專利名稱：一種水泥助磨劑、其母液、制備方法及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水泥添加劑領(lǐng)域，特別是涉及一種水泥助磨劑、其母液、制備方法及使用方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，水泥工業(yè)中大部分能耗被消耗在水泥粉磨過程中，而水泥粉磨的能量利用率極低，95%的能量作為熱能而散失掉。目前，在水泥粉磨過程中使用助磨劑成為改善這種能量利用率的一種有效措施。在水泥粉磨過程中，助磨劑分子中的功能基團(tuán)能吸附于新生水泥顆粒表面和裂縫中，中和表面電荷，降低顆粒表面自由能，減少或消除顆粒間的粘附和團(tuán)聚，從而提高粉磨效率，改善水泥顆粒級配，達(dá)到節(jié)能降耗、提高水泥性能的目的。目前，醇胺類化合物尤其三乙醇胺以其在水泥粉磨中較好的吸附分散特性和促進(jìn)水泥早期水化作用而成為國內(nèi)水泥助磨劑的最常用原料，雖然此類助磨劑有較好的助磨效果，對水泥早期強度也有一定的提高。然而，研究和應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)醇胺類助磨劑還存在使水泥后期強度偏低、價格昂貴、性能穩(wěn)定性差、對摻量的變動敏感等問題。實驗發(fā)現(xiàn)對N-甲基二乙醇胺進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗男栽O(shè)計，優(yōu)化其分子結(jié)構(gòu)和功能基團(tuán)，并配以少量輔助組分可顯著提高助磨劑的綜合性能，并降低助磨劑成本。且這種改性醇胺助磨劑一般有效摻量低，助磨增強作用明顯，有一個合適的摻量范圍，其摻量波動對水泥性能影響不大，可以更好保證生產(chǎn)的安全進(jìn)行，且成本低、性能好。經(jīng)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，采用乙酸酐、硼酸和氨基磺酸等有機(jī)酸改性N-甲基二乙醇胺后得到的改性物作為水泥助磨劑的研究論文和專利還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水泥助磨劑母液。本發(fā)明的另一個目的是提供包含上述水泥助磨劑母液的水泥助磨劑，其增強助磨效果明顯，有效摻量低，穩(wěn)定性能好且成本低。本發(fā)明的第三個目的是提供上述水泥助磨劑母液的制備方法。本發(fā)明的第四個目的是提供上述水泥助磨劑的制備方法。本發(fā)明的第五個目的是提供上述水泥助磨劑的使用方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種水泥助磨劑母液，所述母液為N-甲基二乙醇胺改性物，包括N-甲基二乙醇胺乙酸酯、N-甲基二乙醇胺硼酸酯、 N-甲基二乙醇胺氨基磺酸酯中的一種或多種。進(jìn)一步地，所述N-甲基二乙醇胺乙酸酯包括N-甲基二乙醇胺乙酸單酯和N-甲基二乙醇胺乙酸雙酯，它們的分子結(jié)構(gòu)式分別為:
權(quán)利要求
1.一種水泥助磨劑母液，其特征在于，所述母液為N-甲基二乙醇胺改性物，包括N-甲基二乙醇胺乙酸酯、N-甲基二乙醇胺硼酸酯、N-甲基二乙醇胺氨基磺酸酯中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥助磨劑母液，其特征在于，所述N-甲基二乙醇胺乙酸酯包括N-甲基二乙醇胺乙酸單酯和N-甲基二乙醇胺乙酸雙酯，它們的分子結(jié)構(gòu)式分別為:
3.—種水泥助磨劑，其特征在于，包括權(quán)利要求1或2所述的水泥助磨劑母液，其質(zhì)量百分比為10.0-30.0% ;還包括如下質(zhì)量百分含量的輔助組分:0-20.0%的二乙醇單異丙醇胺、0-15.0%的硫代硫酸鈉、0-5.0%的硫酸鋅、0-15.0%的甲酸鈣、0.3-1.0%的有機(jī)硅消泡劑和 30.0-60.0% 的水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泥助磨劑，其特征在于，所述助磨劑含固量為30-70%。
5.一種權(quán)利要求1或2所述的水泥助磨劑母液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 改性合成工藝:在催化劑與脫水劑的作用下，N-甲基二乙醇胺與有機(jī)酸或有機(jī)酸酐反應(yīng)制得N-甲基二乙醇胺改性物；所述有機(jī)酸或有機(jī)酸酐包括乙酸酐、硼酸或氨基磺酸中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥助磨劑母液的制備方法，其特征在于，所述改性合成工藝具體為:在反應(yīng)容器中依次加入N-甲基二乙醇胺與催化劑，不斷攪拌，然后加入有機(jī)酸或有機(jī)酸酐和脫水劑，攪拌并加熱至120-140°C，待溫度穩(wěn)定后，開始計時，反應(yīng)6-10小時，直到反應(yīng)體系中不再有水生成，減壓蒸餾并回收脫水劑和未反應(yīng)的原料，冷卻至40°C以下，制得N-甲基二乙醇胺改性物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥助磨劑母液的制備方法，其特征在于，所述改性合成工藝使用的原料摩爾比為:N-甲基二乙醇胺:有機(jī)酸或有機(jī)酸酐=1.0:1.0-2.0 ;催化劑為反應(yīng)物總質(zhì)量的1.0-1.5%，脫水劑為反應(yīng)總質(zhì)量的15.0-100.0%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥助磨劑母液的制備方法，其特征在于，所述催化劑為濃硫酸或?qū)妆交撬?，所述脫水劑為甲苯或乙酸丁酯?br> 9.一種權(quán)利要求3或4所述的水泥助磨劑的制備方法，其特征在于，在權(quán)利要求5的改性合成工藝后還設(shè)置有復(fù)配工藝，所述復(fù)配工藝包括如下步驟:首先將硫代硫酸鈉、硫酸鋅和甲酸鈣完全溶解于水中形成溶液，然后依次加入制得的N-甲基二乙醇胺改性物、二乙醇單異丙醇胺和有機(jī)硅消泡劑，攪拌均勻后得到水泥助磨劑。
10.一種權(quán)利要求3或4所述的水泥助磨劑的使用方法，其特征在于，所述助磨劑用于水泥生產(chǎn)中的摻量為0.02 -0.12%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水泥助磨劑母液，所述母液為N-甲基二乙醇胺改性物，包括N-甲基二乙醇胺乙酸酯、N-甲基二乙醇胺硼酸酯、N-甲基二乙醇胺氨基磺酸酯中的一種或多種。本發(fā)明還公開了包含上述水泥助磨劑母液的水泥助磨劑，以及該助磨劑與其母液的制備和使用方法。本發(fā)明提供的水泥助磨劑在助磨、提產(chǎn)和增強等方面均有顯著效果，有效摻量低，穩(wěn)定性能好，綜合性能優(yōu)，且制備成本低廉，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C04B103/52GK103193408SQ20131011606
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者王棟民, 趙計輝, 王劍鋒, 李端樂, 王學(xué)光, 唐官寶 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)