一种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助磨剂，具体设及一种水泥助磨剂及其制备方法，属于水泥 添加剂技术领域。
【背景技术】
[0002] 水泥助磨剂是用于提高水泥磨机产量，降低水泥粉磨电耗或/和增加水泥细度（ 助磨作用），或/和改善水泥品质（例如：显著提高水泥强度）的工艺外加剂，国家规定其 加入量不超过水泥质量的0. 5%。
[0003] 水泥粉磨作业应用的设备主要是球磨机，而球磨机的能量利用率不到5%。造成水 泥粉磨作业消耗大量的电能，约占水泥生产总电能消耗的35% ;再者，作为水泥生产半成品 的水泥熟料的生产，需要消耗大量的自然资源（原料、燃料），生产过程中排放大量的C02 及其它可造成环境污染的气体及粉尘。水泥生产中减少熟料用量，对水泥工业的节能减排 有重要意义。因此，如何降低水泥粉磨时的电能消耗量W及少用水泥熟料，是水泥工业的重 大课题。在水泥粉磨时加入适量助磨剂，是提高磨机产量、降低粉磨电耗、改善水泥品质，多 渗加混合材、少用水泥熟料的有效途径之一。
[0004] 水泥助磨剂按化学结构分有聚合有机盐助磨剂、聚合无机盐助磨剂和复合化合物 助磨剂。由于单组分助磨剂价格较高，使用效果也不十分理想，因此近年来复合化合物助磨 剂得到广泛应用。常见的水泥助磨剂按形态分有液体和粉体两种。液体助磨剂与固体助磨 剂相比有W下优点：一、W提高粉磨作用代替盐类的激发作用来提高水泥强度，有利于提 高水泥的质量；二、添加方便，固定投资少；=、盐类离子含量低。因此，现有技术中的水 泥液体助磨剂大多是液体复合化合物。其组分常含有机娃、=乙醇胺、乙二醇、丙二醇、丙= 醇、聚丙締酸醋和聚簇酸盐等。
[0005] 但是，目前的水泥液体助磨剂在水泥粉磨过程中的作用还存在W下不足：一、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；二、对水泥的应用性能，特别是 对水泥的各龄期强度存在影响，使其强度得不到明显提高；=、对水泥粉磨时的能耗改善不 明显。而且，目前在水泥助磨剂市场上的水泥助磨剂虽然可W增加混合材的渗加量，降低成 本，但会影响水泥后期强度；而性能优良的水泥助磨剂成本较高，其中多数又是小分子有机 物混合制成的，运类助磨剂的稳定性较差，使用效果波动较大，适用面较窄，为提高产量常 常需要增加助磨剂的用量，提高了水泥生产成本。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种既能降低粉体表面自由能，能改善粉体颗粒分布的水泥 助磨剂，该水泥助磨剂在做到在节省电耗的同时，提高水泥的品质和性能。
[0007] 为实现W上目的，本发明提供如下技术方案： 一种水泥助磨剂，其特征在于，由W下重量份数的原料制成： 聚合多元醇13-18份；S异丙醇胺8-12份；多元醇酸12-15份；乙二醇15-20份；S乙 醇胺25-30份；糖蜜15-18份；木质素13-15份；氯化钢0. 03-0. 06份；硅烷偶联剂0. 5-1 份冰40~45份。
[0008] 上述的水泥助磨剂中，所述的木质素是从造纸黑液中提取得到的，提取方法为：在 造纸黑液中加入质量分数为25%-35%的硫酸溶液至造纸黑液的抑值为3-4,调节黑液的溫 度为50-55 °C，有沉淀析出，静置1-化后，将沉淀物过滤、洗涂、干燥后得到木质素。
[0009] 所述的硅烷偶联剂是链締基硅氧烷、氨基硅氧烷或它们的组合物；所述的链締基 硅氧烷是乙締基=氯硅烷、乙締基=甲氧基硅烷、乙締基=乙氧基硅烷、乙締基=(0 -甲 氧基乙氧基）硅烷、乙締基=乙酸基硅烷、=叔下氧基乙締基硅烷、乙締基=叔下基过氧娃 烧、締丙基=甲氧基硅烷或締丙基=乙氧基硅烷；所述的氨基硅氧烷是苯胺甲基=甲氧基 硅烷、苯胺甲基二乙氧基硅烷、N-(4-氨基下基）氨基甲基二乙氧基硅烷、丫-氨基丙基二甲 氧基硅烷、（3-氨基丙基）S乙氧基硅烷、N-甲基-3-氨丙基S甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基 丙基二甲氧基硅烷、丫- (P-氨乙基)氨丙基二甲氧基硅烷、丫- (P-氨乙基)氨丙基甲基二 甲氧基硅烷、丫-二乙締=氨基丙基=甲氧基硅烷、3-氨基苯基=甲氧基硅烷、2-(4-N-节 基乙二胺基）乙基S甲氧基硅烷或N，N-二（2-径乙基）-3-氨丙基S乙氧基硅烷。
[0010] 所述的水泥助磨剂，其制备方法步骤如下： (1) 取重量份数的水置于反应蓋中，加热至40-45°C，然后向反应蓋中加入重量份数的 聚合多元醇和多元醇酸，揽拌2-3分钟后，加入重量份数的木质素和硅烷偶联剂，揽拌5-7 分钟； (2) 调节反应蓋中溶液的溫度为60-65°C，然后在反应蓋中加入重量份数的=异丙醇 胺、乙二醇、=乙醇胺、糖蜜W及氯化钢，揽拌反应30-45分钟后，进入胶体磨机循环超细研 磨5分钟~10分钟，冷却至室溫后出料，即可得到水泥助磨剂。
[0011] 本发明制备得到的水泥助磨剂在水泥生产中的用量为水泥质量的0. 015%-0. 03%。
[0012] 本发明中的聚合多元醇是多元醇及聚合多元醇、聚合醇胺等多种有机物的液体混 合物，无毒、无腐蚀性，将聚合多元醇作为水泥助磨剂的原料之一，其增强效果好于醇类，与 =乙醇胺等其他原料复配后助磨和增强效果俱佳，水泥助磨剂产品的性能更优、适应性更 强，而且可使水泥助磨剂的成本大幅度降低。
[0013] 本发明中，=异丙醇胺的烧链和径基异构的空间立体结构，使得=异丙醇胺的分 散性很好，而分散性是水泥的重要指标，=异丙醇胺对水泥的提产效果很好，且对水泥的流 动性也有很大的改善的作用。立异丙醇胺通过促进较难水化的铁酸盐的水化及分散性达到 提高水泥矿物的水化程度，从而提高早期强度，通过促进难水化矿物的水化和提高水泥的 分散性，大大提高水泥的后期强度，=异丙醇胺对提高水泥的后期强度的作用更加显著；在 本发明中，=异丙醇胺作为水泥助磨剂的原料之一，可W起到提高研磨效率，提高水泥的的 强度，减少主材的用量的作用。
[0014] 糖蜜是制糖工业的一种副产物，其中含有薦糖、果糖、葡萄糖、葡聚糖、棉实糖、甜 菜碱、焦糖色素、氨基酸、无机物等，总糖含量可达50%~60%。糖蜜价格低廉，且资源化利 用的工艺简单，因此，在化工、轻工、食品、医药和建材等行业中有很大的开发价值。在建材 行业，糖蜜主要用作水泥混凝±的缓凝剂和减水剂，在混凝±中能明显地改善新水泥混凝 上的和易性，大幅度地提高混凝上制品的早期强度，改善混凝上抗冻性；糖蜜含有大量的极 性基团径基，本发明中，将糖蜜作为水泥助磨剂的原料之一，可使得制备得到的水泥助磨剂 在使用后能明显地改善水泥和易性，调节凝结时间，节能节电能，起到降低能耗的作用，而 且糖蜜为制糖副产品，价格低廉，货源充足，用其作助磨剂的成分之一，可使水泥各龄期的 强度都有提高，解决了长期存在的矿渣水泥助磨问题。
[0015] 本发明中，木质素是从造纸黑液中提取得到的，木质素具有一定的表面活性，分 子结构中含有芳香基、酪径基、醇径基、碳基共扼双键等活性基团，分散性能好，木质素与糖 蜜等原料一起制备水泥助磨剂可使制备得到的水泥助磨剂在水泥生产过程中提高水泥各 龄期的强度，提高粉磨效率，从而降低水泥助磨剂的经济成本，木质素用于混凝±中可W起 到改善混凝±拌合物的和易性，提高工程质量的作用。
[0016] 硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机娃化合物，在 其分子中同时具有能和无机质材料化学结合的反应基团及与有机质材料（合成树脂等）化 学结合的反应基团，本发明在制备水泥助磨剂的过程中，加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的其 中一端的基团其它原料中所含有的C=C双键、簇基-COOH、径基-OH等基团结合，制成的水泥 助磨剂用于水泥生产过程时，硅烷偶联剂中另一端的基团与水泥水化后产生的径基和酸根 结合，与混凝±进行化学交联反应，将改性胶料和水泥紧密地联结为一体，相关部位存在化 学键作用，固化后起到不可逆的粘结作用，在水泥凝固的过程中可蠕动渗入到水泥凝胶和 混凝±毛细孔内，达到结合紧密、牢固、不可逆的骨肉相连粘结效果。
[0017] 本发明的有益效果是： 1、本发明的水泥助磨剂在水泥生产中，能有效的改善熟料细颗粒团聚和糊球的现象， 增强熟料颗粒的流动性，从而使得磨机内的研磨介质对物料的粉碎作用增强，提高粉磨效 率，使用本发明的水泥助磨剂可W提高15-20%的粉磨效率，提高水泥的台时产量，大大降 低用电量，而且可W显著提高水泥各龄期的强度，改善其流动性。
[001引 2、本发明充分利用了工业废弃物或副产品，利用了糖厂的副产品糖蜜W及从造纸 黑液中提取得到的木质素作为水泥助磨剂的原料，不仅使废物得到了充分的利用，为节能 减排做出积极贡献，而且制备得到的水泥助磨剂在水泥生产过程中提高了水泥各龄期的 强度，提高了粉磨效率，降低了水泥助磨剂的经济成本。
[0019] 3、S异丙醇胺对提高水泥的后期强度的作用很大，S乙醇胺对提高水泥的前期强 度的作用很显著，在本发明中将=异丙醇胺和=乙醇胺同时作为水泥助磨剂的原料可W提 高水泥各龄期强度，而且能显著改善水泥比表面积和颗粒分布。本发明采用硅烷偶联剂作 为原料之一，因为基团之间的反应，可使制备得到的水泥助磨剂在水泥生产过程中的分散 效果更好，提高了粉磨效率，而且能有效提高提高水泥砂浆的抗折强度和抗压强度，使得本 发明的水泥助磨剂比起目前助磨剂能有效提高水泥使用过程中的水化增强作用。
[0020] 4、本发明的水泥助磨剂助磨效果稳定，能使粉磨出来的水泥细度和比表面积得 到有效改善，能有效提高水泥强度，在工艺条件保持不变的情况下，3天抗压强度可提高 2-4MPa，28天抗压强度可提高3-5MPa，本发明的水泥助磨剂助磨、增强效果好，可显著降低 水泥粉磨时的电能消耗量，降低水泥生产成本，提高了水泥企业的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】
[00川 实施例1 一种水泥助磨剂，是由W下重量份数的原料制成： 聚合多元醇13份；=异丙醇胺12份；多元醇酸13份；乙二醇18份；=乙醇胺25份； 糖蜜17份；木质素13份；氯化钢0. 03份；链