一种水泥助磨剂及其制备方法

  1.一种水泥助磨剂，其特征是，按质量份计，其原料包括：聚合多元醇15～35份、增强

  剂5～20份、减水剂5～15份、保水剂3～10份、乙醇胺3～8份、水50～100份。

  2.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征是，所述聚合多元醇选自聚酯多元

  3.根据权利要求2所述的一种水泥助磨剂，其特征是，所述聚酯多元醇选自聚四氢呋

  喃二醇、聚氧化丙烯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚葵二酸3‑甲基‑1,5戊二醇酯二醇、三

  聚丙三醇、聚己内酯二元醇、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、苯酐聚酯多元醇中一种或多种组

  4.根据权利要求2所述的一种水泥助磨剂，其特征是，所述聚醚多元醇的羟值为50～

  5.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征是，所述乙醇胺选自三乙醇胺、三

  异丙醇胺、N‑甲基二乙醇胺、N‑丙基二乙醇胺、N‑苄基二乙醇胺、叔丁基二乙醇胺、二甲基乙

  6.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征是，所述聚合多元醇和乙醇胺的质

  7.根据权利要求1所述的一种水泥助磨剂，其特征是，所述增强剂选自滑石粉、碳酸

  钙、二氧化硅、甲酸钙、醋酸钠、硫酸铝、硝酸钙、磷矿石、玻璃纤维中的一种或多种组合。

  8.根据权利要求7所述的一种水泥助磨剂，其特征是，所述碳酸钙的比表面积为10～

  9.根据权利要求7所述的一种水泥助磨剂，其特征是，所述滑石粉、甲酸钙和碳酸钙

  10.一种依据权利要求1～9任一项所述的水泥助磨剂的制备方法，其特征是，包括以

  下步骤：按质量份，将聚合多元醇、增强剂、减水剂、保水剂、乙醇胺加入水中，在40～60℃下

  本发明涉及功能材料制备技术领域，尤其涉及IPC C04B24领域，进一步的，涉及一

  量，降低粉磨电耗，对水泥各龄期的强度都有提升作用，还能够改善水泥颗粒分布，减少

  常见的助磨剂组分主要有三乙醇胺、三异丙醇胺、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、丙三

  醇等。目前，醇胺类物质尤其是三乙醇胺由于具有早强作用，因而作为水泥助磨剂的主要有

  效成分在生产中使用较广泛，大多数助磨剂采用三乙醇胺类物质与其它有机或无机外加剂

  复配制备的方法。但是，研究之后发现醇胺类助磨剂对混凝土减水剂相容性有不良影响，有些添

  中国专利CN 112159149 A公开了一种水泥助磨剂及其制备方法，其原料包括：改

  性醇胺、减水剂、钼酸钠、矿物质纤维、甲基叔丁基醚、聚碳酸酯、保水剂、消泡剂和水，此发

  明使用改性醇胺作为助磨剂的主体表面活性剂，一个分子结构中含有多个氮和多个羟基，

  且空间位置效应显著，能起到很好的助磨作用，具有很强的分散性和提高水泥强度能力；

  中国专利CN 105130259A公开了一种水泥助磨剂及其使用方法，其原料包括：改性

  纤维素、聚醚多元醇、醇胺类物质、增强剂、多元醇、尿素和水，此技术方案对水泥颗粒粒径

  具有调节作用，能够增强水泥强度，降低水泥生产的全部过程中的能耗；但由于该配方中添加了氯

  化钙和尿素，虽然有效果，但是可能会对混凝土性能甚至对人的安全性方面有害。

  性广、配伍性强，在不影响水泥质量的前提下，提高水泥的早期和后期强度，改善水泥的细

  本发明第一方面提供了一种水泥助磨剂，按质量份计，其原料包括：聚合多元醇15

  ～35份、增强剂5～20份、减水剂5～15份、保水剂3～10份、乙醇胺3～8份、水50～100份。

  优选的，所述多元醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇的质量比为(2～5)：(1～3)：1。

  优选的，所述多元醇为丙三醇、二甘醇、丙二醇、乙二醇、一缩二乙二醇、季戊四醇、

  优选的，所述聚酯多元醇选自聚四氢呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇、聚己二酸乙二醇

  酯二醇、聚葵二酸3‑甲基‑1 ,5戊二醇酯二醇、三聚丙三醇、聚己内酯二元醇、聚乙二醇二甲

  优选的，所述聚己二酸乙二醇酯二醇的羟值为56±3mgKOH/g，重均分子量为2000。

  优选的，所述聚醚多元醇的羟值为50～200mgKOH/g，重均分子量为500～1500。

  优选的，所述聚醚多元醇的羟值为112±4mgKOH/g，重均分子量为1000。

  本发明，引入多元醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇的组合，尤其控制多元醇、聚酯多

  元醇和聚醚多元醇的质量比为3：3：1时，可以轻松又有效改善水泥的细度，改善水泥的流动性，提

  高水泥的强度。本申请人猜测：一方面多元醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇中含有大量的羟

  基，极性基团羟基能够屏蔽和吸附水泥颗粒剩余电荷，大大降低水泥颗粒的表面张力和表

  面能，阻止水泥可逆的团聚，提高水泥颗粒的分散度，改善水泥的流动性，使物料更容易到

  达粉磨区，延缓水泥粉磨的平衡点，最终达到了良好的效果；部分成分还能够与水泥中的某

  些成分发生化学反应，进而提高水泥活性和水泥强度；另一方面在此质量比下，体系中的羟

  值为112±4mgKOH/g，重均分子量为1000的聚醚多元醇、羟值为56±3mgKOH/g，重均分子量

  为2000的聚己二酸乙二醇酯二醇、重均分子量为400的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙三醇和

  在一些优选的实施方式中，所述增强剂选自滑石粉、碳酸钙、二氧化硅、甲酸钙、醋

  优选的，所述滑石粉、甲酸钙和碳酸钙的质量比为(1～3):1:(1～3)。

  本发明中，通过引入增强剂，加快水泥的硬化速度、缩短凝结时间，提高水泥的早

  甲酸钙共同作用，尤其是控制滑石粉、甲酸钙和碳酸钙的质量比为1.5：1：2时，水泥的凝胶

  时间明显缩短，硬化速度明显加快；还能大大的提升水泥的抗住压力的强度。本申请人猜测：比表面积

  /g的碳酸钙能够与滑石粉和甲酸钙共同作用，有效克服水泥中颗粒的内聚力，降

  在一些优选的实施方式中，所述减水剂选自木质素磺酸钙、氨基磺酸钠、泥炭、硬

  优选的，所述硬脂酸锌和泥炭的质量比为(1 .5～3):1，在此质量比下的硬脂酸锌

  在一些优选的实施方式中，所述乙醇胺选自三乙醇胺、三异丙醇胺、N‑甲基二乙醇

  胺、N‑丙基二乙醇胺、N‑苄基二乙醇胺、叔丁基二乙醇胺、二甲基乙醇胺或N‑(2‑氰乙基)二

  本发明中，通过引入乙醇胺，尤其是引入质量比为1：1的二乙醇单异丙醇胺和三异

  丙醇胺，可以有明显效果地改善水泥的流动性，并能提高水泥助磨剂的早期和后期强度。本申请

  人在实验过程中发现，单独加入三异丙醇胺时，只能对水泥早期的强度有微弱的促进作用，

  而当选择二乙醇单异丙醇和三异丙醇胺进行复配使用，并且控制其质量比为1：1时，能够有

  效提高水泥的早期强度和后期强度。本申请人猜测：三异丙醇胺是具有氨基和羟基极性很

  强的小分子，其极性和独特的分子结构使它在水泥颗粒表面能够很好的吸附，屏蔽剩余电

  荷，削弱水泥颗粒强度，但其本身分散性强、不易吸附到晶体或颗粒表面，不能促进了水泥

  矿物的水化；当添加二乙醇单异丙醇后，且控制二乙醇单异丙醇和三异丙醇胺的质量比为

  1：1时，二乙醇单异丙醇和三异丙醇胺共同作用，改善水泥的水化进程，优化孔隙结构和降

  在一些优选的实施方式中，所述聚合多元醇和乙醇胺中的质量比为(3～8)：1。

  本发明中，经过控制聚合多元醇和乙醇胺的质量比为6：1，可以与体系中的增强

  剂、减水剂和保水剂拥有非常良好的相容性，提高水泥的流动性的同时具有合适的凝结时间。本

  申请人猜测：此质量比下的聚合多元醇和乙醇胺会使水泥的水化反应处于一个合适的速

  度，进而提高水泥的流动性。若过快的早期水化，一方面会使水泥更快地转化为水化产物，

  导致水泥浆体过早失去流动度；另一方面生成的水泥水化产物会大量包裹减水剂分子，使

  本发明另一方面提供了一种水泥助磨剂的制备方法，包括以下步骤：按质量份，将

  聚合多元醇、增强剂、减水剂、保水剂、乙醇胺加入水中，在40～60℃下搅拌30～50min，冷却

  1、本发明，引入多元醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇的组合，尤其控制多元醇、聚酯

  多元醇和聚醚多元醇的质量比为3：3：1时，多元醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇中的极性基团

  羟基能够屏蔽和吸附水泥颗粒剩余电荷，大大降低水泥颗粒的表面张力和表面能，阻止水

  泥可逆的团聚，提高水泥颗粒的分散度，改善水泥的流动性，使物料更容易到达粉磨区，延

  缓水泥粉磨的平衡点，最终达到了良好的效果；部分成分还能够与水泥中的某些成分发生

  化学反应，进而提高水泥活性和水泥强度；体系中的的聚醚多元醇、聚己二酸乙二醇酯二

  醇、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙三醇和木糖醇能够与乙醇胺之间拥有非常良好的协同作用，可

  共同作用，尤其是控制滑石粉、甲酸钙和碳酸钙的质量比为1.5：1：2时，碳酸钙能够与滑石

  粉和甲酸钙共同作用，有效克服水泥中颗粒的内聚力，降低水泥颗粒的平均粒度和孔隙率，

  3、本发明中，通过引入质量比为1：1的二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺，二乙醇单

  异丙醇和三异丙醇胺共同作用，改善水泥的水化进程，优化孔隙结构和降低孔隙率，提高水

  4、本发明中，经过控制聚合多元醇和乙醇胺的质量比为6：1，可以与体系中的增强

  剂、减水剂和保水剂拥有非常良好的相容性，提高水泥的流动性的同时具有合适的凝结时间。

  5、本发明所制备的水泥助磨剂不含氯离子，无毒，绿色环保，不会对人体和建筑物

  实施例1提供了一种水泥助磨剂，按质量份计，其原料包括：聚合多元醇25份、增强

  所述聚合多元醇为多元醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇的组合；所述多元醇、聚酯多

  所述聚己二酸乙二醇酯二醇的羟值为56±3mgKOH/g，重均分子量为2000，购买自

  所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的重均分子量为400，购买自武汉江心宇生物科技

  所述聚醚多元醇的羟值为112±4mgKOH/g，重均分子量为1000，购买自南京凯联化

  所述增强剂为滑石粉、甲酸钙和碳酸钙的组合；所述滑石粉、甲酸钙和碳酸钙的质

  所述滑石粉的的白度为90％，二氧化硅含量为60％，购买自莱州市玉凤矿业有限

  所述乙醇胺为二乙醇单异丙醇胺(CAS号：6712‑98‑7)和三异丙醇胺(CAS号：122‑

  一种水泥助磨剂的制备方法：包括以下步骤：按质量份，将丙三醇、木糖醇、聚己二

  酸乙二醇酯二醇、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚醚多元醇、滑石粉、甲酸钙、碳酸钙、硬脂酸

  锌、泥炭、甲基纤维素、二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺加入水中，在50℃下搅拌40min，冷

  实施例2提供了一种水泥助磨剂，按质量份计，其原料包括：聚合多元醇30份、增强

  所述聚合多元醇为多元醇、聚酯多元醇和聚醚多元醇的组合；所述多元醇、聚酯多

  所述聚己二酸乙二醇酯二醇的羟值为56±3mgKOH/g，重均分子量为2000，购买自

  所述聚乙二醇二甲基丙烯酸酯的重均分子量为400，购买自武汉江心宇生物科技

  所述聚醚多元醇的羟值为112±4mgKOH/g，重均分子量为1000，购买自南京凯联化

  所述增强剂为滑石粉、甲酸钙和碳酸钙的组合；所述滑石粉、甲酸钙和碳酸钙的质

  所述滑石粉的的白度为90％，二氧化硅含量为60％，购买自莱州市玉凤矿业有限

  所述乙醇胺为二乙醇单异丙醇胺(CAS号：6712‑98‑7)和三异丙醇胺(CAS号：122‑

  一种水泥助磨剂的制备方法：包括以下步骤：按质量份，将丙三醇、木糖醇、聚己二

  酸乙二醇酯二醇、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚醚多元醇、滑石粉、甲酸钙和碳酸钙、硬脂酸

  锌、泥炭、甲基纤维素、二乙醇单异丙醇胺和三异丙醇胺加入水中，在50℃下搅拌40min，冷

  实施例3提供了一种水泥助磨剂，其具体实施方式同实施例2，不同之处在于，所述

  实施例4提供了一种水泥助磨剂，其具体实施方式同实施例2，不同之处在于，所述

  聚合多元醇为多元醇和聚酯多元醇的组合；所述多元醇和聚酯多元醇的质量比为3：2。

  实施例5提供了一种水泥助磨剂，其具体实施方式同实施例2，不同之处在于，所述

  实施例6提供了一种水泥助磨剂，其具体实施方式同实施例2，不同之处在于，所述

  聚醚多元醇的羟值为34±2mgKOH/g，重均分子量为5000，购买自南京凯联化工新材料有限

  实施例7提供了一种水泥助磨剂，其具体实施方式同实施例2，不同之处在于，所述

  实施例8提供了一种水泥助磨剂，其具体实施方式同实施例2，不同之处在于，所述

  实施例9提供了一种水泥助磨剂，其具体实施方式同实施例2，不同之处在于，所述

  实施例10提供了一种水泥助磨剂，其具体实施方式同实施例2，不同之处在于，所

  将实施例1～10制备得到的水泥助磨剂掺入水泥(型号：PC42.5)粉磨过程中，助磨

  1、凝结时间：参照GB/T  1346‑2011标准做测试，结果记录在表1。

  2、强度：参照GB/T  17671  1999标准来测试，结果记录在表1。

  3、细度：参照GB/T  8074  2008标准做测试，结果记录在表1。