聚羧酸水泥助磨劑的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚羧酸水泥助磨劑的生產(chǎn)方法。它包括以下步驟：①向反應(yīng)釜中加入馬來(lái)酸酐、乙二醇、聚乙二醇、烯丙基聚乙二醇、甲基丙烯酸、催化劑苯磺酸和阻聚劑對(duì)苯二酚、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰，攪拌并升溫至65～75℃使之發(fā)生酯化反應(yīng)，維持反應(yīng)溫度2.5～3小時(shí)，升溫至100～120℃使之發(fā)生聚合反應(yīng)，得到聚羧酸水泥助磨劑；②反應(yīng)完畢后，加入氨基磺酸和催化劑氟銻酸，得到改性的聚羧酸水泥助磨劑。本發(fā)明提出了聚羧酸系高效助磨劑功能可控制設(shè)計(jì)方法，調(diào)整短長(zhǎng)側(cè)鏈的接枝密度、長(zhǎng)側(cè)鏈的分子量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水泥顆粒分散、水泥水化過(guò)程關(guān)鍵參數(shù)的可控制性，實(shí)現(xiàn)功能復(fù)合，保證了水泥助磨劑與混凝土外加劑的相容性。
【專利說(shuō)明】聚羧酸水泥助磨劑的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚羧酸水泥助磨劑的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥粉磨中釆用機(jī)械方法使水泥微細(xì)化，是粒度變化和機(jī)械力化學(xué)變化的過(guò)程。當(dāng)水泥熟料、混合材和石膏混合物喂入磨機(jī)后，在物料粉碎過(guò)程中，通常受到不同種類應(yīng)力的作用，會(huì)導(dǎo)致顆粒內(nèi)部的電價(jià)鍵斷裂，產(chǎn)生電子密度的差異，在斷面兩側(cè)形成一系列交錯(cuò)的活性點(diǎn)。對(duì)于水泥熟料，所涉及的就是S1-ο鍵和Ca-O鍵，粉磨時(shí)，顆粒的斷裂首先并大量的發(fā)生在Ca-O離子鍵上。由于離子鍵斷裂，斷面兩側(cè)出現(xiàn)一系列Ca2+和02_活性點(diǎn)。在沒(méi)有外來(lái)離子或分子對(duì)這些活性點(diǎn)屏蔽時(shí)，活性點(diǎn)會(huì)彼此吸引，使已斷裂的界面趨向復(fù)合，顆粒間容易重新凝聚成團(tuán)或吸附在介質(zhì)表面，出現(xiàn)過(guò)粉磨或包球糊磨的現(xiàn)象。在粉磨過(guò)程中使用助磨劑可以改善物料的易磨性，減小顆粒之間的粘聚結(jié)團(tuán)作用，消除微細(xì)顆粒包球糊磨襯板的現(xiàn)象，提高磨機(jī)內(nèi)物料的流動(dòng)性，從而實(shí)現(xiàn)磨機(jī)節(jié)能高產(chǎn)的目標(biāo)。助磨劑的使用可以使水泥在細(xì)度和磨機(jī)效率相同的條件下增加產(chǎn)量，也可以在水泥產(chǎn)量和磨機(jī)功率消耗相同的條件下增加水泥的比表面積，提高水泥的強(qiáng)度和質(zhì)量，它的應(yīng)用為水泥企業(yè)帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0003]聚羧酸系水泥助磨劑主要是通過(guò)不飽和單體與其他單體在引發(fā)劑作用下共聚，將帶活性基團(tuán)的側(cè)鏈接枝到主鏈上而獲得的具有助磨作用的聚合物。不同的不飽和單體、不同的含功能性官能團(tuán)的活性 單體，以及單體間不同的組合方式、不同的合成技術(shù)路線，可以得到多種具有不同結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)的聚接酸類共聚物。
[0004]傳統(tǒng)的助磨劑雖然助磨效果不錯(cuò)，但是與水泥的相容性不佳，使水泥在澆筑時(shí)出現(xiàn)氣孔，影響水泥硬化后的質(zhì)量。這通常是由于助磨劑水性欠佳引起的。申請(qǐng)?zhí)枮?01010141394.4的中國(guó)發(fā)明專利，公開(kāi)了一種聚羧酸水泥增強(qiáng)劑的制備方法:它是將(甲氧基)聚乙二醇馬來(lái)酸酯、烯丙基聚乙二醇、(甲基)烯丙基磺酸鈉、多元醇以及水依次加入反應(yīng)器中，加熱并不斷攪拌，滴加引發(fā)劑過(guò)硫酸銨，滴完后升溫至80~110°C，反應(yīng)4~9小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH至中性，控制產(chǎn)物固含量為20~50% ;各組分按質(zhì)量份數(shù)計(jì)如下:(甲氧基)聚乙二醇馬來(lái)酸酯60~300份、烯丙基聚乙二醇70~200份、(甲基)烯丙基磺酸鈉20~60份、多元醇80~500份、水300~2500份、過(guò)硫酸銨4~20份。該專利在生產(chǎn)該助磨劑的同時(shí)往原料內(nèi)部添加了(甲基)烯丙基磺酸鈉、多元醇等易溶于水的物質(zhì)，這些物質(zhì)依靠分子間弱的力的作用與助磨劑形成了一種穩(wěn)定的體系，使得助磨劑與水的親和性得到提高。但由于這些物質(zhì)沒(méi)有聚合到高分子助磨劑中，沒(méi)有與高分子助磨劑形成共價(jià)鍵，因此其水性的改變是不穩(wěn)定的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種具有穩(wěn)定的水泥相容性的一種聚羧酸水泥助磨劑的生產(chǎn)方法。[0006]本發(fā)明解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
聚羧酸水泥助磨劑的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
①向反應(yīng)釜中加入馬來(lái)酸酐、乙二醇、聚乙二醇、烯丙基聚乙二醇、甲基丙烯酸、催化劑苯磺酸和阻聚劑對(duì)苯二酚、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰，攪拌并升溫至65~75°C使之發(fā)生酯化反應(yīng)，維持反應(yīng)溫度2.5~3小時(shí)，升溫至100~120°C使之發(fā)生聚合反應(yīng)，得到聚羧酸水泥助磨劑；
②反應(yīng)完畢后，加入氨基磺酸和催化劑氟銻酸，得到改性的聚羧酸水泥助磨劑。
[0007]聚羧酸水泥助磨劑是一種表面活性劑，其分子為梳形結(jié)構(gòu)，聚羧酸分子中的極性基團(tuán)如磺酸基、酰胺基團(tuán)，能吸附在物料表面，通過(guò)電荷排斥將因粉磨產(chǎn)生的活性點(diǎn)屏蔽，阻止斷裂面的復(fù)合；其牢固地吸附在物料表面，使物料之間不相互點(diǎn)結(jié)，并且能迅速的向顆粒的裂縫間滲透，減弱分子力所產(chǎn)生的“愈合”作用，促進(jìn)外界做功時(shí)顆粒中裂縫的擴(kuò)展，從而提高粉磨效率?；撬峄鶊F(tuán)的引入使得本發(fā)明的水泥助磨劑具有良好的穩(wěn)定的水性，克服傳統(tǒng)水泥助磨劑與水泥相容性差的問(wèn)題，從而提高水泥制品的強(qiáng)度。
[0008]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟①中，各原料的質(zhì)量份如下:馬來(lái)酸酐60~80、乙二醇30~50、聚乙二醇30~50、烯丙基聚乙二醇100~120、甲基丙烯酸60~80、催化劑苯磺酸I~5和阻聚劑對(duì)苯二酹I~5、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰3~5。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，步驟②中，氨基磺酸和聚羧酸水泥助磨劑的質(zhì)量比為1:10~20 ;所述催化劑氟銻酸的添加量為聚羧酸水泥助磨劑質(zhì)量的0.2~5%。
[0010]本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明利用聚乙二醇酯化體系專用阻聚劑，克服了傳統(tǒng)阻聚劑不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，使該體系酯化率可達(dá)到98%以上；
2、本發(fā)明提出了聚羧酸系高效助磨劑功能可控制設(shè)計(jì)方法，調(diào)整短長(zhǎng)側(cè)鏈的接枝密度、長(zhǎng)側(cè)鏈的分子量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水泥顆粒分散、水泥水化過(guò)程關(guān)鍵參數(shù)的可控制性，實(shí)現(xiàn)功能復(fù)合，保證了水泥助磨劑與混凝土外加劑的相容性；
3、本發(fā)明研究制備出適應(yīng)馬來(lái)酸酐類酯化聚合的引發(fā)劑，解決馬來(lái)酸酐類酯化活性低聚合難度大的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)用價(jià)格較為低廉的馬來(lái)酸酐系原料來(lái)取代丙烯酸系原料，較大幅度地降低聚羧酸助磨劑的原材料成本，有利于聚羧酸系高效助磨劑的推廣。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是對(duì)比例I制得產(chǎn)品在電鏡下的顯微圖與對(duì)比例I產(chǎn)品的激光粒度分析表； 圖2是對(duì)比例2制得產(chǎn)品在電鏡下的顯微圖與對(duì)比例2產(chǎn)品的激光粒度分析表；
圖3是實(shí)施例二制得產(chǎn)品在電鏡下的顯微圖與與實(shí)施例二產(chǎn)品的激光粒度分析表。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0013]本【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，并不是對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)之后所作出的任何修改，只要在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，都將受到專利法的保護(hù)。
[0014]對(duì)比例I將不添加任何添加劑的水泥，取樣，作為對(duì)比例I。
[0015]對(duì)比例2
以三乙醇胺為水泥助磨劑，添加到水泥磨料機(jī)中生產(chǎn)水泥，制成水泥粉料，作為對(duì)比例2。
[0016]實(shí)施例一
把聚羧酸水泥助磨劑添加到水泥磨料機(jī)中生產(chǎn)水泥，制成水泥粉料。
[0017]所述聚羧酸水泥助磨劑通過(guò)以下方法制備:
①向反應(yīng)釜中加入馬來(lái)酸酐、乙二醇、聚乙二醇、烯丙基聚乙二醇、甲基丙烯酸、催化劑苯磺酸和阻聚劑對(duì)苯二酚、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰，攪拌并升溫至65°C使之發(fā)生酯化反應(yīng)，維持反應(yīng)溫度2.5小時(shí)，升溫至100°C使之發(fā)生聚合反應(yīng)，得到聚羧酸水泥助磨劑；各原料的質(zhì)量份如下:馬來(lái)酸酐600、乙二醇30、聚乙二醇30、烯丙基聚乙二醇100、甲基丙烯酸60、催化劑苯磺酸I和阻聚劑對(duì)苯二酚1、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰3 ；
②反應(yīng)完畢后，加入氨基磺酸和催化劑氟銻酸，得到改性的聚羧酸水泥助磨劑；氨基磺酸和聚羧酸水泥助 磨劑的質(zhì)量比為1:10 ;所述催化劑氟銻酸的添加量聚羧酸水泥助磨劑質(zhì)量的0.2%。
[0018]實(shí)施例二
把聚羧酸水泥助磨劑添加到水泥磨料機(jī)中生產(chǎn)水泥，制成水泥粉料。
[0019]所述聚羧酸水泥助磨劑通過(guò)以下方法制備:
①向反應(yīng)釜中加入馬來(lái)酸酐、乙二醇、聚乙二醇、烯丙基聚乙二醇、甲基丙烯酸、催化劑苯磺酸和阻聚劑對(duì)苯二酚、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰，攪拌并升溫至70°C使之發(fā)生酯化反應(yīng)，維持反應(yīng)溫度2.5小時(shí)，升溫至110°C使之發(fā)生聚合反應(yīng)，得到聚羧酸水泥助磨劑；各原料的質(zhì)量份如下:馬來(lái)酸酐70、乙二醇40、聚乙二醇40、烯丙基聚乙二醇110、甲基丙烯酸70、催化劑苯磺酸3和阻聚劑對(duì)苯二酚3、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰4 ；
②反應(yīng)完畢后，加入氨基磺酸和催化劑氟銻酸，得到改性的聚羧酸水泥助磨劑；氨基磺酸和聚羧酸水泥助磨劑的質(zhì)量比為1:15 ;所述催化劑氟銻酸的添加量聚羧酸水泥助磨劑質(zhì)量的2%。
[0020]實(shí)施例三
把聚羧酸水泥助磨劑添加到水泥磨料機(jī)中生產(chǎn)水泥，制成水泥粉料。
[0021]所述聚羧酸水泥助磨劑通過(guò)以下方法制備:
①向反應(yīng)釜中加入馬來(lái)酸酐、乙二醇、聚乙二醇、烯丙基聚乙二醇、甲基丙烯酸、催化劑苯磺酸和阻聚劑對(duì)苯二酚、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰，攪拌并升溫至75°C使之發(fā)生酯化反應(yīng)，維持反應(yīng)溫度3小時(shí)，升溫至120°C使之發(fā)生聚合反應(yīng)，得到聚羧酸水泥助磨劑；各原料的質(zhì)量份如下:馬來(lái)酸酐80、乙二醇50、聚乙二醇50、烯丙基聚乙二醇120、甲基丙烯酸80、催化劑苯磺酸5和阻聚劑對(duì)苯二酚5、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰5 ；
②反應(yīng)完畢后，加入氨基磺酸和催化劑氟銻酸，得到改性的聚羧酸水泥助磨劑；氨基磺酸和聚羧酸水泥助磨劑的質(zhì)量比為1:20 ;所述催化劑氟銻酸的添加量聚羧酸水泥助磨劑質(zhì)量的5%。
【權(quán)利要求】
1.聚羧酸水泥助磨劑的生產(chǎn)方法，包括以下步驟: ①向反應(yīng)釜中加入馬來(lái)酸酐、乙二醇、聚乙二醇、烯丙基聚乙二醇、甲基丙烯酸、催化劑苯磺酸和阻聚劑對(duì)苯二酚、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰，攪拌并升溫至65~75°C使之發(fā)生酯化反應(yīng)，維持反應(yīng)溫度2.5~3小時(shí)，升溫至100~120°C使之發(fā)生聚合反應(yīng)，得到聚羧酸水泥助磨劑； ②反應(yīng)完畢后，加入氨基磺酸和催化劑氟銻酸，得到改性的聚羧酸水泥助磨劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚羧酸水泥助磨劑的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟①中，各原料的質(zhì)量份如下:馬來(lái)酸酐60~80、乙二醇30~50、聚乙二醇30~50、烯丙基聚乙二醇100~120、甲基丙烯酸60~80、催化劑苯磺酸I~5和阻聚劑對(duì)苯二酚I~5、引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰3~5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚羧酸水泥助磨劑的生產(chǎn)方法，其特征在于:步驟②中，氨基磺酸和聚羧酸水泥助磨劑的質(zhì)量比為1:10~20 ;所述催化劑氟銻酸的添加量聚羧酸水泥助磨劑質(zhì)量的0.2~5%。
【文檔編號(hào)】C08F220/06GK103980439SQ201410149798
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】李琪, 張峰 申請(qǐng)人:湖州華侖助劑科技有限公司