2-[双-（2-羟基乙基）-氨基]-环己醇的制备方法及其作为水泥助磨剂的应用与流程

本发明属于化学建材技术领域，具体涉及2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的制备方法及其作为水泥助磨剂的应用。

背景技术：

水泥助磨剂是用于水泥粉磨过程中的一种水泥添加剂，能够显著提高粉磨效率、降低水泥粉磨电耗，参与水泥水化提高水泥强度、降低水泥熟料用量，有显著的经济效益和社会效益。

水泥助磨剂主要以醇胺类物质为主，通常有三乙醇胺(tea)、三异丙醇胺(tipa)、二乙醇单异丙醇胺(deipa)、一乙醇二异丙醇胺(edipa)等等。尽管由上述醇胺类物质，通过多种组合复配而成的水泥助磨剂有较好的助磨和增强效果，但不能改善水泥与减水剂的相容性问题；掺入上述水泥助磨剂的水泥，因粉磨后粒度分布变窄，出现水泥与减水剂相容性变差的问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的制备方法及其作为水泥助磨剂的应用，以其作为主要成分配制的水泥助磨剂，具有明显改善水泥与减水剂相容性的优点。

本发明提供的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的制备方法，包括以下步骤：

(1)将二乙醇胺和弱酸混合均匀，抽真空至-0.050～-0.098mpa，升温至40～60℃；

(2)加入环氧环己烷，控制反应体系的压力，经加热反应后即可得到2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇。

所述步骤(2)中，所述反应体系的压力为-0.08～0.5mpa；所述加热反应的温度为50～110℃，加热反应的时间为5～10h。

所述弱酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、富马酸、酒石酸、马来酸、马来酸酐、柠檬酸、苯甲酸、水杨酸、苯二甲酸中的任意一种或多种。

进一步地，所述弱酸优选自甲酸、乙酸或丙酸中的任意一种或多种。

更进一步地，所述弱酸优选为乙酸。

所述弱酸、二乙醇胺、环氧环己烷的物质的量之比为0.0001～0.05：1：0.95～1.05。

所述二乙醇胺还可替换为二乙醇胺的水溶液；所述二乙醇胺的水溶液中，二乙醇胺的质量浓度为65.0～95％，一乙醇胺的水溶液中的水可以加快反应速度，适当的含水量可以促进反应速度，同时保持高的转化率。

所述环氧环己烷的质量百分含量为96.0～99.9％。

本发明还提供了所述的制备方法制备得到的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇，所述2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的结构式为：

本发明还提供了根据本发明的制备方法制备得到的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇作为水泥添加剂的应用。

所述2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇在水泥中的添加量为0.001％～0.05％，优选为0.001％～0.05％。

本发明提供的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的制备方法中，加入了少量的有机弱酸，有机弱酸可以与反应过程中产生的季铵碱反应生成季铵盐，抑制副反应的发生，极大地降低2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇同分异构体和胺醚等副产物的含量，得到高纯度的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇。

本发明的制备方法可用于生产高纯度的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇；该制备方法操作简单、制备方便、成本低、能有效提高2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的纯度，适于工业化大规模生产。

本发明的制备方法制备得到的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇作为水泥助磨剂，具有适应性广、协同效应好、改善水泥与减水剂相容性的等优点。

附图说明

图1为2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的合成方程式。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1

2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的制备方法，包括以下步骤：

(1)反应容器中加入二乙醇胺和乙酸，搅拌均匀后，抽真空至-0.055mpa，升温至45℃；所述二乙醇胺的质量百分含量为99.0％，所述乙酸与二乙醇胺的摩尔比为0.008：1；

(2)往反应容器中连续加入环氧环己烷，所述环氧环己烷的质量百分含量为98.5％，二乙醇胺与环氧环己烷的摩尔比为1:0.96，控制反应温度为66℃，压力为0.05mpa，反应10h，得到质量百分含量为98.0％的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇，并用水稀释成质量百分含量为85.2％的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇。

实施例2

2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的制备方法，包括以下步骤：

(1)反应容器中加入二乙醇胺和乙酸，搅拌均匀后，抽真空至-0.065mpa，升温至45℃；所述二乙醇胺的质量百分含量为99.0％，所述乙酸与二乙醇胺的摩尔比为0.005：1；

(2)往反应容器中连续加入环氧环己烷，所述环氧环己烷的质量百分含量为98.5％，二乙醇胺与环氧环己烷的摩尔比为1:0.98，控制反应温度为68℃，压力为0.08mpa，反应8h，得到质量百分含量为98.3％的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇，用水稀释成质量百分含量为85.3％的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇。

实施例3

2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的制备方法，包括以下步骤：

(1)反应容器中加入二乙醇胺和乙酸，搅拌均匀后，抽真空至-0.055mpa，升温至50℃；所述二乙醇胺的质量百分含量为98.0％，所述乙酸与二乙醇胺的摩尔比为0.008：1；

(2)往反应容器中连续加入环氧环己烷，所述环氧环己烷的质量百分含量为96.5％，二乙醇胺与环氧环己烷的摩尔比为1:0.99，控制反应温度为75℃，压力为0.10mpa，反应7h，得到质量百分含量为96.5％的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇，用水稀释成质量百分含量为85.4％的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇。

实施例4

2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的制备方法，包括以下步骤：

(1)反应容器中加入二乙醇胺的水溶液和乙酸，搅拌均匀后，抽真空至-0.065mpa，升温至50℃；所述二乙醇胺的水溶液中，二乙醇胺的质量浓度为85.0％，所述乙酸与二乙醇胺的摩尔比为0.005：1；

(2)往反应容器中连续加入环氧环己烷，所述环氧环己烷的质量百分含量为99.0％，二乙醇胺与环氧环己烷的摩尔比为1:0.98，控制反应温度为70℃，压力为0.12mpa，反应5h，得到质量百分含量为85.2％的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇，用水稀释成质量百分含量为85.4％的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇。

对比例1

市面上销售的三乙醇胺，质量百分含量85.2％。

对比例2

市面上销售的二乙醇单异丙醇胺，质量百分含量85.3％。

对比例3

市面上销售的三异丙醇胺，质量百分含量85.1％。

以下为通过对水泥的助磨及增强效果体现出本发明2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的有益效果。

1、实验室小磨实验

参照gb/t26748-2011《水泥助磨剂》，小磨配合比为：95％熟料，5％二水石膏，做加和不加助磨剂的对比实验，磨28分钟，通过测试粉磨后的水泥45um筛余百分数，判断其助磨效果。

表1助磨效果

本发明制备的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇助磨效果优于市面上常用的三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺，且分别与三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺复配使用时，协调效果较好。

2、实验室模块实验

参照gb/t17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》，选用p.o42.5r水泥，做加和不加助磨剂的抗压强度对比。参照q/xtl46-2012《砂浆扩展度试验方法》，同时做加和不加助磨剂的砂浆扩展度对比。

表2抗压强度和砂浆扩展度对比结果

本发明制备的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇对水泥增强效果优于市面上常用的三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺；且分别与三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺复配使用时，协调效果较好。

本发明制备的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇对水泥与减水剂相容性改善效果优于市面上常用的三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺；且分别与三乙醇胺、二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺复配使用时，协调效果较好。

综上，本发明的2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇作为水泥助磨剂，具有适应性广、协同效应好、改善水泥与减水剂相容性的等优点。本发明的一种2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的制备方法，具有操作简单、制备方便、成本低、纯度高等优点。

上述参照实施例对2-[双-(2-羟基乙基)-氨基]-环己醇的制备方法及其作为水泥助磨剂的应用进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。