本发明涉及建筑材料
技术领域：
，具体涉及一种水泥助磨剂的制备方法。
背景技术：
：我国水泥产量很大，已成为水泥第一生产大国。水泥生产能耗高，其粉磨过程占总电耗的三分之二，能量利用率低。因此，提高粉磨效率是水泥生产节能降耗的关键。水泥粉磨过程中，当水泥颗粒接受外界机械能时，除颗粒尺寸微细化和比表面积增大外，还产生了颗粒表面层无定形化、晶格缺陷、晶格畸变、表面自由能增大等一系列变化，使颗粒处于一种亚稳的高能状态，从而使物料活性提高。因此，粉磨工序易产生饱磨、粘球、挂壁、凝聚等现象而影响效率。因此，目前的制造厂家通常会在粉磨过程中加入少量的化学添加剂—助磨剂,能显著提高粉磨效率,降低能耗。水泥助磨剂是由一种或几种表面活性物质构成,其是具有较强表面活性和分散性的助剂，在粉磨过程中添加水泥助磨剂，则助磨剂吸附在物料颗粒表面上，使断裂面上的价键力得到饱和，降低了物料表面自由能，颗粒之间的附聚力得到屏蔽，能大幅度降低粉磨过程中形成的静电吸附包球现象，并可以降低粉磨过程中形成的超细颗粒的再次聚结趋势，防止了凝聚、粘球、挂壁现象的发生，减少了摩擦，提高了物料分散性和流动性从而提高粉磨效率。采用液体助磨剂一般可以提高磨机效率10~30%。液体助磨剂用量少，使用方便，目前已被多数水泥生产企业采用。常见水泥助磨剂有液体和粉体两种，粉体水泥助磨剂的组分常有：元明粉、工业盐、粉煤灰、三乙醇胺、粉体助磨剂母液等；液体水泥助磨剂的组分常有：液体助磨剂母液、三乙醇胺、聚合多元醇、聚合醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙三醇、脂肪酸钠、氯化钙、氯化钠、醋酸钠、硫酸铝、甲酸钙、木钙、木钠等，按其化学结构可以分为三种：聚合有机盐助磨剂、聚合无机盐助磨剂和复合化合物助磨剂。目前使用的水泥助磨剂产品大都属于有机物表面活性物质，由于单组分助磨剂价格较高，使用效果也不十分理想，近年来，复合化合物助磨剂应用较为广泛。现在，许多厂家生产的水泥助磨剂大多是用多种化工原料复配而成，不但成本高，而且助磨效果不稳定，粉磨出来的水泥细度和比表面积亟须改善，水泥增强效果不理想，特别是对水泥各龄期的强度存在影响。从上可看出，这些配方中醇胺的用量都比较大，约占30%以上。三乙醇胺、三异丙醇胺是石化原料，价格受石油影响大，目前价格一直居高不下，导致助磨剂成本上升，影响其推广应用，此外，目前的液体类水泥助磨剂还存在分层沉降等不足，致使产品性能波动大，而影响了助磨增强性能的有效发挥的缺陷。总结来说，现如今所使用的水泥助磨剂整体存在着以下的问题：目前使用的水泥助磨剂产品大都是用多种化工原料复配而成，存在着分层沉降的缺陷，助磨效果不稳定，粉磨出来的水泥细度和比表面积较差，水泥增强效果不理想，特别是对水泥各龄期的强度存在影响。因此，我们有必要重新的制备一种新型的水泥助磨剂，以此来解决现如今的市场上的水泥助磨剂所存在的缺陷，以此来适应于社会与有关行业的需求，这是一件十分有必要的事情。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前水泥助磨剂可以有效降低静电吸附现象，然而其与水泥的相容性不佳，导致水泥增强效果不理想的问题，提供一种水泥助磨剂的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种水泥助磨剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将甘草渣在温度50~60℃下干燥5~6h，过40~60目筛，得过筛物，将过筛物、甲苯-乙醇溶液放置索氏提取器中进行抽提，时间为6~8h，得剩余物，将剩余物在温度30~40℃烘干，得烘干物，将烘干物、氢氧化钠溶液进行混合加热，进行真空抽滤，得滤液，将滤液在真空度13.3Pa下进行减压浓缩，得浓缩液，将浓缩液、乙醇溶液进行混合，静置1~2h，过滤，得滤液a，将滤液进行浓缩，回收乙醇，再加入滤液质量10~20%的稀硫酸，搅拌，并调节pH值至2~3，在温度65~70℃保温25~30min，静置10~12h，取上层清液，再离心分离，得沉淀物，将沉淀物用水洗涤2~3次，再在温度60~70℃下干燥，得干燥物；（2）将干燥物、水放入容器中，并搅拌使其充分溶解，在温度60~70℃恒温水浴中，加入干燥物质量1~2%的铁粉，并进行搅拌3~5min，加入丙烯酰胺，并搅拌3~4h，得反应物，将反应物、丙酮进行混合，静置1~2h，过滤，得滤渣，将滤渣用丙酮洗涤2~3次，再在温度50~60℃下真空干燥，得干燥物a；（3）将干燥物a、水放入容器中进行混合，并进行搅拌升温，将丙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、引发剂进行混合，滴加到容器中，在温度60~75℃反应5~6h，再进行减压蒸馏，得蒸馏物，将蒸馏物、粉煤灰、矿渣进行混合，得混合物；（4）将混合物经过截留分子量为5000和50000的超滤膜，在压力为0.3~0.5MPa进行提纯，得滤渣，将滤渣用水洗涤后，进行旋转蒸发浓缩，再在50~60℃下进行真空干燥，得干燥物b，将干燥物b进行研磨，得研磨物，即得水泥助磨剂。所述步骤（1）中过筛物、甲苯-乙醇溶液的质量比1：3~4，烘干物、氢氧化钠溶液的质量比1：5~6，浓缩液、乙醇溶液的质量比1：3~4。所述步骤（1）中真空抽滤的参数温度40~50℃，真空度0.03~0.05MPa。所述步骤（2）中按重量份数计，取10~15份水、7~8份干燥物、5~6份丙烯酰胺、0.1~0.2份铁粉，反应物、丙酮的质量比1：3~4。所述步骤（3）中按重量份数计，取10~15份水、20~30份干燥物a、7~8份丙烯醇、5~6份脂肪醇聚氧乙烯醚、1~2份矿渣、1~2份粉煤灰、0.3~0.5份引发剂。所述步骤（3）中减压蒸馏的参数真空度13.3Pa，温度55~65℃。所述步骤（3）中引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾其中的任意一种。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明从甘草渣中提取的木质素磺酸盐类，实现废物的资源利用，由于木质素磺酸盐类结构中存在多种官能团，所以木质素具有多种化学性质，能发生多种化学反应，从而为后续反应奠定基础，再利用丙烯酰胺接枝共聚木质素磺酸盐，使其分子量大大增加，具有较发达的网孔结构，在一定程度上增加了其网捕作用，且向木质素磺酸盐中引入了具有较强吸附作用的□CONH2基团，有利于提高其在水泥表面的吸附能力，且有助于助磨剂分子、粉煤灰、矿渣渗透到水泥熟料的孔隙中，产生楔子作用，以提高其助磨性能，同时粉煤灰、矿渣的掺入，矿渣粗孔被粉煤灰微玻璃珠填充，充分发挥了微集料级配效应，二者优势互补，提高了水泥浆或混凝土密实度，有利于提高水泥强度。（2）本发明同时还利用丙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚在水溶液中的自由基聚合，向助磨剂分子结构中引入助磨剂分子结构中含有羟基、聚氧乙烯基、羧基等功能基团，其中羟基可以吸附在熟料颗粒表面，降低熟料表面自由能，防止细颗粒吸附聚集，聚氧乙烯基可以帮助水泥颗粒在磨机中分散，提高粉体流动性，从而进一步提高助磨剂与水泥的相容性。因此，本发明水泥助磨剂使水泥强度提高，提高与水泥的相容性，改善了水泥产品的细度，改善了助磨效果。具体实施方式甲苯-乙醇溶液是按质量比1：2，将1.0mol/L乙醇溶液、甲苯进行混合，得混合物，即得甲苯-乙醇溶液。稀硫酸是指溶质质量分数50~70%的硫酸的水溶液。引发剂是过硫酸铵、过硫酸钾其中的任意一种。一种水泥助磨剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将甘草渣在温度50~60℃下干燥5~6h，过40~60目筛，得过筛物，按质量比1：3~4，将过筛物、甲苯-乙醇溶液放置索氏提取器中进行抽提，时间为6~8h，得剩余物，将剩余物在温度30~40℃烘干，得烘干物，按质量比1：5~6，将烘干物、0.8mol/L氢氧化钠溶液进行混合加热，在温度40~50℃，真空度0.03~0.05MPa下进行真空抽滤，得滤液，将滤液在真空度13.3Pa下进行减压浓缩，得浓缩液，按质量比1：3~4，将浓缩液、1.0mol/L乙醇溶液进行混合，静置1~2h，过滤，得滤液a，将滤液进行浓缩，回收乙醇，再加入滤液质量10~20%的稀硫酸，搅拌，并调节pH值至2~3，在温度65~70℃保温25~30min，静置10~12h，取上层清液，再以1000~2000r/min进行离心分离，得沉淀物，将沉淀物用水洗涤2~3次，再在温度60~70℃下干燥，得干燥物；（2）按重量份数计，取10~15份水、7~8份干燥物、5~6份丙烯酰胺、0.1~0.2份铁粉，将干燥物、水放入容器中，并以200~300r/min搅拌使其充分溶解，在温度60~70℃恒温水浴中，加入干燥物质量1~2%的铁粉，并以200~300r/min进行搅拌3~5min，加入丙烯酰胺，并以300~400r/min搅拌3~4h，得反应物，按质量比1：3~4，将反应物、丙酮进行混合，静置1~2h，过滤，得滤渣，将滤渣用丙酮洗涤2~3次，再在温度50~60℃下真空干燥，得干燥物a；（3）按重量份数计，取10~15份水、20~30份干燥物a、7~8份丙烯醇、5~6份脂肪醇聚氧乙烯醚、1~2份矿渣、1~2份粉煤灰、0.3~0.5份引发剂，将干燥物a、水放入容器中进行混合，并以200~300r/min进行搅拌升温，将丙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、引发剂进行混合，滴加到容器中，在温度60~75℃反应5~6h，再在真空度13.3Pa，温度55~65℃下减压蒸馏，得蒸馏物，将蒸馏物、粉煤灰、矿渣进行混合，得混合物；（4）将混合物经过截留分子量为5000和50000的超滤膜，在压力为0.3~0.5MPa进行提纯，得滤渣，将滤渣用水洗涤后，进行旋转蒸发浓缩，再在50~60℃下进行真空干燥，得干燥物b，将干燥物b进行研磨，得研磨物，即得水泥助磨剂。实施例1甲苯-乙醇溶液是按质量比1：2，将1.0mol/L乙醇溶液、甲苯进行混合，得混合物，即得甲苯-乙醇溶液。稀硫酸是指溶质质量分数50%的硫酸的水溶液。引发剂是过硫酸铵。一种水泥助磨剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将甘草渣在温度50℃下干燥5h，过40目筛，得过筛物，按质量比1：3，将过筛物、甲苯-乙醇溶液放置索氏提取器中进行抽提，时间为6h，得剩余物，将剩余物在温度30℃烘干，得烘干物，按质量比1：5，将烘干物、0.8mol/L氢氧化钠溶液进行混合加热，在温度40℃，真空度0.03MPa下进行真空抽滤，得滤液，将滤液在真空度13.3Pa下进行减压浓缩，得浓缩液，按质量比1：3，将浓缩液、1.0mol/L乙醇溶液进行混合，静置1h，过滤，得滤液a，将滤液进行浓缩，回收乙醇，再加入滤液质量10%的稀硫酸，搅拌，并调节pH值至2，在温度65℃保温25min，静置10h，取上层清液，再以1000r/min进行离心分离，得沉淀物，将沉淀物用水洗涤2次，再在温度60℃下干燥，得干燥物；（2）按重量份数计，取10份水、7份干燥物、5份丙烯酰胺、0.1份铁粉，将干燥物、水放入容器中，并以200r/min搅拌使其充分溶解，在温度60℃恒温水浴中，加入干燥物质量1%的铁粉，并以200r/min进行搅拌3min，加入丙烯酰胺，并以300r/min搅拌3h，得反应物，按质量比1：3，将反应物、丙酮进行混合，静置1h，过滤，得滤渣，将滤渣用丙酮洗涤2次，再在温度50℃下真空干燥，得干燥物a；（3）按重量份数计，取10份水、20份干燥物a、7份丙烯醇、5份脂肪醇聚氧乙烯醚、1份矿渣、1份粉煤灰、0.3份引发剂，将干燥物a、水放入容器中进行混合，并以200r/min进行搅拌升温，将丙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、引发剂进行混合，滴加到容器中，在温度60℃反应5h，再在真空度13.3Pa，温度55℃下减压蒸馏，得蒸馏物，将蒸馏物、粉煤灰、矿渣进行混合，得混合物；（4）将混合物经过截留分子量为5000和50000的超滤膜，在压力为0.3MPa进行提纯，得滤渣，将滤渣用水洗涤后，进行旋转蒸发浓缩，再在50℃下进行真空干燥，得干燥物b，将干燥物b进行研磨，得研磨物，即得水泥助磨剂。实施例2甲苯-乙醇溶液是按质量比1：2，将1.0mol/L乙醇溶液、甲苯进行混合，得混合物，即得甲苯-乙醇溶液。稀硫酸是指溶质质量分数55%的硫酸的水溶液。引发剂是过硫酸铵。一种水泥助磨剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将甘草渣在温度55℃下干燥5h，过50目筛，得过筛物，按质量比1：3，将过筛物、甲苯-乙醇溶液放置索氏提取器中进行抽提，时间为7h，得剩余物，将剩余物在温度35℃烘干，得烘干物，按质量比1：5，将烘干物、0.8mol/L氢氧化钠溶液进行混合加热，在温度45℃，真空度0.04MPa下进行真空抽滤，得滤液，将滤液在真空度13.3Pa下进行减压浓缩，得浓缩液，按质量比1：3，将浓缩液、1.0mol/L乙醇溶液进行混合，静置1h，过滤，得滤液a，将滤液进行浓缩，回收乙醇，再加入滤液质量15%的稀硫酸，搅拌，并调节pH值至2，在温度67℃保温27min，静置11h，取上层清液，再以1500r/min进行离心分离，得沉淀物，将沉淀物用水洗涤2次，再在温度65℃下干燥，得干燥物；（2）按重量份数计，取12份水、7份干燥物、5份丙烯酰胺、0.1份铁粉，将干燥物、水放入容器中，并以250r/min搅拌使其充分溶解，在温度65℃恒温水浴中，加入干燥物质量1%的铁粉，并以250r/min进行搅拌3min，加入丙烯酰胺，并以350r/min搅拌3h，得反应物，按质量比1：3，将反应物、丙酮进行混合，静置1h，过滤，得滤渣，将滤渣用丙酮洗涤2次，再在温度55℃下真空干燥，得干燥物a；（3）按重量份数计，取12份水、25份干燥物a、7份丙烯醇、5份脂肪醇聚氧乙烯醚、1份矿渣、1份粉煤灰、0.4份引发剂，将干燥物a、水放入容器中进行混合，并以250r/min进行搅拌升温，将丙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、引发剂进行混合，滴加到容器中，在温度70℃反应5h，再在真空度13.3Pa，温度60℃下减压蒸馏，得蒸馏物，将蒸馏物、粉煤灰、矿渣进行混合，得混合物；（4）将混合物经过截留分子量为5000和50000的超滤膜，在压力为0.4MPa进行提纯，得滤渣，将滤渣用水洗涤后，进行旋转蒸发浓缩，再在55℃下进行真空干燥，得干燥物b，将干燥物b进行研磨，得研磨物，即得水泥助磨剂。实施例3甲苯-乙醇溶液是按质量比1：2，将1.0mol/L乙醇溶液、甲苯进行混合，得混合物，即得甲苯-乙醇溶液。稀硫酸是指溶质质量分数70%的硫酸的水溶液。引发剂是过硫酸钾。一种水泥助磨剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将甘草渣在温度60℃下干燥6h，过60目筛，得过筛物，按质量比1：3~4，将过筛物、甲苯-乙醇溶液放置索氏提取器中进行抽提，时间为8h，得剩余物，将剩余物在温度40℃烘干，得烘干物，按质量比1：6，将烘干物、0.8mol/L氢氧化钠溶液进行混合加热，在温度50℃，真空度0.05MPa下进行真空抽滤，得滤液，将滤液在真空度13.3Pa下进行减压浓缩，得浓缩液，按质量比1：4，将浓缩液、1.0mol/L乙醇溶液进行混合，静置2h，过滤，得滤液a，将滤液进行浓缩，回收乙醇，再加入滤液质量20%的稀硫酸，搅拌，并调节pH值至3，在温度70℃保温30min，静置12h，取上层清液，再以2000r/min进行离心分离，得沉淀物，将沉淀物用水洗涤3次，再在温度70℃下干燥，得干燥物；（2）按重量份数计，取15份水、8份干燥物、6份丙烯酰胺、0.2份铁粉，将干燥物、水放入容器中，并以300r/min搅拌使其充分溶解，在温度70℃恒温水浴中，加入干燥物质量2%的铁粉，并以300r/min进行搅拌5min，加入丙烯酰胺，并以300~400r/min搅拌3~4h，得反应物，按质量比1：4，将反应物、丙酮进行混合，静置2h，过滤，得滤渣，将滤渣用丙酮洗涤3次，再在温度60℃下真空干燥，得干燥物a；（3）按重量份数计，取15份水、30份干燥物a、8份丙烯醇、6份脂肪醇聚氧乙烯醚、2份矿渣、2份粉煤灰、0.5份引发剂，将干燥物a、水放入容器中进行混合，并以200~300r/min进行搅拌升温，将丙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、引发剂进行混合，滴加到容器中，在温度75℃反应6h，再在真空度13.3Pa，温度65℃下减压蒸馏，得蒸馏物，将蒸馏物、粉煤灰、矿渣进行混合，得混合物；（4）将混合物经过截留分子量为5000和50000的超滤膜，在压力为0.5MPa进行提纯，得滤渣，将滤渣用水洗涤后，进行旋转蒸发浓缩，再在60℃下进行真空干燥，得干燥物b，将干燥物b进行研磨，得研磨物，即得水泥助磨剂。对比例：郑州某化工有限公司生产的水泥助磨剂方法：根据标准JC/T667-2004的规定，取同等份的水泥样品分为4份，并添加同等份的实施例与对比例所制备的水泥助磨剂，检测其凝结所需时间和抗折、抗压强度值，以此表征其性能的好坏。水泥助磨剂具体检测情况如表1表1检测项目实施例1实施例2实施例3对比例凝结所需时间（min）45373263抗压强度（MPa）17.820.321.411.5抗折强度（MPa）6.57.18.35.1由上可知，本发明所制备的水泥助磨剂，可以有效的增强水泥的效果，是一种安全、高效且低成本的水泥助磨剂，值得推广和使用。当前第1页1 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