[發(fā)明專利]一種增強型水泥助磨劑及其制備方法

無效

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• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103626421A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 胡國珍;胡源淵;周斯躍;章敏
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽新創(chuàng)建材科技有限公司
• 主分類號: C04B24/16
• 分類號: C04B24/16;C04B103/52
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 胡敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水泥助磨劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種增強型水泥助磨劑及其制備方法。

背景技術(shù)

在水泥生產(chǎn)中，粉磨是一個重要的環(huán)節(jié)。目前，我國大多數(shù)水泥企業(yè)都是使用球磨機來粉磨水泥熟料，不但能耗大，效率低，而且粉磨產(chǎn)品的粗顆粒多，粒度分布不合理，影響了水泥質(zhì)量。為提高粉磨效率、降低能耗、改善水泥產(chǎn)品性能，采用水泥助磨劑是一種可行的、具有經(jīng)濟效益的方式。

水泥助磨劑幫助粉磨的技術(shù)原理主要為：

1、防止粉磨過程中顆粒的并合、聚結(jié)以及削弱顆粒強度。

在被粉碎的物料中添加適量的助磨劑，吸附在裂紋上，能使裂紋表面自由能降低，而且能平衡裂紋表面的剩余價鍵及電荷，避免裂紋愈合，從而有利于裂紋的擴展，提高物料的易碎性，同時極性化合物的親水極性基團越多越強則越有利于在裂紋中的滲透擴展從而提高物料的易碎性。

根據(jù)格里菲斯定律，脆性斷裂所需的最小應力：Ｏ＝（4ＥＹ／Ｌ）^1/2，

式中Ｏ—抗拉強度，Ｅ—楊氏彈性模量，Ｙ—新生表面的表面能，L—裂紋的長度；由該式可知，脆性斷裂所需的最小應力與物料的比表面能成正比，顯然，降低顆粒的表面能就可以減少使其斷裂所需要的應力，從顆粒斷裂的過程來看，根據(jù)裂紋擴展的條件，助磨劑分子在新生表面的吸附可以減少裂紋擴展所需要的應力，防止新生裂紋的閉合，促進裂紋的擴展。

2、水泥助磨劑的減硬原理

在固體粉碎過程中，周圍介質(zhì)使固體硬度降低的作用為減硬作用，在粉碎過程中，所發(fā)生的減硬作用與腐蝕溶解或化學作用無關(guān)，它們實質(zhì)是潤濕作用和吸附作用。

潤濕作用的實質(zhì)就是界面性質(zhì)的改變，即從固氣界面變成固液界面。在潤濕過程中，表面自由能即減少，過程就有自發(fā)傾向，于是液體將容易鋪展并覆蓋著整個固體表面，即將進入固體的所有容許進入的新細縫。液體進入細縫，削弱了固體晶粒之間的結(jié)合力，同時還產(chǎn)生一種擠開裂縫的作用，這樣固體的硬度就得到降低。

吸附是降低表面能的過程，由于吸附作用助磨劑分子將侵入固體中細裂縫，這種自發(fā)的侵入也會產(chǎn)生擠開裂縫的應力和削弱晶粒問的結(jié)合力，從而降低固體的硬度。

3、水泥助磨劑的反黏附效應

根據(jù)表面化學的原理，表面力的存在會使兩固體表面發(fā)生黏附效應。在粉磨過程中，粒徑越小，則黏附的影響相對越重要，如水泥熟料和石膏的粉碎，平均粒徑降低到14μm以下時，黏附現(xiàn)象所形成的聚集就非常嚴重。當加入少量助磨劑到物料中，可使物料顆粒表面形成單分子薄膜，減少兩固體顆粒的接觸。各種表面活性劑在顆粒表面上具有不同的吸附機理。離子表面活性劑以離子交換吸附和離子對吸附為主；非離子表面活性劑以氫鍵形成吸附和憎水吸附為主，有機表面活性劑作為水泥粉碎過程中的助磨劑，也是基于形成了單分子薄膜，可以在較大的限度內(nèi)防止黏附聚集現(xiàn)象的發(fā)生。

正因為水泥助磨劑具有良好的助磨效果，目前水泥助磨劑已在國內(nèi)外得到廣泛應用，到2012年北美和和西歐國家所生產(chǎn)的水泥中90%以上使用助磨劑，我國水泥生產(chǎn)中水泥助磨劑使用量也已經(jīng)達到70%。目前國內(nèi)外水泥助磨劑多以醇胺類物質(zhì)如三乙醇胺及其復配產(chǎn)物為主要成分，雖然三乙醇胺的分散性強、有一定的助磨效果，使水泥早期強度有所提高，但是水泥后期強度較差，而且三乙醇胺價格較貴，使用成本過高。水泥助磨劑的主要原料三乙醇胺國內(nèi)年消耗量約為12-15萬噸，99%含量的單價為1.4-1.8萬元/噸，一般占水泥助磨劑原料成本的50-60%。因此，主要原料性能的缺失影響了助磨劑的使用效果、高成本則制約了助磨劑行業(yè)的經(jīng)濟效益與更廣泛推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種成本低、助磨效果更好且能使水泥后期強度更高的一種增強型水泥助磨劑及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種增強型水泥助磨劑，由重量百分比為25%的母液、17.5%的大蘇打、7.5%的工業(yè)副產(chǎn)鹽以及50%的水的原料組成；其中，所述母液由重量百分比為45%磺化三乙醇胺鹽、20%乙二醇、20%糖渣和15%水組成，所述磺化三乙醇胺鹽化學式為：

(HOCH₂CH₂)N〔(CH₂CH₂)NH(HO)SO₂〕₂，其是由三乙醇胺和氨基磺酸發(fā)生磺化反應制得，化學反應方程式如下：