一种复合型液体水泥助磨剂及其制备方法与流程

本发明涉及水泥助磨剂，具体涉及一种复合型液体水泥助磨剂及其制备方法。

背景技术：

1、在水泥生产过程中，磨削是不可或缺的关键环节，其效率和质量直接影响到水泥产品的最终性能和应用效果，传统的水泥磨削工艺中，常采用物理或化学方法，通过添加助磨剂来提高磨削效率，改善水泥的物理性能，然而，随着水泥工业的快速发展和市场竞争的加剧，对水泥助磨剂的性能要求也越来越高。

2、传统的水泥助磨剂多为单一组分，如木质素磺酸盐、三乙醇胺等，虽然在一定程度上能够提高磨削效率，但存在分散性差、稳定性不足、对水泥物理性能改善有限等问题，为了解决这些问题，本领域技术人员开始探索复合型水泥助磨剂的制备和应用。复合型水泥助磨剂通常由多种功能组分组成，通过协同作用，能够显著提高磨削效率，改善水泥的物理性能，然而，在复合型水泥助磨剂的制备过程中，原料的选择和配比、制备工艺的优化等方面仍存在诸多挑战，因此，如何研制一种分散性好且能够改善水泥性能的复合型水泥助磨剂，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、解决的技术问题

2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种复合型液体水泥助磨剂及其制备方法，能够有效地解决现有技术的水泥助磨剂分散性差且不能够改善水泥性能的问题。

3、技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、一种复合型液体水泥助磨剂，所述复合型液体水泥助磨剂由以下组分组成：高分子助磨剂溶液、改性木质素磺酸钠、改性三乙醇胺、复合表面活性剂组分和硅烷偶联剂分散液组分；

6、所述高分子助磨剂溶液以马来酸酐、三乙醇胺、丙烯酸和异戊烯基聚氧乙烯醚为原料制得；

7、所述改性木质素磺酸钠为将二乙醇胺基接入木质素磺酸钠结构内制得；

8、所述改性三乙醇胺为以丁二酸和三乙醇胺为主要原料经反应后制得；

9、所述复合表面活性剂组分为以丁基三苯基溴化磷和十二烷基苯磺酸钠为主要原料经反应后制得。

10、更进一步地，所述高分子助磨剂溶液的制备步骤为：

11、步骤a、将10g马来酸酐加入烧瓶中，在50℃的水浴条件下搅拌至融化，接着以1滴/s的滴速滴加15g三乙醇胺，滴毕后在50℃的水浴条件下保温反应2h，冷却至室温后所得记作功能单体组分；

12、步骤b、将11g丙烯酸溶解于将20g去离子水中，搅拌至完全溶解后所得记作丙烯酸溶液，将0.1g过硫酸铵溶解于将5g去离子水中，搅拌至完全溶解后所得记作引发剂溶液；

13、步骤c、将60g异戊烯基聚氧乙烯醚和60g去离子水加入烧瓶中，在60℃的水浴条件下搅拌溶解后，以2滴/s的滴速同时滴加功能单体组分、丙烯酸溶液和引发剂溶液，保温反应3h后所得即为高分子助磨剂溶液。

14、更进一步地，步骤a中搅拌至融化的搅拌速度为500r/min，步骤b中搅拌至完全溶解的搅拌速度为300r/min，步骤c中搅拌溶解的操作为以200r/min的搅拌速度搅拌30min。

15、更进一步地，所述改性木质素磺酸钠的制备步骤为：

16、步骤1、将10g木质素磺酸钠和20g去离子水加入烧瓶内，充分搅拌后加入11g二乙醇胺，超声处理后所得记作待反应组分；

17、步骤2、将待反应组分水浴加热至70℃并在此温度下以1滴/s的滴速滴加25g甲醛溶液，恒温回流反应2h后降温至45℃，旋蒸处理脱除去离子水后用无水乙醇醇洗抽滤脱除过量的二乙醇胺，所得滤饼经干燥处理后研磨过200目筛，所得即为改性木质素磺酸钠。

18、更进一步地，步骤1中充分搅拌的操作为以400r/min的搅拌速度搅拌10min，步骤1中超声处理的操作为以26khz的频率超声分散15min，步骤2中旋蒸处理的温度为68℃，步骤2中干燥处理的操作为置于60℃的真空干燥箱内干燥12h。

19、更进一步地，所述改性三乙醇胺的制备方法为：

20、按照1：3的摩尔比称取计算量的丁二酸和三乙醇胺倒入烧瓶内，在70-80℃的水浴条件下滴加硫酸溶液调节ph值至4-5，恒温反应3-4h后冷却至室温，滴加氢氧化钠溶液调节ph值至7后所得即为改性三乙醇胺。

21、更进一步地，在改性三乙醇胺的制备方法中，硫酸溶液的质量分数为10％，氢氧化钠溶液的质量分数为15％。

22、更进一步地，所述复合表面活性剂组分的制备方法为：

23、称取5g丁基三苯基溴化磷和55g去离子水进行混合，加入4g十二烷基苯磺酸钠后以600r/min的搅拌速度搅拌4h，静置分液后取下层粘稠液体，所得即为复合表面活性剂组分。

24、更进一步地，所述硅烷偶联剂分散液组分的制备方法为：

25、称取3-5g硅烷偶联剂kh-550分散于200去离子水中，以600r/min的搅拌速度搅拌20min后所得即为硅烷偶联剂分散液组分。

26、一种复合型液体水泥助磨剂的制备方法，所述制备方法为：

27、向100重量份硅烷偶联剂分散液组分中加入12-15重量份改性木质素磺酸钠，以28khz的频率超声分散30min后加入35-40高分子助磨剂溶液、8-10重量份改性三乙醇胺和3-5重量份复合表面活性剂组分，以500r/min的搅拌速度搅拌30min后，所得即为复合型液体水泥助磨剂。

28、有益效果

29、本发明提供了一种复合型液体水泥助磨剂及其制备方法，与现有公知技术相比，本发明具有如下有益效果：

30、首先，本发明中的高分子助磨剂溶液以马来酸酐、三乙醇胺、丙烯酸和异戊烯基聚氧乙烯醚为原料，马来酸酐和三乙醇胺的反应产物能形成具有特殊官能团的化合物，这些官能团能有效吸附在水泥颗粒表面，减少颗粒间的摩擦力，提高磨削效率，丙烯酸和异戊烯基聚氧乙烯醚的加入能够进一步增强助磨剂的分散性和稳定性，使水泥颗粒在水中更易分散，减少团聚现象，有利于水泥颗粒的细化；本发明通过接入二乙醇胺基对木质素磺酸钠进行改性，在保留木质素磺酸钠原有分散性的基础上，还引入了新的官能团，能够增强其与水泥颗粒的相互作用，进一步提高助磨效果，而且改性后的木质素磺酸钠还能有效调节水泥的凝结时间，防止过快凝结导致的磨削困难。

31、其次，本发明以丁二酸和三乙醇胺为原料制备的改性三乙醇胺，具有极强的极性和反应活性，能够在水泥颗粒表面形成一层保护膜，减少水泥颗粒在磨削过程中的磨损，同时促进水泥颗粒的均匀分散，而且改性三乙醇胺还能与水泥中的钙离子等发生反应，形成稳定的化合物，有助于改善水泥的硬化性能和强度；丁基三苯基溴化磷具有优异的分散性和润湿性，能有效降低水泥颗粒间的表面张力，促进水泥颗粒的分散，十二烷基苯磺酸钠具有良好的发泡性和去污能力，能进一步增强助磨剂的分散效果，两者的结合使得复合表面活性剂组分在水泥磨削过程中发挥了双重作用，既提高了磨削效率，又改善了水泥的物理性能；硅烷偶联剂kh-550的加入，使得助磨剂能够在水泥颗粒表面形成一层牢固的化学键合层，既能够增强水泥颗粒间的结合力，又能够提高水泥的强度和耐久性，同时，硅烷偶联剂还能够有效防止水泥颗粒在磨削过程中的脱落和破碎，保护磨削设备，延长其使用寿命。