[发明专利]一种改性水泥助磨剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性水泥助磨剂及其制备方法，该水泥助磨剂由以下质量份的原料制备得到：无水乙醇100‑140份、氨水12‑16份、正硅酸乙酯18‑24份、甲基三乙氧基硅烷8‑12份、氟硅烷5‑8份、聚合多元醇母液20‑35份、三乙醇胺4‑8份、聚丙烯酸酯2‑8份、苯乙烯‑丙烯酸酯2‑8份、聚乙烯醇3‑10份、羧酸钠2‑8份、废糖蜜4‑8份、丙二醇3‑6份、水15‑45份。本发明利用含氟纳米SiO₂改性水泥助磨剂，含氟纳米SiO₂的掺量较小时就可以显著提高粉磨效率，使得粉磨后水泥颗粒具有更大的比表面积和更小的筛余量，显著提高了水泥的早期强度，有效改善了粉磨后水泥的保水性。

技术领域

本发明涉及水泥的生产领域，尤其是涉及一种含氟纳米SiO₂改性的水泥助磨剂及其制备方法。

技术背景

水泥生产中的粉磨过程能耗极高，而对矿物进行进一步的细磨和超细磨时，其能耗更高。因此，降低粉磨过程中的能耗，提高粉末效率具有重要意义。水泥助磨剂是一种提高研磨效率，改善水泥生产中物料易磨性能，且掺加量甚微的一种生产助剂。在水泥粉磨过程中，助磨剂能显著提高粉磨效率，大大降低粉磨电耗，尤其是在细磨和超细磨的过程中效果更好。同时，助磨剂还能提高水泥的早期强度，在不损害水泥自身性能的基础上，降低水泥生产成本。水泥颗粒随粉磨而逐渐细化，因化学键的断裂而颗粒表面产生电荷，颗粒之间相互吸附产生团聚，使粉磨效率大大下降。助磨剂作用于水泥物料的颗粒之间，降低粒子的表面能，其原理是防止粒子团聚，改善其流动性，提高粉磨效率，从而节能减排。

目前，水泥厂所用的助磨剂一般为醇类液体助磨剂，且目前的水泥助磨剂存在粉磨效率偏低、早期水泥力学强度提升不够以及磨后水泥的保水性差等缺点。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种含氟纳米SiO₂改性水泥助磨剂及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种改性水泥助磨剂由以下质量份的原料制备得到：无水乙醇100-140份、氨水12-16份、正硅酸乙酯18-24份、甲基三乙氧基硅烷8-12份、氟硅烷5-8份、聚合多元醇母液20-35份、三乙醇胺4-8份、聚丙烯酸酯2-8份、苯乙烯-丙烯酸酯2-8份、聚乙烯醇3-10份、羧酸钠2-8份、废糖蜜4-8份、丙二醇3-6份、水15-45份。

进一步的，所述氟硅烷为九氟乙基三甲基氧基硅烷、十七氟硅烷或三氟甲基三甲基硅烷。

进一步的，所述羧酸钠为脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠。

上述改性水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将无水乙醇100-140份、氨水12-16份和水5-15份在烧瓶中充分混合，然后依次加入正硅酸乙酯18-24份、甲基三乙氧基硅烷8-12份，在55-65℃反应1h-3h，再加入氟硅烷5-8份，继续保温反应，后置于18-22℃条件下陈化，得到含氟纳米SiO₂凝胶；

(2)将聚合多元醇母液20-35份、聚丙烯酸酯2-8份和苯乙烯-丙烯酸酯2-8份加热至60-95℃，机械搅拌，然后超声波分散至均匀后，在60-95℃的水浴中反应1-3h，得到醇胺酯类化合物；

(3)在步骤(2)得到的醇胺酯类化合物中加入步骤(1)得到的含氟纳米SiO₂凝胶，超声波分散至均匀后，60-95℃条件下反应2-4h，得到含氟纳米SiO₂改性的醇胺酯类化合物；

(4)在步骤(3)得到的含氟纳米SiO₂改性的醇胺酯类化合物中加入水10-30份，超声波分散至均匀后，然后加入三乙醇胺4-8份、聚乙烯醇3-10份、羧酸钠2-8份、废糖蜜4-8份、丙二醇3-6份，超声波分散至均匀，静置后得到改性水泥助磨剂。