[发明专利]水性丙烯酸类次膦酸盐无机粉体助磨分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种助磨分散剂，特别是涉及一种水性丙烯酸类次膦酸盐无机粉体助磨分散剂及其制备方法，该助磨分散剂用于提高无机粉体粉碎过程中的粉碎效率和分散效果。

背景技术

助磨分散剂是一类具有表面活性的化学外加剂，在无机粉体的粉碎生产中，助磨分散剂吸附在无机物料表面，可降低其表面张力，减少粉体之间的相互团聚，提高粉磨效率，同时改善粉体的流动性和分散性。

传统的助磨剂主要以无机磷酸盐(如三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠等)为主，它们具有助磨效率高的特点，但所获得的粉体流动性和分散性常常不能满足应用要求。聚丙烯酸盐、木质素磺酸盐，以及烷基磺酸盐等助磨剂，由于分子包含一定的有机基团，可有效改善粉体的流动分散性。例如中国发明专利申请CN97180582.2公开了一种重均分子量为3400g/mol的聚丙烯酸铵干助磨剂，将其加入到煅烧高岭土中，可提高粉体的研磨效率，同时改善粉体的流变性。但这类助磨剂的助磨效率通常比磷酸盐低，一种解决途径是可以通过将两者复配使用，以同时实现助磨效率和流动分散性。例如中国发明专利申请CN200810155879.1公开了一种液体水泥助磨剂及其制造方法，由丙烯酸-马来酸酐共聚物钠、氨基丙磺酸钠、甘蔗糖渣废液、脱糖木质素磺酸钠、三聚磷酸钠、碳酸钠和水共混而成，各组分质量比为：20％～40％，20％～30％，10％～20％，5％～15％，1％～5％，1％～5％，其余为水。此助磨剂可以显著地提高磨机粉磨效率，也能在一定程度上提高水泥早期强度。此外，一些醇、醇胺和有机酸类的化学物近年来也广泛用作粉体的助磨分散剂，它们通常与上述两类助磨剂复合使用，例如中国发明专利申请CN200510041033.1公开了一种水泥助磨剂，采用三异丙醇胺直接作为水泥助磨剂或与三乙醇胺、助剂和水组成的助磨剂，可提高水泥磨机台时产量，改善了水泥的流动性和后期强度；中国发明专利CN200910012797.6公开的水泥复合助磨剂原料配比(质量百分比)为熟石膏10-25、烧矾石10-30、偏硅酸钠20-40、三乙醇胺2-4、聚丙烯酸盐0.5-2、分散剂0.5-3、沸石粉20-30，将少量三乙醇胺和聚丙烯酸盐液体滴加到沸石粉或粉煤灰、炉渣中，与熟石膏、烧矾石和偏硅酸钠搅拌得到的高效水泥复合助磨剂。其产品助磨作用突出，可提高磨机台时产量10-15％，降低电耗，并且可使水泥三天及七天抗压强度提高20％以上，二十八天强度提高10-15％。

虽然上述专利的技术可以提高助磨效率和改善分散效果，但均是采用多种原料的复配方式制备助磨分散剂，其缺点是所使用的原料种类多，各原料组分之间或者原料与所处理粉体之间易出现不相容的问题，由此引起各组分比例的不均匀性，而所处理粉体在使用过程中，由于其组分复杂，也会增大维持产品质量稳定性的难度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种水性丙烯酸类次磷酸盐无机粉体助磨分散剂，不但能有效提高无机粉体粉磨过程中粉磨效率，同时也能改善粉体的流动性和分散特性。

本发明另一目的在于提供上述水性丙烯酸类次磷酸盐无机粉体助磨分散剂的制备方法。

本发明选用丙烯酸类单体化合物与次磷酸钠发生自由基聚合生成水性丙烯酸类助磨剂，其分子结构中既含有磷酸盐成分，又含有聚丙烯酸酯或丙烯酸盐，同时也能根据需要，可以在结构中引入羟基基团。次磷酸盐有利于提高水性共聚物的助磨效率，而丙烯酸类聚合物分子链上带有电荷，可以缠绕粉体，共聚形成的油性长链吸附在粉体表面，降低了粉体的表面能，减少了细颗粒间的聚结，同时在粉体的分散中由于溶剂化作用，形成一定的空间位阻，提高了粉体的稳定性。

一种水性丙烯酸类次膦酸盐无机粉体助磨分散剂，按重量百分比计，其原料组份组成为：次亚磷酸钠1-6％、丙烯酸类单体9-34％、自由基引发剂0.5％～5％和水60-80％；

所述丙烯酸类单体为丙烯酸与一种或两种丙烯酸酯单体的组合物；丙烯酸与丙烯酸酯单体化合物的质量比为1∶1～10∶1；所述丙烯酸酯单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯，其中优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异丁酯；

所述自由基引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾或硝酸铈胺。所述的自由基引发剂优选过硫酸铵或过硫酸钠。

所述丙烯酸酯单体化合物优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异丁酯。