。

目前，水泥与聚羧酸减水剂的相容性成为普遍关注的问题。水泥与聚羧酸减水剂的相容性差的原因有：一方面由于水泥中C₃A和C₄AF的含量偏高，导致水泥水化过快，形成的水化产物包裹减水剂分子，降低其减水效果。此外，SO₃含量、碱含量等也会对水泥与减水剂适应性产生影响。另一方面，由于助磨剂分子与减水剂分子的竞争吸附，对水泥与减水剂的适应性产生不利影响。针对这类适应性的问题，主要通过调整减水剂的分子结构及组成实现水泥与减水剂更好地适应性。

因此，为了改善水泥与减水剂相容性问题，有必要对助磨剂分子结构进行改性。其中比较可行的方法是对助磨剂分子进行重新组装，合成出一种含有氨基的多羟基聚合物，可以延缓或推迟水泥助磨剂加速C₃A、C₄AF水化的时间。本发明基于上述两方面的原因，对醇胺类进行分子结构改性，形成含有羰基的聚合物，一方面有利于抑制醇胺类物质对水泥早期水化的促进作用，另一方面有利于改善水泥与减水剂的相容性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚合羰化醇胺及其在水泥助磨剂中的应用，以解决传统助磨剂中醇胺类物质对水泥早期水化的促进作用，并且改善水泥与减水剂的相容性。

为实现上述目的的一个方面，本发明提供的水泥助磨剂采用以下技术方案：

一种聚合羰化醇胺，所述聚合羟化醇胺具有如通式I所示分子结构：

通式I：

式I中R1为：

式I中，a、b和c取大于等于0的整数，优选为0～4的整数，其中至少两个不同时为0。

本发明的聚合羰化醇胺，由甲醛和丙酮缩合后形成带双键羰基有机物，与醇胺类物质所带的羟基进行反应，然后通过自由基聚合形成聚合羰化醇胺。

本发明的聚合羰化醇胺优选通过以下步骤制备得到：

1)丙酮磺化：将磺化剂与水加入反应容器内，于30～40℃进行水解，然后加入丙酮，升温至50～60℃进行丙酮的磺化反应，得到磺化丙酮溶液；

2)聚合：向所述磺化丙酮溶液中加入醇胺类物质，升温至70～80℃，然后逐步加入甲醛，完毕后升温至90～95℃进行聚合反应，以合成聚合羰化醇胺。优选地，步骤2)加入甲醛的过程中，保持反应体系温度不超过85℃，以提高集合反应效果。