[發明專利]一種改性聚羧酸醇胺酯高分子水泥助磨劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201810976273.8
• 申請日: 2018-08-25
• 公開（公告）號: CN109320124A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 楊東
• 申請（專利權）人: 廣州吉前化工有限公司
• 主分類號: C04B24/26
• 分類號: C04B24/26;C08F283/06;C08F220/34;C04B103/52
• 代理公司: 廣州三辰專利事務所(普通合伙) 44227
• 代理人: 范欽正

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種改性聚羧酸醇胺酯高分子水泥助磨劑及其制備方法。本發明通在過不飽和大單體與酯化單體進行聚合過程中，添加納米二氧化鈦制備而成，本發明改性聚羧酸醇胺酯高分子水泥助磨劑粉磨效率高，粉磨的水泥顆粒具有更大的比表面積和更小的篩余。

技術領域

本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種改性聚羧酸醇胺酯高分子水泥助磨劑及其制備方法。

背景技術

建筑行業的發展對水泥的數量與質量提出更高要求。水泥生產過程中存在大量的電能消耗，其中粉磨電耗占水泥生產總電耗的三分之二，能源利用率低、資源浪費嚴重。因此，提高粉磨效率是水泥生產降耗節能的關鍵。水泥助磨劑是一種提高研磨效率，改善水泥生產中物料易磨性能，且摻加量甚微的一種有機或無機的化學添加劑。在水泥粉末過程中，助磨劑能顯著提高粉磨效率，大大降低粉磨電耗，提高水泥的細度和比表面積。同時，助磨劑還能提高水泥的早期強度，在不有損水泥自身性能的基礎上，降低水泥生產成本，提高水泥生產效率。水泥熟料和其他混合材在磨機粉末過程中，隨顆粒細化，水泥顆粒比表面積增大因斷鍵而帶電荷，顆粒之間相互吸附產生團聚，使粉磨效率大大下降。助磨劑作用于水泥物料的顆粒之間，降低粒子的表面能，其原理是防止粒子團聚，改善其流動性，提高粉磨效率，從而節能減排。這極大降低了粉磨時間和能量消耗。目前，水泥助磨劑通常選用鏈烷醇或醇胺類(比如丙三醇、乙二醇、三乙醇胺、三異丙醇胺等)作為原材料通過簡單復配制備而成。如今，此類助磨劑已不能完全滿足水泥高性能、高品質的需求，而且其性能也不穩定，適應性差，又隨著石油等化工原材料的上漲，復配生產助磨劑的價格也不斷上漲。因此，合成性能穩定、適應性強的有機高分子水泥助磨增強劑就顯得勢在必行。聚羧酸系混凝土外加劑是一種合成高分子有機化合物，已被廣泛用于混凝土、砂漿、水泥漿等水泥組合物中。研究發現，聚羧酸系混凝土外加劑同樣具有助磨作用，與傳統的簡單復配的醇胺類助磨劑相比，合成高分子聚羧酸系水泥助磨劑具有性能穩定、兼有助磨和提高水泥性能等作用。比如，CN101798198采用聚氧乙烯醚與不飽和羧酸進行酯化、然后將聚氧乙烯醚、烯丙基聚乙二醇、(甲基)烯丙基磺酸鈉、多元醇及水共聚合成聚羧酸系水泥助磨劑。CN102134300將不飽和聚醚、不飽和磺酸合成反應制成聚羧酸系水泥助磨劑。US6005057采用苯乙烯、馬來酸酐、馬來酸酐聚乙二醇單烷基醚酯共聚而成一種聚羧酸系水泥助磨劑。然而，以上所述的水泥助磨劑其助磨效率有限，其粉末效率有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種改性聚羧酸醇胺酯高分子水泥助磨劑及其制備方法，通過在不飽和大單體與酯化單體進行聚合過程中，添加納米二氧化鈦制備而成，本發明改性聚羧酸醇胺酯高分子水泥助磨劑粉磨效率高，粉磨的水泥顆粒具有更大的比表面積和更小的篩余。

本發明的技術方案為：

一種改性聚羧酸醇胺酯高分子水泥助磨劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將三乙醇胺與甲基丙烯酸甲酯按摩爾質量比混合后攪拌均勻，然后升溫，在攪拌條件下進行酯化反應得到酯化單體；

(2)將納米二氧化鈦溶于去離子水中得到納米二氧化鈦分散液；

(3)將不飽和大單體甲基丙烯酸聚氧乙烯醚、酯化單體和水加入反應器中，開啟攪拌；然后封閉反應器，開啟加熱，當溫度達到80℃-90℃時，加入引發劑和鏈轉移劑；

(4)當反應器內溫度開始上升時，反應器內聚合反應已經開始，此時開啟降溫水降溫，當溫度上升到頂點，不再上升且開始下降時，向反應器內加入納米二氧化鈦分散液，當溫度繼續下降到55～60℃時，關閉降溫水，待反應器內溫度自然下降到35～45℃時，放料，即得到改性聚羧酸醇胺酯高分子水泥助磨劑。

優選地，步驟(1)中三乙醇胺與甲基丙烯酸甲酯的摩爾比為1:1。

優選地，步驟(1)中升溫至60～70℃。

優選地，步驟(1)中攪拌反應時間控制為5～6h。