一种水泥助磨剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种水泥助磨剂及其制备方法 (Cement grinding aid and preparation method thereof ) 是由 高全英 陈礼平 于 2021-04-16 设计创作，主要内容包括：本申请涉及水泥外加剂技术领域,具体公开了一种水泥助磨剂及其制备方法,该水泥助磨剂包括以下重量份的原料：对氨基苯酚10-20份、醇胺类化合物8-20份、烷基糖苷3-5份、六偏磷酸钠1-3份、膨润土2-4份、多西紫杉醇1-2份、分散剂1-3份、稳定剂0.8-1.6份、去离子水20-40份；其制备方法为：将对氨基苯酚、醇胺类化合物、多西紫杉醇与去离子水混合,混合均匀后加入六偏磷酸钠、稳定剂混合,混合均匀后加入烷基糖苷、膨润土以及分散剂共同混合,混合均匀后得到水泥助磨剂；本申请的水泥助磨剂具有增强水泥研磨效果的优点。(The application relates to the technical field of cement additives, and particularly discloses a cement grinding aid and a preparation method thereof, wherein the cement grinding aid comprises the following raw materials in parts by weight: 10-20 parts of p-aminophenol, 8-20 parts of alcohol amine compounds, 3-5 parts of alkyl glycoside, 1-3 parts of sodium hexametaphosphate, 2-4 parts of bentonite, 1-2 parts of docetaxel, 1-3 parts of a dispersant, 0.8-1.6 parts of a stabilizer and 20-40 parts of deionized water; the preparation method comprises the following steps: mixing p-aminophenol, an alcamine compound, docetaxel and deionized water, adding sodium hexametaphosphate and a stabilizer after uniformly mixing, adding alkyl glycoside, bentonite and a dispersing agent after uniformly mixing, and mixing uniformly to obtain a cement grinding aid; the cement grinding aid has the advantage of enhancing the cement grinding effect.)
技术领域
本申请涉及水泥外加剂技术领域，尤其涉及一种水泥助磨剂及其制备方法。
背景技术
水泥助磨剂是指在水泥粉磨时加入的起助磨作用而又不损害水泥混凝土性能的外加剂，目前的助磨剂已成为水泥粉磨过程中有效的节能降耗措施之一。
助磨剂主要通过消除静电所引起的粘附和聚集，同时吸附固体颗粒表面，降低颗粒表面的自由能，降低物料表面的硬度和强度，从而增强粉磨效率；目前的助磨剂主要分为两大类，固体和液体，固体助磨剂的组分常有粉煤灰、工业盐等，液体助磨剂的组分常有聚合多元醇、乙二醇、脂肪酸钠等。
通过上述中的相关技术，目前所使用的助磨剂水泥助磨的效果较差，固体助磨剂中的工业盐，含有较多的氯离子容易损害水泥性能，导致助磨效果较差；而液体助磨剂中的聚合多元醇等物质，稳定性较差，容易导致水泥研磨效果较差。
发明内容
为了增强水泥助磨剂的研磨效果，本申请提供了一种水泥助磨剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种水泥助磨剂，采用如下的技术方案：
一种水泥助磨剂，包括以下重量份的原料：
对氨基苯酚10-20份；
醇胺类化合物8-20份；
烷基糖苷3-5份；
六偏磷酸钠1-3份；
膨润土2-4份；
多西紫杉醇1-2份；
分散剂1-3份；
稳定剂0.8-1.6份；
去离子水20-40份。
通过采用上述技术方案，对氨基苯酚和醇胺类化合物复配后，形成氨基酚氨基醇类复合物，减小水泥原料中颗粒的粒径，从而增强水泥助磨剂研磨水泥的效果；烷基糖苷、多西紫杉醇以及分散剂之间组合后，吸附在水泥中颗粒的表面，提高颗粒之间的静电排斥作用，从而有效的分散颗粒，进一步达到助磨的效果；膨润土加入水泥助磨剂后，与六偏磷酸钠等物质组合，增强静电排斥作用，进而加大水泥的分散程度，增强助磨剂研磨效率；综上所述，通过对氨基苯酚和醇胺类化合物复配，并加入烷基糖苷、多西紫杉醇等物质组合，增强水泥助磨剂的粉磨效果。
优选的，所述分散剂包括油酸聚氧乙烯醚、拉开粉中的至少一种。
通过采取上述技术方案，分散剂优选酸聚氧乙烯醚、拉开粉中的一种或者两种，并与六偏磷酸钠、多西紫杉醇更好的配合，防止颗粒之间聚结，从而使水泥容易进行粉磨，增强水泥助磨剂的研磨效果。
优选的，所述稳定剂由炭黑和水滑石组成，所述炭黑和水滑石重量比为1:(1-3)。
通过采取上述技术方案，稳定剂选用炭黑和水滑石，并优选稳定剂的重量比，有助于增强水泥助磨剂的稳定性，从而进一步增强水泥助磨剂研磨的效果。
优选的，所述水泥助磨剂的原料中还包括重量份数为1-3份的增强剂，所述增强剂包括聚丙烯酸钠、魔芋葡甘聚糖中的至少一种。
通过采用上述技术方案，在水泥助磨剂中加入增强剂，增强剂优选聚丙烯酸钠、魔芋葡甘聚糖中的一种或者两种，通过与多西紫杉醇、稳定剂之间配合，稳定水泥助磨剂的同时，增强静电排斥作用，从而减小水泥颗粒之间的粘结力，增强水泥研磨的效果。
优选的，所述增强剂由聚丙烯酸钠和魔芋葡甘聚糖组成，所述聚丙烯酸钠和魔芋葡甘聚糖重量比为1:(1-2)。
通过采用上述技术方案，采用聚丙烯酸钠和魔芋葡甘聚糖作为增强剂，聚丙烯酸钠两者配合，通过减少水泥颗粒之间相互的粘合力，使得水泥研磨起来更加容易，从而给增强水泥助磨剂的研磨效率。
优选的，所述水泥助磨剂的原料中还包括重量份数为2-3份的助剂，所述助剂包括羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠中的至少一种。
通过采用上述技术方案，在水泥助剂中加入助剂，助剂优选羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或者两种，与稳定剂、增强剂之间组合后，改善水泥物料的流动状态，使得水泥物料颗粒均匀分布，促进了水泥中颗粒的粉碎和研磨，进而增强水泥助磨剂的研磨效果。
优选的，所述醇胺类化合物包括三乙醇胺、三异丙醇胺中的至少一种。
通过采用上述技术方案，醇胺类化合物优选三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或者两种，与对氨基苯酚更好的配合，使得水泥粉碎过程中的颗粒之间的集聚力得到屏蔽，从而防止颗粒之间聚结，进一步增强水泥助磨剂的研磨效果。
第二方面，本申请提供一种水泥助磨剂的制备方法，采用如下的技术方案：
一种水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：
S1:将对氨基苯酚、醇胺类化合物、多西紫杉醇与去离子水混合，混合均匀后得到第一混合物；S2:将第一混合物与六偏磷酸钠、稳定剂混合，混合均匀后得到第二混合物；
S3:将第二混合物与烷基糖苷、膨润土以及分散剂共同混合，混合均匀后得到水泥助磨剂。
通过采用上述技术方案，首先将对氨基苯酚、醇胺类化合物、多西紫杉醇物质充分与去离子水混合，后加入六偏磷酸钠、稳定剂，增强第一混合物中形成的氨基酚氨基醇类复合物的稳定性；后加入烷基糖苷、膨润土以及分散剂，充分对水泥助磨剂进行分散，提高水泥助磨剂均匀的助磨性能；该水泥助磨剂的制备方法操作简单的同时也可以得到水泥助磨效果优异的水泥助磨剂。
优选的，在所述步骤S2中加入助剂和增强剂，并和第一混合物、六偏磷酸钠、稳定剂共同混合。
通过采用上述技术方案，在步骤S2中加入助剂和增强剂，降低颗粒表面的自由能，进一步提高水泥物料颗粒的易碎性，增强水泥研磨的效果。
优选的，所述步骤S1中混合过程中的温度为32-45℃。
通过采用上述技术方案，控制制备过程中步骤S1的温度，使得水泥助磨剂的各个物料充分混合均匀，促进多西紫杉醇充分发挥助磨作用，进而增强水泥性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.由于本申请采用对氨基苯酚和醇胺类化合物复配形成氨基酚氨基醇类复合物，增强水泥助磨剂的粉磨效果；加入六偏磷酸钠、多西紫杉醇进行组合，增强水泥颗粒之间的静电排斥作用，进一步增强水泥助磨效果；加入稳定剂，与氨基酚氨基醇类复合物配合，增强水泥助磨剂的稳定剂，进而增强水泥助磨剂助磨的效果。
2.在本申请中，优选采用油酸聚氧乙烯醚、拉开粉中的一种或者两种作为分散剂，与六偏磷酸钠、多西紫杉醇组合，减少水泥颗粒的聚集，从而增强水泥助磨剂的研磨效果；优选炭黑和水滑石作为稳定剂，增强水泥助磨剂的稳定性；加入增强剂、助剂，增强剂中丙烯酸钠和魔芋葡甘聚糖组合，增强水泥颗粒之间的静电排斥作用，提高水泥助磨效率。
3.本申请的方法，将水泥助磨剂中的各个原料进行分步混合，充分对水泥助磨剂进行分散，提高水泥助磨剂均匀的助磨性能，该制备方法简单，方便操作。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
各实施例中的组分及生产厂家如表1所示。
表1组分及生产厂家
组分
型号/规格
生产厂家
硅酸盐水泥
P.O 42.5级
海螺水泥厂
对氨基苯酚
kds7489465
康迪斯化工(湖北)有限公司
三异丙醇胺
122-20-3
济南汇锦川化工有限公司
三乙醇胺
01
济南广宇化工有限公司
二乙醇胺
111-42-2
济南广宇化工有限公司
烷基糖苷
157707-88-5
上海有朋化工有限公司
六偏磷酸钠
/
深圳乐芙生物科技有限公司
膨润土
xh19
灵寿县鸿涛矿产品加工厂
多西紫杉醇
114977-28-5
上海瀚香生物科技有限公司
油酸聚氧乙烯醚
A-105
南通宏申化工有限公司
拉开粉
0118
济南善政贸易有限公司
脂肪醇聚氧乙烯醚
AEO-9
济南善政贸易有限公司
炭黑
/
西安沐森生物工程有限公司
水滑石
822-16-2
河南万山新材料科技有限公司
聚丙烯酸钠
feacw
江苏采薇生物科技有限公司
魔芋葡甘聚糖
37220-17-0
湖北如天生物工程有限公司
羟丙基纤维素
075
济南千奇化工有限公司
羧甲基纤维素钠
20200510
深圳乐芙生物科技有限公司
实施例
实施例1:
一种水泥助磨剂，所包括的具体组分以及重量如表2所示，由以下步骤制得：
S1:在温度30℃下，将对氨基苯酚、醇胺类化合物、多西紫杉醇与去离子水混合搅拌，搅拌速度为1200r/min，搅拌均匀后得到第一混合物；
S2:将第一混合物与六偏磷酸钠、稳定剂、烷基糖苷、膨润土以及分散剂共同混合搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌混合均匀后得到水泥助磨剂。
实施例2:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，各组分及重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例3-4:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，分散剂的组分及重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例5-6:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，稳定剂的组分和重量不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例7-10:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，在步骤S2中加入增强剂，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例11-12:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，在步骤S2中加入助剂，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例13-14：一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，醇胺类化合物的具体组分不同，所包括的具体组分及重量如表2所示。
实施例15:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，制备方法不同，包括以下步骤：S1:在温度30℃下，将对氨基苯酚、醇胺类化合物、多西紫杉醇与去离子水混合搅拌，搅拌速度为1200r/min，搅拌均匀后得到第一混合物；
S2:将第一混合物与六偏磷酸钠、稳定剂混合搅拌，搅拌速度为800r/min搅拌均匀后得到第二混合物；
S3:将第二混合物与烷基糖苷、膨润土以及分散剂共同混合搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌混合均匀后得到水泥助磨剂。
实施例16:一种水泥助磨剂，与实施例15的区别在于，步骤S1混合过程中温度均为32℃。
实施例17:一种水泥助磨剂，与实施例15的区别在于，步骤S1混合过程中温度均为45℃。
实施例18-19:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，所包括的具体组分及重量如表2所示，包括以下步骤：
S1:在温度32℃下，将对氨基苯酚、醇胺类化合物、多西紫杉醇与去离子水混合搅拌，搅拌速度为1200r/min，搅拌均匀后得到第一混合物；
S2:将第一混合物与六偏磷酸钠、稳定剂混合搅拌，搅拌速度为800r/min搅拌均匀后得到第二混合物；
S3:将第二混合物与烷基糖苷、膨润土、分散剂、增强剂以及助剂共同混合搅拌，搅拌速度为1500r/min，搅拌混合均匀后得到水泥助磨剂。
表2实施例1-14、实施例18-19的具体组分及重量
对比例
对比例1:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，不含有烷基糖苷。
对比例2:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，不含有多西紫杉醇。
对比例3:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，不含有烷基糖苷和多西紫杉醇。
对比例4:一种水泥助磨剂，与实施例1的区别在于，不含有稳定剂。
对比例5:一种水泥助磨剂，由以下组分组成：二乙醇胺20份、甘油26份、糖蜜8份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、硫氰酸钠25份、烷基酚聚氧乙烯醚15份、工业盐15份、水100份；二乙醇胺选自济南广宇化工有限公司，型号01；甘油选自石家庄惠翔油脂化工有限公司、糖蜜选自济南龙杰化工有限公司，型号77；脂肪醇聚氧乙烯醚选自济南善政贸易有限公司，型号AEO-9；硫氰酸钠选自江苏振轩精细化工有限公司，型号540-72-7；烷基酚聚氧乙烯醚选自上海森斐化学品有限公司，型号TX-10；工业盐选自杭州厦泰化工有限公司。
制备方法为：根据原料配比称取水和硫氰酸钠加入反应釜中，开启搅拌，控制温度为常温，搅拌25min；
在搅拌状态下，将二乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚加入后，升温至85℃，搅拌2小时；再把温度降至63℃，继续依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚、工业盐、甘油和糖蜜，搅拌2小时降至25℃，包装即可。
检测方法
实验一：筛余实验实验样品：将实施例1-19以及对比例1-5以重量百分比2.5％的添加量加入硅酸盐水泥中，并按照GB12573-1990的取样方式进行取样，并将由实施例1-19得到的试样分别命名为实验样品1-19，将由对比例1-5得到的试样分别命名为对比样品1-5，实验样品1-19以及对比样品1-5均有5个试样。
实验仪器：45μm方孔筛。
实验方法：根据国标GB/T1345-2005的《水泥细度检验方法筛析法》中的45μm方孔筛对实验样品1-19以及对比样品1-5进行筛余实验，并计算每种实验样品的筛余量；例如分别检测实验样品1中5个试样的筛余量进行检测，并取平均值作为实验样品1最终的筛余量。
按照上述实验方法对实验样品2-19以及对比样品1-5进行筛余量实验测试。
实验结果：实验样品1-19以及对比样品1-5的筛余实验结果如表3所示。
实验二：比表面积实验实验样品：将实施例1-19以及对比例1-5以重量百分比2.5％的添加量加入硅酸盐水泥中，并按照GB 12573进行取样，先通过0.9mm方孔筛，再在110℃下烘干1h，并在干燥器中冷却至25℃得到试样，将由实施例1-19得到的试样分别命名实验样品1-19，将对比例1-5得到的试样分别命名为对比样品1-5。
实验仪器：烘干箱(选自吴江市永联机械设备厂，型号DHG-9000)；分析天平(选自梅特勒-托利多国际有限公司，型号XPR204S/AC)，比表面积U型压力计(参照GB/T8074—2008)。
实验方法：根据标准编号为GB/T8074—2008的《水泥比表面积测定方法勃氏法》的方法对实验样品1-19和对比样品1-5进行比表面积测试。
实验结果：实验样品1-19以及对比样品1-5的比表面积实验结果如表3所示。
实验三：抗压强度实验实验样品：将实施例1-19以及对比例1-5以重量百分比2.5％的添加量加入硅酸盐水泥中，分别制成40mm×40mm×40mm棱柱试样，试样是由按重量计的一份水泥、三份中国ISO标准砂，用0.5的水灰比拌制得一组塑性胶砂制成；试样连模一起在湿气中养护24h，然后脱模在水中养护至强度实验，将由添加实施例1-19制成并养护后的棱柱试样分别命名为实验样品1-19，将由添加对比例1-5、制成并养护后的棱形试样分别命名为对比样品1-5。
实验仪器：抗压强度实验机(型号为DY-208JC)。
实验方法：根据标准编号为GB/T17671—1999的《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》的规定，测定水泥强度，应按规定制作试件，养护，并测定在规定龄期的抗压强度值，来评定水泥强度；
将实验样品1放在抗压强度实验机上，实验样品1的中心与抗压强度实验剂压板中心差应在±0.5mm内，实验样品1露在压板外的部分约有10mm。在整个加荷过程中以2400N/s的速率均匀地加荷直至破坏。
抗压强度Rc以MPa为单位，按照(1)进行计算：
Rc＝Fc/A (1)
式中：Fc为破坏时的最大荷载；A为受压面积(40mm×40mm＝1600mm2)。
按照上述实验方法分别对实验样品2-19以及对比样品1-5进行抗压强度实验测试。
实验结果：实验样品1-19以及对比样品1-5的抗压强度结果如表3所示。
表3实验样品1-19以及对比样品1-5的实验结果
由表3的实验数据可知，实验样品1-19的45μm筛余量为4.2-7.5％，比表面积为385-431m2·kg-1，28d抗压强度为51.8-56.3MPa，说明实验样品1-19的颗粒粒径小，粉碎程度大，同时抗压强度高，稳定性较好；而对比样品1-19的45μm筛余量为8.3-12.1％，比表面积为281-3.57m2·kg-1，28d抗压强度为39.8-47.3MPa，粉磨程度低，颗粒粒径较大，说明粉碎程度小，抗压强度较小。
对比实验样品1和对比样品1-3可知，当加入烷基糖苷后，45μm筛余量减小，比表面积增加，说明水泥中颗粒粉碎性较高，说明含有烷基糖苷的助磨剂可以增强水泥的研磨效果；当加入多西紫杉醇后，45μm筛余量减小，比表面积增加，说明水泥中颗粒粉碎性较高，说明含有多西紫杉醇的助磨剂可以增强水泥的研磨效果；对比实验样品1和对比样品3可知，当同时含有烷基糖苷和多西紫杉醇后，水泥颗粒粉碎程度有较大幅度的增长；两者组合后，具有协同作用，吸附在水泥中颗粒的表面，增强颗粒之间的静电排斥作用，从而减少颗粒的聚结，进而增强粉磨效果。对比实验样品1和对比样品4可知，当不含有稳定剂时，筛余量增加，说明水泥中的颗粒较大，粉磨效果不好，说明稳定剂也可以增强水泥研磨效果。
对比实验样品1和实验样品3-4可知，分散剂优选油酸聚氧乙烯醚、拉开粉后，45μm筛余量减小，比表面积增加，说明水泥中颗粒较细，研磨效果增强，油酸聚氧乙烯醚、拉开粉与六偏磷酸钠、多西紫杉醇组合后，降低颗粒表面能，防止水泥颗粒之间聚结，从而容易进行粉磨，获得研磨效果较好的水泥；对比实验样品1和实验样品5-6可知，稳定剂优选炭黑和水滑石后，45μm筛余量减小，比表面积增加，同时抗压强度有所增加，说明水泥助磨剂的研磨效果好；稳定剂中的炭黑与水滑石，一方面通过与分散剂之间配合，增强水泥研磨效果，另一方面增强分散剂等物质的稳定性，从而进一步增强水泥研磨效果；对比实验样品1和实验样品7-10可知，增强剂优选聚丙烯酸钠、魔芋葡甘聚糖，获得颗粒粒径小的水泥；聚丙烯酸钠具有高负电荷密度，使得水泥颗粒表面电位的绝对值增高，静电排斥作用增强，阻碍了颗粒间相互聚集和重力沉降，从而增强颗粒的分散程度，增强水泥研磨效果，优选增强剂的重量比，配合效果更好，进一步增强水泥助磨剂的粉磨效果；对比实验样品1和实验样品11-12可知，加入助剂羟丙基纤维素、羧甲基纤维素后，45μm筛余量减小，比表面积增加，抗压强度也有了一定的提高，说明助剂可以增强水泥助磨剂研磨水泥的效果；对比实验样品1和实验样品13-14可知，醇胺类化合物选择三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或者两种后，45μm筛余量减小，说明水泥颗粒粒径减小；三乙醇胺、三异丙醇胺可以与对氨基苯酚更好的配合，使得水泥粉碎过程中产生的颗粒之间的集聚力得到屏蔽，从而防止颗粒之间聚结，进一步增强水泥助磨剂的研磨效果；
对比实验样品1和实验样品15可知，制备方法不同，所带来的水泥助磨剂的粉磨效果也有一定的影响，影响程度较小；对比实验样品15-17可知，控制步骤S1中的温度，使得水泥助磨剂各个原料混合均匀，促进多西紫杉醇发挥助磨作用，增强水泥助磨剂的粉磨水泥的效果；对比实验样品1和实验样品18-19可知，加入助剂和增强剂，优选水泥助磨剂的制备方法，并优选醇胺类化合物、稳定剂和分散剂后，获得了颗粒粒径较小的水泥，说明水泥助磨剂的水泥粉磨效果增强。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
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