专利名称：：一种醋酸三乙醇胺酯及其制备与应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种醋酸三乙醇胺酯及其制备方法与在水泥粉磨生产中的应用。技术背景在水泥生产中，粉磨是一个重要的环节。目前,我国大多数水泥企业都是使用球磨机来粉磨水泥熟料，不但能耗大，效率低，而且粉磨产品的粗颗粒多，粒度分布不合理,影响了水泥质量。为提高粉磨效率、降低能耗、改善水泥产品性能，采用水泥助磨剂是一种可行的、具有经济效益的方式。目前,绝大多数的水泥生产厂家都使用助磨剂，但应用效果却不尽人意。国内常用的助磨增强剂主要是由三乙醇胺与其它助剂复配而成，虽然有一定的助磨效果，使水泥早期强度有所提高，但后期强度较差，而且三乙醇胺价格较贵，使用成本过高。经检索，，在水泥粉磨生产中用醋酸三乙醇胺酯替代常用的三乙醇胺类助磨剂以增强助磨效果的研究论文及专利还未见报道。
发明内容针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种醋酸三乙醇胺酯及其制备方法与在水泥粉磨生产中的应用。本发明所述醋酸三乙醇胺酯，由单醋酸三乙醇胺酯、双醋酸三乙醇胺酯和三醋酸三乙醇胺酯共同组成，其特征在于所述醋酸三乙醇胺酯以如下方法制得在反应容器内加入设定量的三乙醇胺，搅拌并加入其摩尔比15倍量的醋酸或醋酸酐，同时加入1/101/20三乙醇胺摩尔量的催化剂和15倍三乙醇胺摩尔量的脱水剂，加热反应容器，逐渐升温至10(TC14(TC，回流脱水，直至不再有水脱出止，减压回收脱水剂及未反应的醋酸，反应容器中的剩余物即为醋酸三乙醇胺酯。上述进一步优选的方式是所述醋酸三乙醇胺酯以如下方法制得在反应容器内加入设定量的三乙醇胺，搅拌并加入其摩尔比35倍量的醋酸或醋酸酐，同时加入1/121/17三乙醇胺摩尔量的催化剂和23倍三乙醇胺摩尔量的脱水剂，加热反应容器，逐渐升温至12(TC14(TC，回流脱水，直至不再有水脱出止，减压回收脱水剂及未反应的醋酸，反应容器中的剩余物即为醋酸三乙醇胺酯。其中上述催化剂优选氨基磺酸或浓硫酸；上述脱水剂是苯、甲苯、二甲苯或是它们任意体积比的混合物。本发明所述醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂在水泥粉磨生产中的应用，其特征在于所述醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂的添加量是水泥总重量的0.006-0.02%。进一步优选的方式是所述醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂的添加量是水泥总重量的0.01-0.015%。本发明的有益效果和特点(1)以三乙醇胺、醋酸(醋酸酐)，在10(TC14(TC、催化剂作用下脱水反应制备醋酸三乙醇胺酯，方法简便，成本低、产率高，易于实施。(2)试验结果表明，醋酸三乙醇胺酯是一种新型水泥助磨增强剂，其可单独用于水泥粉磨过程中，对水泥具有良好的助磨增强效果，且用量少、无腐蚀，成本低，能有效提高水泥质量，进一步降低水泥生产成本。(3)本发明的醋酸三乙醇胺酯可与水以任意比例混合，pH6.0-7.0。(4)本发明的醋酸三乙醇胺酯可替代常用的三乙醇胺类助磨剂，与常用三乙醇胺类助磨剂相比，在同等条件下本发明的醋酸三乙醇胺酯能显著增加水泥比表面积，提高水泥强度，且无腐蚀性。具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅限于下面的实施例。实施例1醋酸三乙醇胺酯的制备在500ml四口反应瓶中，加入三乙醇胺29.83g(0.20mol)，二甲苯60.Oml(O.50mol)、醋酸54.04g(0.90mol)、氨基磺酸1.25g,搅拌均匀后，加热反应瓶，逐渐升温至13(TC14(TC，回流脱水，直至不再有水脱出止，将反应装置改为减压蒸馏，蒸出二甲苯57.5ml和未反应的醋酸10.50g，经鉴定，反应瓶中剩余物62.30g即为本发明所述产物——醋酸三乙醇胺酯。实施例2醋酸三乙醇胺酯的制备在1000ml四口反应瓶中，加入三乙醇胺82.93g(0.50mol，含量90.0%),二甲苯90.0ml(0.76mol)，加热回流，脱去三乙醇胺中的水8.3g;冷却后，向反应瓶中加醋酸90.lg(1.50mol)、浓硫酸5.0g，搅拌均匀后，逐渐升温至12(TC130。C，回流脱水，直至不再有水脱出止，将反应装置改为减压蒸馏，蒸出二甲苯87.0ml,水和未反应的醋酸20.0g，经鉴定，反应瓶中剩余物104.0g即为本发明所述产物——醋酸三乙醇胺酯。实施例3醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂在水泥粉磨生产中的应用醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂的添加量是水泥总重量的0.01%,以常规方式进行水泥粉磨生产。实施例4醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂在水泥粉磨生产中的应用醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂的添加量是水泥总重量的0.02%,以常规方式进行水泥粉磨生产。实施例4醋酸三乙醇胺酯在水泥粉磨中的应用性能评价以三乙醇胺为参比项，在不同的添加量下，醋酸三乙醇胺酯与水泥熟料和石膏在闭路磨机内粉磨一定的时间，通过检测分析粉体的比表面积、粒径分布、中值粒径和均匀性系数，同时检测水泥的早期强度，说明了改性后的三乙醇胺对水泥的助磨增强效果。l.试验用水泥熟料水泥熟料的化学和物相特征见表一表一、水泥熟料的化学和物相特征<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2.经鄂式破碎机破碎的熟料和石膏分别计量后混合入磨(熟料95%,石膏5%)，醋酸三乙醇胺酯和三乙醇胺分别按照0.006%、0.01%、0.015%和0.02%，的掺加量在入磨前添加，然后在0500mmX500mm试验磨中对应每种掺量分别粉磨30rain。粉磨后的粉体进行特性测试，比表面积测试依据GB/T8074-2008勃氏法，粒度分布用Nikon金像ME-600激光粒度仪测试，水泥早期强度的测定按照GB/T17671-1999施行。3.水泥粉磨后的性能评价(1)比表面积比表面积是衡量颗粒粗细的指标，测试结果见表二表二、粉磨30min不同掺加量对应水泥的比表面积<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表二可看出在相同的助磨时间下，添加O.006%0.015%醋酸三乙醇胺酯的水泥比表面积比相应的三乙醇胺的高到十个百分点。掺量0.01%时，两者的比表面积极其接近。(2)粒径分布、中值粒径和均匀性系数颗粒粒径分布是影响水泥性能的重要参数，它比比表面积更能反映颗粒的分散情况，不同的粒径分布比例直接影响水泥的化学和力学特性。为了便于下面的测试在基于比表面积相同的条件下，取添加量0.01%。三乙醇胺与醋酸三乙醇胺酯对粒径分布的贡献见表三表三、三乙醇胺与醋酸三乙醇胺酯对粒径分布的贡献<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表三可以看出助磨时间为30min时，对于早期强度有影响〈10Pffl的颗粒，醋酸三乙醇胺酯中的比三乙醇胺中的多；而对于影响后期强度332Mm颗粒三乙醇胺中的含量却明显降低。利甩RRSB方程得到均匀性系数n，此参数表示粒度分布的宽窄程度。n值越小，粒度分布范围越广，反之就越窄。但如何选择均匀性系数n值，大家的观点有所不同，根据西方发达国家水泥粉磨的作法认为，n值越接近l对提高水泥性能是有利的。在助磨时间为30fflin时，两种助磨剂所对应的n值都趋向于l。从表三中Ds。数据看出，也是醋酸三乙醇胺酯助磨剂的效果好，它使水泥的D5。由21.98陶减小到19.52Mm，减少了10.70%。(3)早期强度水泥的早期强度对比见表四表四、水泥的早期强度对比助磨剂(0.01%)空白三乙醇胺醋酸三乙醇胺酯3天抗压强度，MPa31.332.632.97天抗压强度，MPa40.840.742.328天抗压强度，MPa50.550.954.5由表四证实醋酸三乙醇胺酯的增强效果明显优于三乙醇胺。以上数据说明，醋酸三乙醇胺酯对水泥具有良好的助磨增强效果，且用量少、成本低，其PH:6.0-7.0，无腐蚀作用。权利要求1.一种醋酸三乙醇胺酯，由单醋酸三乙醇胺酯、双醋酸三乙醇胺酯和三醋酸三乙醇胺酯共同组成，其特征在于所述醋酸三乙醇胺酯以如下方法制得在反应容器内加入设定量的三乙醇胺，搅拌并加入其摩尔比1～5倍量的醋酸或醋酸酐，同时加入1/10～1/20三乙醇胺摩尔量的催化剂和1～5倍三乙醇胺摩尔量的脱水剂，加热反应容器，逐渐升温至100℃～140℃，回流脱水，直至不再有水脱出止，减压回收脱水剂及未反应的醋酸，反应容器中的剩余物即为醋酸三乙醇胺酯。2.根据权利要求1所述的醋酸三乙醇胺酯，其特征在于所述醋酸三乙醇胺酯以如下方法制得在反应容器内加入设定量的三乙醇胺，搅拌并加入其摩尔比35倍量的醋酸或醋酸酐，同时加入1/121/17三乙醇胺摩尔量的催化剂和23倍三乙醇胺摩尔量的脱水剂，加热反应容器，逐渐升温至12(TC14(rC，回流脱水，直至不再有水脱出止，减压回收脱水剂及未反应的醋酸，反应容器中的剩余物即为醋酸三乙醇胺酯。3.根据权利要求1或2所述的醋酸三乙醇胺酯，其特征在于所述催化剂是氨基磺酸或浓硫酸。4.根据权利要求1或2所述的醋酸三乙醇胺酯，其特征在于所述脱水剂是苯、甲苯、二甲苯或是它们任意体积比的混合物。5.权利要求1或2所述醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂在水泥粉磨生产中的应用，其特征在于所述醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂的添加量是水泥总重量的0.006-0.0216.根据权利要求5所述的应用，其特征在于所述醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂的添加量是水泥总重量的0.01-0.015%。全文摘要本发明公开了一种醋酸三乙醇胺酯，由单醋酸三乙醇胺酯、双醋酸三乙醇胺酯和三醋酸三乙醇胺酯共同组成，其以三乙醇胺、醋酸(醋酸酐)为原料，在100℃～140℃、催化剂作用下脱水反应制得；本发明还公开了所述醋酸三乙醇胺酯作为水泥助磨增强剂在水泥粉磨生产中的应用，其添加量是水泥总重量的0.006-0.02％。本发明的醋酸三乙醇胺酯对水泥具有良好的助磨增强效果，且用量少、无腐蚀，成本低，能有效提高水泥质量，进一步降低水泥生产成本，与常用三乙醇胺类助磨剂相比，在同等条件下本发明的醋酸三乙醇胺酯能显著增加水泥比表面积，提高水泥强度。文档编号C07C213/06GK101665439SQ200910018488公开日2010年3月10日申请日期2009年9月29日优先权日2009年9月29日发明者彬王,枫王,王明刚申请人:山东大学