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異丙醇胺根據(jù)羥基的構(gòu)成劃分為一異丙醇胺〔1-氨基-2-丙醇,簡稱MIPA〕、二異丙醇胺〔1、1′亞氨基-2-丙醇,簡稱DIPA〕及三異丙醇胺〔1,1,1″氨基-2-丙醇,簡稱TIPA〕三種同系物產(chǎn)品。屬烷醇胺類物質(zhì),是一種具有胺基和醇性羥基的醇胺化合物,由于它的分子中既含有氨基,又含有羥基,因此具有胺和醇的綜合性能,具有廣泛的工業(yè)用途,是一種重要的基礎(chǔ)性化工原料。
在水泥助磨劑領(lǐng)域,早期用于水泥助磨劑的醇胺類化合物主要是三乙醇胺,由于三異丙醇胺的分散性和后期強(qiáng)度均優(yōu)于三乙醇胺,隨著水泥行業(yè)的發(fā)展和競爭的加劇,三異丙醇胺在水泥助磨劑中的應(yīng)用得到了飛速發(fā)展。
三異丙醇胺在水泥助磨劑中的應(yīng)用,其特征是該水泥助磨劑中含有三異丙醇胺、三乙醇胺、助劑和水。所說的助劑是羧酸、木素磺酸鹽、烷基磺酸鹽中的一種或一種以上。根據(jù)配方要求,三異丙醇胺加一定比例水,然后加入其它原料在釜中常溫常壓下攪拌,直至產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)合格后出料。三異丙醇胺添加量根據(jù)配方要求約為總原料的20%~60% 。添加法有兩種:一是三異丙醇胺在水泥粉磨工藝中直接加入:因溫度較低時(shí)( < 10℃ ),含量85%的三異丙醇胺由于粘度大 ,難以輸送。添加前三異丙醇胺兌水稀釋至65 %~70%左右,用泵輸送。最佳添加量為總原料的萬分之一左右。二是三異丙醇胺在混凝土生產(chǎn)中直接加入:三異丙醇胺和減水劑混合使用,三異丙醇胺的摻量范圍約為水泥的0.1%,減水劑為水泥的0.8%(主要激發(fā)強(qiáng)度)。隨著三異丙醇胺摻量的增加,會逐漸增加強(qiáng)度,但由于其分散性提高,使得引氣量增加,從而使強(qiáng)度受礙。引氣量超過3%時(shí),強(qiáng)度開始隨含氣量的增加而有所下降,這時(shí)可以加一定量的最好是環(huán)氧化合物的嵌段類聚合物(約為三異丙醇胺的十分之一)。
在水泥及水泥混凝土應(yīng)用中,三異丙醇胺與三乙醇胺相比,在分散性、各齡期增強(qiáng)、應(yīng)用條件上具有如下優(yōu)勢:
01 分散性更好:
應(yīng)用在水泥助磨劑中時(shí),起到助磨劑作用的根本原理是二者作為表面活性劑所具有的分散性,因三異丙醇胺的烷鏈和羥基異構(gòu)的空間立體結(jié)構(gòu),而使得三異丙醇胺的分散性優(yōu)于三乙醇胺;而分散性是水泥的重要指標(biāo),在實(shí)際應(yīng)用中,三異丙醇胺對水泥的提產(chǎn)效果要優(yōu)于三乙醇胺,且對水泥的流動性改善也優(yōu)于三乙醇胺。
02 早期增強(qiáng)性能:
二者都是早強(qiáng)劑,但三乙醇胺扭轉(zhuǎn)了水泥的早期凝結(jié)特性,從而達(dá)到早強(qiáng)的效果,而三異丙醇胺是通過促進(jìn)早期凝結(jié)特性達(dá)到早強(qiáng)的效果。具體說就是三乙醇胺促進(jìn)鋁酸鹽的早期水化,延緩硅酸鹽的水化,提高了早強(qiáng),但縮短了凝結(jié)時(shí)間;三異丙醇 胺通過促進(jìn)較難水化的鐵酸鹽的水化及分散性達(dá)到提高水泥礦物的水化程度,從而提高早期強(qiáng)度。
03 后期增強(qiáng)性能:
三乙醇胺主要對早期強(qiáng)度有所促進(jìn),而三異丙醇胺通過促進(jìn)難水化礦物的水化和提高水泥的分散性,大大提高水泥的后期強(qiáng)度,國外試驗(yàn)表明在后期強(qiáng)度可提高3個(gè)兆帕以上,甚至5-12個(gè)兆帕。
04 應(yīng)用性能穩(wěn)定:
三乙醇胺的應(yīng)用對其摻量有明顯的限制,當(dāng)摻量超過0.1%達(dá)到超量時(shí),有時(shí)會產(chǎn)生閃凝現(xiàn)象,影響水泥的凝結(jié)特性;三異丙醇胺的摻量范圍為0.001%到0.2%,而隨著摻量的增加,會逐漸提高增強(qiáng)效果。
在石油價(jià)格上漲和對乙烯系列產(chǎn)品需求增加的雙重作用下,乙醇胺的價(jià)格持續(xù)上漲,異丙醇胺價(jià)格與乙醇胺價(jià)格差距大大縮小,乙醇胺逐漸失去其價(jià)格優(yōu)勢,隨著世界各國對環(huán)境問題的日益重視,乙醇胺的應(yīng)用正逐步受到限制,如發(fā)達(dá)國家的《污染物排放及轉(zhuǎn)移登記制度》將乙醇胺列為有害物質(zhì)而限制使用,從而加快了乙醇胺的替代步伐。