CN112174570A - 一种环保型水泥助磨剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型水泥助磨剂及制备方法，涉及水泥助磨剂技术领域，为解决现有的水泥助磨剂制备过程不符合环保绿色生产的问题。所述所述成分为麦草碱木质素20‑40份、氧化剂1‑4份、极性添加剂1‑4份、聚甘油脂肪酯8‑16份、聚甘油6‑12份、类甘油6‑12份、聚醚多羟基叔胺1‑5份、乙二醇5‑15份、丙二醇2‑8份、氢氧化钠1‑5份、水15‑40份；其中氧化剂为过硫酸铵、高锰酸钾、双氧水、次氯酸钠中的一种或几种的组合；极性添加剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、苯氨甲基三乙氧基硅烷、乳酸、酸钠和葡萄糖酸钠中的一种或几种的组合。
Description
技术领域
本发明涉及水泥助磨剂技术领域，具体为一种环保型水泥助磨剂及制备方法。
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，常见水泥助磨剂有液体和粉体两种，都能显著地提高磨机产量，或提高产品质量，或降低粉磨电耗。
但是，国内现有的水泥助磨剂大多以三乙醇胺作为添加主体，而三乙醇胺目前已被国家列入有害物质，一方面以三乙醇胺为主体的水泥助磨剂生产企业采购渠道有限，另一方面三乙醇胺本身具备毒性、易与氧化物反应以及腐蚀金属制品的特征，在适用范围上得到一定的限制，进而在所制得水泥助磨剂上不符合环保的要求，因此不满足现有的需求，对此我们提出了一种环保型水泥助磨剂及制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型水泥助磨剂及制备方法，以解决上述背景技术中提出的水泥助磨剂制备过程不符合环保绿色生产的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保型水泥助磨剂及制备方法，所述成分为麦草碱木质素20-40份、氧化剂1-4份、极性添加剂1-4份、聚甘油脂肪酯8-16份、聚甘油6-12份、类甘油6-12份、聚醚多羟基叔胺1-5份、乙二醇5-15份、丙二醇2-8份、氢氧化钠1-5份、水15-40份。
优选的，所述氧化剂为过硫酸铵、高锰酸钾、双氧水、次氯酸钠中的一种或几种的组合。
优选的，所述极性添加剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、苯氨甲基三乙氧基硅烷、乳酸、酸钠和葡萄糖酸钠中的一种或几种的组合。
一种环保型水泥助磨剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：采用超滤提纯的方式将麦草碱木质素分为不同分子量级分；
步骤2：将提取分子量为200-300之间的麦草碱木质素添加至反应釜，加热至50℃时，添加氧化剂，氧化剂添加量为1-4份，添加完成继续加热反应釜，在反应釜中对麦草碱木质素进行氧化反应，制得氧化产物；
步骤3：对氧化产物进行配伍，添加1-4份极性添加剂，在反应釜中继续进行加热，反应结束后，冷却形成水泥助磨剂母液；
步骤4：在另一个反应釜中分别添加聚甘油脂肪酯、聚甘油、类甘油和水，加热并进行搅拌，搅拌过程中添加氢氧化钠，冷却后可得聚合多元醇溶液；
步骤5：对第一个反应釜中注入15-40份的水，进行与水泥助磨剂母液的搅拌并加热，持续时间为5min，水泥助磨剂母液完全与水混合后，添加聚醚多羟基叔胺和聚合多元醇溶液，并持续搅拌10-20min；
步骤6：对混合完成后的液体通过目数为200的滤布进行过滤，过滤完成后在液体内添加乙二醇和丙二醇，并再次升温加热，搅拌40-60min可得水泥助磨剂产品。
优选的，所述步骤2中氧化反应的处理温度为70-90℃、反应时间为2h。
优选的，所述步骤3中反应釜加热温度为70-90℃，搅拌时间为15min，搅拌转速为2000r/min。
优选的，所述步骤4中反应釜加热温度为50-80℃，搅拌时间为20-40min，搅拌转速为2000r/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用氧化降解对麦草碱木质素进行化学改性，配伍不同极性添加剂，制得的水泥助磨剂能够很好的渗透到粉末裂纹空隙中发挥高效的助磨性能，同时提高水泥砂浆强度，解决了常见水泥助磨剂效果低的问题，同时降低了水泥助磨剂的经济成本，推动了造纸废液中木质素的回收应用，为节能减排做出积极贡献，复合环保绿色生产的要求。
2、本发明通过将聚甘油脂肪酯、聚甘油、类甘油进行提纯混合制得高纯度聚合多元醇，与第一混合溶液混合制得的水泥助磨剂在使用过程中能够明显改善水泥的细度、强度、抗冻性，部分成分与水泥中的铝、硅、钙等发生化学反应，造成水泥中氧化物晶格缺陷，提高水泥活性，从而提高水泥强，可替代三乙醇胺有机成分，由于聚合多元醇的三元醇特殊性，使用后的水泥对混凝土外加剂的适应性更强，品质稳定，纯净无杂质，浓度高，可作为助磨剂主要原料掺量使用。
3、本发明通过添加聚醚多羟基叔胺，由于聚醚多羟基叔胺带电N-离子更加活跃，因而具有了更强的吸附分散能力和静电屏蔽效应，因此对水泥的助磨效果更加强劲，对水泥的助磨效果优于三乙醇胺，同时具有了三乙醇胺对水泥强度增加值早期强度高和三异丙醇胺对水泥强度增加值后期强度高双重性能外，还有叠加效果，在相同掺加量的基础上，3天强度增加值达到了3-5Mpa，同时28天强度增加值达到4-8Mpa，另外因聚醚多羟基叔胺与三乙醇胺、三异丙醇胺及其他醇、醇胺、脂类等物质有良好的配伍性能，可取代三乙醇胺和三异丙醇胺单独使用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，
实施例1：
一种环保型水泥助磨剂及制备方法，取下列份数的物质：麦草碱木质素20份、氧化剂1份、极性添加剂1份、聚甘油脂肪酯1份、聚甘油6份、类甘油6份、聚醚多羟基叔胺1份、乙二醇5份、丙二醇2份、氢氧化钠1份、水15份。
进一步，氧化剂为过硫酸铵。
进一步，极性添加剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和苯氨甲基三乙氧基硅烷。
环保型水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：采用超滤提纯的方式将麦草碱木质素分为不同分子量级分；
步骤2：将提取分子量为200-300之间的麦草碱木质素添加至反应釜，加热至50℃时，添加氧化剂，氧化剂添加量为1份，添加完成继续加热反应釜，在反应釜中对麦草碱木质素进行氧化反应，制得氧化产物；
步骤3：对氧化产物进行配伍，添加1份极性添加剂，在反应釜中继续进行加热，反应结束后，冷却形成水泥助磨剂母液；
步骤4：在另一个反应釜中分别添加聚甘油脂肪酯、聚甘油、类甘油和水，加热并进行搅拌，搅拌过程中添加氢氧化钠，冷却后可得聚合多元醇溶液；
步骤5：对第一个反应釜中注入15份的水，进行与水泥助磨剂母液的搅拌并加热，持续时间为5min，水泥助磨剂母液完全与水混合后，添加聚醚多羟基叔胺和聚合多元醇溶液，并持续搅拌10min；
步骤6：对混合完成后的液体通过目数为200的滤布进行过滤，过滤完成后在液体内添加乙二醇和丙二醇，并再次升温加热，搅拌40min可得水泥助磨剂产品。
进一步，步骤2中氧化反应的处理温度为70℃、反应时间为2h。
进一步，步骤3中反应釜加热温度为70℃，搅拌时间为15min，搅拌转速为2000r/min。
进一步，步骤4中反应釜加热温度为50℃，搅拌时间为20min，搅拌转速为2000r/min。
实施例2：
一种环保型水泥助磨剂及制备方法，取下列份数的物质：麦草碱木质素25份、氧化剂2份、极性添加剂2份、聚甘油脂肪酯10份、聚甘油8份、类甘油8份、聚醚多羟基叔胺2份、乙二醇7份、丙二醇3份、氢氧化钠3份、水20份。
进一步，氧化剂为过硫酸铵。
进一步，极性添加剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和苯氨甲基三乙氧。
环保型水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：采用超滤提纯的方式将麦草碱木质素分为不同分子量级分；
步骤2：将提取分子量为200-300之间的麦草碱木质素添加至反应釜，加热至50℃时，添加氧化剂，氧化剂添加量为2份，添加完成继续加热反应釜，在反应釜中对麦草碱木质素进行氧化反应，制得氧化产物；
步骤3：对氧化产物进行配伍，添加2份极性添加剂，在反应釜中继续进行加热，反应结束后，冷却形成水泥助磨剂母液；
步骤4：在另一个反应釜中分别添加聚甘油脂肪酯、聚甘油、类甘油和水，加热并进行搅拌，搅拌过程中添加氢氧化钠，冷却后可得聚合多元醇溶液；
步骤5：对第一个反应釜中注入25份的水，进行与水泥助磨剂母液的搅拌并加热，持续时间为5min，水泥助磨剂母液完全与水混合后，添加聚醚多羟基叔胺和聚合多元醇溶液，并持续搅拌10min；
步骤6：对混合完成后的液体通过目数为200的滤布进行过滤，过滤完成后在液体内添加乙二醇和丙二醇，并再次升温加热，搅拌40min可得水泥助磨剂产品。
进一步，步骤2中氧化反应的处理温度为75℃、反应时间为2h。
进一步，步骤3中反应釜加热温度为75℃，搅拌时间为15min，搅拌转速为2000r/min。
进一步，步骤4中反应釜加热温度为60℃，搅拌时间为25min，搅拌转速为2000r/min。
实施例3：
一种环保型水泥助磨剂及制备方法，取下列份数的物质：麦草碱木质素30份、氧化剂3份、极性添加剂3份、聚甘油脂肪酯12份、聚甘油10份、类甘油10份、聚醚多羟基叔胺4份、乙二醇10份、丙二醇6份、氢氧化钠4份、水35份。
进一步，氧化剂为过双氧水和次氯酸钠。
进一步，极性添加剂为乳酸、酸钠和葡萄糖酸钠。
环保型水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：采用超滤提纯的方式将麦草碱木质素分为不同分子量级分；
步骤2：将提取分子量为200-300之间的麦草碱木质素添加至反应釜，加热至50℃时，添加氧化剂，氧化剂添加量为3份，添加完成继续加热反应釜，在反应釜中对麦草碱木质素进行氧化反应，制得氧化产物；
步骤3：对氧化产物进行配伍，添加3份极性添加剂，在反应釜中继续进行加热，反应结束后，冷却形成水泥助磨剂母液；
步骤4：在另一个反应釜中分别添加聚甘油脂肪酯、聚甘油、类甘油和水，加热并进行搅拌，搅拌过程中添加氢氧化钠，冷却后可得聚合多元醇溶液；
步骤5：对第一个反应釜中注入30份的水，进行与水泥助磨剂母液的搅拌并加热，持续时间为5min，水泥助磨剂母液完全与水混合后，添加聚醚多羟基叔胺和聚合多元醇溶液，并持续搅拌20min；
步骤6：对混合完成后的液体通过目数为200的滤布进行过滤，过滤完成后在液体内添加乙二醇和丙二醇，并再次升温加热，搅拌55min可得水泥助磨剂产品。
进一步，步骤2中氧化反应的处理温度为80℃、反应时间为2h。
进一步，步骤3中反应釜加热温度为80℃，搅拌时间为15min，搅拌转速为2000r/min。
进一步，步骤4中反应釜加热温度为75℃，搅拌时间为20-40min，搅拌转速为2000r/min。
实施例4：
一种环保型水泥助磨剂及制备方法，取下列份数的物质：麦草碱木质素40份、氧化剂4份、极性添加剂4份、聚甘油脂肪酯16份、聚甘油2份、类甘油12份、聚醚多羟基叔胺5份、乙二醇15份、丙二醇8份、氢氧化钠5份、水40份。
进一步，氧化剂为双氧水和次氯酸钠。
进一步，极性添加剂为乳酸、酸钠和葡萄糖酸钠。
环保型水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：采用超滤提纯的方式将麦草碱木质素分为不同分子量级分；
步骤2：将提取分子量为200-300之间的麦草碱木质素添加至反应釜，加热至50℃时，添加氧化剂，氧化剂添加量为4份，添加完成继续加热反应釜，在反应釜中对麦草碱木质素进行氧化反应，制得氧化产物；
步骤3：对氧化产物进行配伍，添加4份极性添加剂，在反应釜中继续进行加热，反应结束后，冷却形成水泥助磨剂母液；
步骤4：在另一个反应釜中分别添加聚甘油脂肪酯、聚甘油、类甘油和水，加热并进行搅拌，搅拌过程中添加氢氧化钠，冷却后可得聚合多元醇溶液；
步骤5：对第一个反应釜中注入40份的水，进行与水泥助磨剂母液的搅拌并加热，持续时间为5min，水泥助磨剂母液完全与水混合后，添加聚醚多羟基叔胺和聚合多元醇溶液，并持续搅拌20min；
步骤6：对混合完成后的液体通过目数为200的滤布进行过滤，过滤完成后在液体内添加乙二醇和丙二醇，并再次升温加热，搅拌60min可得水泥助磨剂产品。
进一步，步骤2中氧化反应的处理温度为90℃、反应时间为2h。
进一步，步骤3中反应釜加热温度为90℃，搅拌时间为15min，搅拌转速为2000r/min。
进一步，步骤4中反应釜加热温度为80℃，搅拌时间为40min，搅拌转速为2000r/min。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (7)
1.一种环保型水泥助磨剂，其特征在于：所述成分为麦草碱木质素20-40份、氧化剂1-4份、极性添加剂1-4份、聚甘油脂肪酯8-16份、聚甘油6-12份、类甘油6-12份、聚醚多羟基叔胺1-5份、乙二醇5-15份、丙二醇2-8份、氢氧化钠1-5份、水15-40份。
2.根据权利要求1所述的一种环保型水泥助磨剂，其特征在于：所述氧化剂为过硫酸铵、高锰酸钾、双氧水、次氯酸钠中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种环保型水泥助磨剂，其特征在于：所述极性添加剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、苯氨甲基三乙氧基硅烷、乳酸、酸钠和葡萄糖酸钠中的一种或几种的组合。
4.基于权利要求1-3任意一项所述环保型水泥助磨剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：采用超滤提纯的方式将麦草碱木质素分为不同分子量级分；
步骤2：将提取分子量为200-300之间的麦草碱木质素添加至反应釜，加热至50℃时，添加氧化剂，氧化剂添加量为1-4份，添加完成继续加热反应釜，在反应釜中对麦草碱木质素进行氧化反应，制得氧化产物；
步骤3：对氧化产物进行配伍，添加1-4份极性添加剂，在反应釜中继续进行加热，反应结束后，冷却形成水泥助磨剂母液；
步骤4：在另一个反应釜中分别添加聚甘油脂肪酯、聚甘油、类甘油和水，加热并进行搅拌，搅拌过程中添加氢氧化钠，冷却后可得聚合多元醇溶液；
步骤5：对第一个反应釜中注入15-40份的水，进行与水泥助磨剂母液的搅拌并加热，持续时间为5min，水泥助磨剂母液完全与水混合后，添加聚醚多羟基叔胺和聚合多元醇溶液，并持续搅拌10-20min；
步骤6：对混合完成后的液体通过目数为200的滤布进行过滤，过滤完成后在液体内添加乙二醇和丙二醇，并再次升温加热，搅拌40-60min可得水泥助磨剂产品。
5.根据权利要求4所述的一种环保型水泥助磨剂及制备方法，其特征在于：所述步骤2中氧化反应的处理温度为70-90℃、反应时间为2h。
6.根据权利要求4所述的一种环保型水泥助磨剂及制备方法，其特征在于：所述步骤3中反应釜加热温度为70-90℃，搅拌时间为15min，搅拌转速为2000r/min。
7.根据权利要求4所述的一种环保型水泥助磨剂及制备方法，其特征在于：所述步骤4中反应釜加热温度为50-80℃，搅拌时间为20-40min，搅拌转速为2000r/min。
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