水泥助磨剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种水泥添加剂及其制备方法，更具体地说，它设及一种水泥助磨剂 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 水泥是一种最常用的建筑材料，被广泛应用于±木建筑、水力、国防等工程，水泥 在加工过程中，需要用到磨机来磨成粉末，按照现有的水泥粉磨工艺，磨机仓内经常出现过 粉磨现象，产生静电吸附作用，而且入磨熟料溫度特高，甚至达到190度。针对运种情况的 解决办法，通常会加入水泥助磨剂。自二十世纪30年代，英国人GoddardW树脂作为助磨 剂并取得专利。随后人们又先后试验了醋酸、憐酸盐、木质素横酸盐、乙二醇、酪、=乙醇胺、 桐油和渐青等助磨剂。到了 60年代，工业发达国家如日本、美国、德国、前苏联，对助磨剂的 研究和应用越来越广泛，在一些发达国家几乎所有的水泥厂都使用助磨剂，相比较我国对 助磨剂的研究和利用起步较晚，50年代后期，只有少数水泥厂试验过用煤、纸浆废液、肥皂 废液，效果不甚明显；目前，国内研究及应用的水泥助磨剂，有液体助磨剂和固体助磨剂，其 基本成分大都属于有机表面活性物质。主要为：胺类、醇类、醇胺类、木质素横酸盐类、脂肪 酸及其盐类、烷基横酸盐类等。具体物质为乙醇胺、二乙二醇、乙二醇、木质素横酸盐、甲 酸，硬脂酸、油酸、十二烷基苯横酸钢等。
[0003] S乙醇胺是水泥助磨剂的主要原料之一，约占助磨剂配方总量的70%左右，目前 市售复配水泥助磨剂渗量大，粉体类渗量为0. 5-1%，液体类渗量为0. 03-0. 1%，且液体类水 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发挥；同 时随着石油等化工原材料的价格上涨，=乙醇胺的价格也不断上涨，严重制约了水泥助磨 剂的推广和应用。
[0004] 国内大多采用工业纯聚合有机盐和无机盐为助磨剂的主要成分，成本较高，技术 经济指标不适应实际生产情况，产品适应面较窄，特别对于溫度较高的物料还没有合适的 产品。即使对于不同生产厂家的同种产品应用于不同厂家，也存在效果差异较大的情况。现 有产品无法充分发挥该产品改善粉磨物料粘附效果，且未能将多种有效助磨成分配合在一 起，从而发挥最佳粉磨效果，同时现有助磨剂中的氯或碱会对水泥或混凝±带来危害。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种不含=乙醇胺的水泥助磨 剂及其制备方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种水泥助磨剂，其特征在于：该 水泥助磨剂配方组分按重量分数计为 陶瓷超细粉 8~12份 碳纤维 5~8份 增稠剂 4~5份 表面活性剂 6~9份 糖蜜 8~11份 工业盐 4~6份 硫代硫酸钢 9~14份 水 62~73份。
[0007] 其中，陶瓷超细粉作为最主要的磨料，陶瓷微粉是一种轻质非金属多功能材料， 主要成分是Si02和A1203,分散性好、遮盖力高、白度高、悬浮性好、化学稳定性好、可塑性 好、耐热溫度高、密度小、烧失量低、光散射性好、绝缘性好。可提高产品的吸附性、耐侯、耐 久性、耐擦洗、耐腐蚀及耐高溫性，改善产品的机械性能，增加透明度，提高防火性能，且陶 瓷作为一种硬度较大的材料，运里作为助磨剂添加进水泥助磨剂，能够在水泥生产中有效 地提高磨粉效率和所得水泥粉料的细度，从而获得质量良好的水泥产品，碳纤维具有许多 优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，可W作为水泥助磨剂中 的磨料辅料，进一步提高水泥粉料的细度，同时碳纤维在非氧化环境下耐超高溫，耐疲劳性 好，热膨胀系数小且具有良好的导热性能，作为水泥助磨剂的一部分添加进水泥后能够有 效防止水泥凝固后因热胀冷缩导致损坏，同时碳纤维在微观上是多孔结构，加水揽拌后陶 瓷超细粉中的颗粒会在表面活性剂的帮助下进入碳纤维的空隙中，形成W高强度的点支撑 和高强度的线支撑组成的良好的支撑结构，从而有效提高了水泥的耐磨能力和抗压能力， 为了使添加有水泥助磨剂的水泥在使用前陶瓷超细粉颗粒不会进入碳纤维的孔隙中，就需 要提高水泥助磨剂的粘度，W减小陶瓷超细粉颗粒在液相内的移动速度，W此使陶瓷超细 粉颗粒不会大量进入碳纤维的孔隙中，故需要在该水泥助磨剂中添加增稠剂，当添加有该 水泥助磨剂的水泥在使用前加水时，增稠剂被稀释，表面活性剂的效果展现的更加明显，配 合W糖蜜作为混凝±缓凝剂，提高整个混凝±体系保持液相的时间，此时陶瓷超细粉颗粒 才能够轻松进入碳纤维的孔隙中，硫代硫酸钢作为漂白剂加入该水泥助磨剂，能够使添加 该水泥助磨剂的混凝±更加美观，同时硫代硫酸钢和工业盐配合，还能够有效提高混凝± 的早期强度。
[0008] 优选的，所述增稠剂包括径丙基甲基纤维素和径乙基纤维素中的一种或几种。
[0009] 由主权效果可见，增稠剂的主要作用是防止陶瓷超细粉颗粒过早的进入碳纤维的 孔隙中，W保证该水泥助磨剂在水泥生产阶段具有良好的助磨效果，运里选择纤维素类的 增稠剂是因为纤维素在混凝上的凝固过程中还能够把裹挟着陶瓷超细粉颗粒的碳纤维缠 结在一起，使之形成一个更大的立体支撑结构，从而进一步提高该水泥助磨剂对混凝±强 度的加强效果，同时所构成的立体支撑结构都是尺度非常小的微观结构，当水渗入混凝± 时，水由于表面张力的作用会在立体支撑结构的孔隙上形成液膜，阻止水分继续下渗，从而 有效地提高了混凝±的抗渗性能，同时运里要选用分子量较大的纤维素。
[0010] 优选的，所述表面活性剂包括单硬脂酸甘油醋、全氣横酸型表面活性剂中的一种 或几种和聚氧乙締-聚氧丙締共聚物组成的组合物。
[0011] 聚氧乙締-聚氧丙締共聚物的分子链中含有一定量极性基团能吸附水中悬浮的 固体粒子，使粒子间架桥，从而能提高陶瓷超细粉颗粒和碳纤维组合的程度，同时也有助于 碳纤维与纤维素缠结，W此促进立体支撑结构的形成，单硬脂酸甘油醋和全氣横酸型表面 活性剂都是性能非常良好的乳化剂，能够帮助碳纤维、陶瓷超细粉颗粒和纤维素的组合体 系在混凝±未凝固时均匀悬浮在混凝±的液相中，从而使混凝±凝固后能获得立体支撑结 构的均匀支撑。
[0012] 制备如权利要求1-3任一所述的水泥助磨剂的方法优选为， 步骤一：将糖蜜、陶瓷超细粉和水混合，加热至65~80°C，超声波揽拌30min，揽拌完成 后将混合物降至44~50°C; 步骤二：在步骤一的产物中添加入增稠剂，保溫并揽拌14~20min; 步骤S:在步骤二的产物中添加入碳纤维，保溫并超声波揽拌15~19min; 步骤四：在步骤S的产物中添加入工业盐和硫代硫酸钢，保溫并揽拌5~IOmin; 步骤五：将步骤四中的产物持续揽拌并降溫至18~2rC，再添加入表面活性剂，振荡 3~5min。
[0013] 陶瓷超细粉是一种粒度极小的颗粒，换句话说陶瓷超细粉的颗粒想要在液相中均 匀分散较为困难，同时糖蜜是一种粘度较大的物料，将二者同时加入液相后陶瓷超细粉的 颗粒是较难在粘度较高的液体环境中混合均匀的，因此需要将混合物的升溫至较高的溫度 W减少糖蜜中分子链的缠结程度，从而使陶瓷超细粉更容易在该混合物中分散均匀，又因 为如果将该混合物升溫至l〇〇°C左右会使水沸腾，导致水分大量损失，固将加热溫度设定 在65~80°C，同时采用超声波揽拌，并揽拌较长的时间才能够使陶瓷超细粉在液相中均匀混 合，运里将揽拌时间设定在30min，步骤二中加入增稠剂并将溫度降低至44~50°C是为了在 陶瓷超细粉分散均匀后提高液相的粘度，从而使陶瓷超细粉的均匀分散状态保持住，随后 在运一粘度较高的混合物中加入碳纤维并进行超声波揽拌，采用超声波揽拌的原因与陶瓷 超细粉相同，接着加入可溶性组分工业盐和硫代硫酸钢，因为工业盐和硫代硫酸钢的溶解 度都比较高，只需要揽拌5~IOmin即可充分溶解，最后持续揽拌并降溫至18~2rC再加入表 面活性剂是为了尽可能在加入表面活性剂的时候提高整个液相体系的粘度，从而减小表面 活性剂对碳纤维和陶瓷超细粉的影响，仅需振荡3~5min使表面活性剂大致分散即可。
[0014] 优选的，步骤一中，将糖蜜、陶瓷超细粉和水混合，加热至70~75°C。
[0015] 加热至70~75°C是为了在尽量通过加热提高液相粘度的同时减少水分的损失，当 溫度低于70°C时混合物的粘度不够小，而溫度超过75°C时水分的蒸发量又太大，故将步骤 一中的加热溫度定在70~75°C。
[0016] 优选的，步骤一中，揽拌完成后将混合物降至45°C。
[0017] 溫度降至45°C