[發明專利]水性丙烯酸類次膦酸鹽無機粉體助磨分散劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201010202565.X
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN101884888A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 姜宏偉;薛妮娜
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01F17/52
• 分類號: B01F17/52;C08F220/06;C08F8/40
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛東

技術領域

本發明涉及一種助磨分散劑，特別是涉及一種水性丙烯酸類次膦酸鹽無機粉體助磨分散劑及其制備方法，該助磨分散劑用于提高無機粉體粉碎過程中的粉碎效率和分散效果。

背景技術

助磨分散劑是一類具有表面活性的化學外加劑，在無機粉體的粉碎生產中，助磨分散劑吸附在無機物料表面，可降低其表面張力，減少粉體之間的相互團聚，提高粉磨效率，同時改善粉體的流動性和分散性。

傳統的助磨劑主要以無機磷酸鹽(如三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉等)為主，它們具有助磨效率高的特點，但所獲得的粉體流動性和分散性常常不能滿足應用要求。聚丙烯酸鹽、木質素磺酸鹽，以及烷基磺酸鹽等助磨劑，由于分子包含一定的有機基團，可有效改善粉體的流動分散性。例如中國發明專利申請CN97180582.2公開了一種重均分子量為3400g/mol的聚丙烯酸銨干助磨劑，將其加入到煅燒高嶺土中，可提高粉體的研磨效率，同時改善粉體的流變性。但這類助磨劑的助磨效率通常比磷酸鹽低，一種解決途徑是可以通過將兩者復配使用，以同時實現助磨效率和流動分散性。例如中國發明專利申請CN200810155879.1公開了一種液體水泥助磨劑及其制造方法，由丙烯酸-馬來酸酐共聚物鈉、氨基丙磺酸鈉、甘蔗糖渣廢液、脫糖木質素磺酸鈉、三聚磷酸鈉、碳酸鈉和水共混而成，各組分質量比為：20％～40％，20％～30％，10％～20％，5％～15％，1％～5％，1％～5％，其余為水。此助磨劑可以顯著地提高磨機粉磨效率，也能在一定程度上提高水泥早期強度。此外，一些醇、醇胺和有機酸類的化學物近年來也廣泛用作粉體的助磨分散劑，它們通常與上述兩類助磨劑復合使用，例如中國發明專利申請CN200510041033.1公開了一種水泥助磨劑，采用三異丙醇胺直接作為水泥助磨劑或與三乙醇胺、助劑和水組成的助磨劑，可提高水泥磨機臺時產量，改善了水泥的流動性和后期強度；中國發明專利CN200910012797.6公開的水泥復合助磨劑原料配比(質量百分比)為熟石膏10-25、燒礬石10-30、偏硅酸鈉20-40、三乙醇胺2-4、聚丙烯酸鹽0.5-2、分散劑0.5-3、沸石粉20-30，將少量三乙醇胺和聚丙烯酸鹽液體滴加到沸石粉或粉煤灰、爐渣中，與熟石膏、燒礬石和偏硅酸鈉攪拌得到的高效水泥復合助磨劑。其產品助磨作用突出，可提高磨機臺時產量10-15％，降低電耗，并且可使水泥三天及七天抗壓強度提高20％以上，二十八天強度提高10-15％。

雖然上述專利的技術可以提高助磨效率和改善分散效果，但均是采用多種原料的復配方式制備助磨分散劑，其缺點是所使用的原料種類多，各原料組分之間或者原料與所處理粉體之間易出現不相容的問題，由此引起各組分比例的不均勻性，而所處理粉體在使用過程中，由于其組分復雜，也會增大維持產品質量穩定性的難度。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種水性丙烯酸類次磷酸鹽無機粉體助磨分散劑，不但能有效提高無機粉體粉磨過程中粉磨效率，同時也能改善粉體的流動性和分散特性。

本發明另一目的在于提供上述水性丙烯酸類次磷酸鹽無機粉體助磨分散劑的制備方法。

本發明選用丙烯酸類單體化合物與次磷酸鈉發生自由基聚合生成水性丙烯酸類助磨劑，其分子結構中既含有磷酸鹽成分，又含有聚丙烯酸酯或丙烯酸鹽，同時也能根據需要，可以在結構中引入羥基基團。次磷酸鹽有利于提高水性共聚物的助磨效率，而丙烯酸類聚合物分子鏈上帶有電荷，可以纏繞粉體，共聚形成的油性長鏈吸附在粉體表面，降低了粉體的表面能，減少了細顆粒間的聚結，同時在粉體的分散中由于溶劑化作用，形成一定的空間位阻，提高了粉體的穩定性。

一種水性丙烯酸類次膦酸鹽無機粉體助磨分散劑，按重量百分比計，其原料組份組成為：次亞磷酸鈉1-6％、丙烯酸類單體9-34％、自由基引發劑0.5％～5％和水60-80％；

所述丙烯酸類單體為丙烯酸與一種或兩種丙烯酸酯單體的組合物；丙烯酸與丙烯酸酯單體化合物的質量比為1∶1～10∶1；所述丙烯酸酯單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯，其中優選丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸異丁酯；

所述自由基引發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀或硝酸鈰胺。所述的自由基引發劑優選過硫酸銨或過硫酸鈉。

所述丙烯酸酯單體化合物優選丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸異丁酯。