宏藝科技：合成水泥助磨劑的研發(fā)及應用
山東宏藝科技股份有限公司技術中心主任、臨沂大學教授、博士生導師朱化雨
5月21日，由中國水泥網主辦的“2011第四屆國際粉磨峰會”在南京隆重召開。山東宏藝科技股份有限公司技術中心主任、臨沂大學教授、博士生導師朱化雨做了主題為《HY系列合成水泥助磨劑的研發(fā)及應用》的演講報告，為大家講解了合成水泥助磨劑的應用優(yōu)勢。
一、HY系列合成水泥助磨劑研發(fā)與應用
HY系列合成水泥助磨劑研發(fā)背景
原材料價格飆升，尤其是三乙醇胺的漲幅很大，其他原材料（三異丙醇胺、乙二醇等）價格也保持高位運行。
2011年1-5月三乙醇胺價格
現有以化工原料復配水泥助磨劑產品的不足
通常含有大量的工業(yè)鹽，氯離子含量超標
堿含量超標
分層、沉降
含有其他有害成分，影響水泥性能
合成水泥助磨劑具有不可比擬的優(yōu)勢
摻加量更少：由人工設計的分子結構，它的有效成分比例更高，分子量范圍更集中；
潛力大：高分子合成原料分子是通過“分子設計”人為形成的“梳狀”或“樹枝狀”結構。分子結構上自由度大，制造技術上可控制的參數多，高性能化的潛力大；
性能穩(wěn)定：在分子主鏈上接有許多個有一定長度和剛度的支鏈（側鏈），由于分子主鏈的疏水性和側鏈的親水性以及側鏈（-OCH2CH2）的存在，也起到了一定的立體穩(wěn)定作用。
水泥助磨劑行業(yè)和公司發(fā)展的需要
合成水泥助磨劑依據有機化學、合成化學、高分子化學以及結構化學等基礎學科，將分子設計原理與合成理念引入水泥助磨劑的制備中，使水泥助磨劑從以簡單復配為主的配方工藝上升到一門具有理論基礎與指導的新型技術，提升了水泥助磨劑行業(yè)的技術水平與技術含量。
HY系列合成水泥助磨劑研究現狀
當前水泥助磨劑領域研究的熱點已經走向合成水泥助磨劑；國內外眾多大學、科研院所及企業(yè)等對合成水泥助磨劑正在進行深入的研究；但從現有文獻資料及市場反饋意見看，合成水泥助磨劑大多處于實驗室摸索階段，真正在實際生產中應用的并不多。
HY系列合成水泥助磨劑的研發(fā)與應用
宏藝科技在合成水泥助磨劑領域的工作
公司通過與朱化雨教授創(chuàng)新團隊進行了深入的交流與合作，進行了長時間的積累。
公司技術中心經過多年的科技攻關，成功研制出了助磨增強性能優(yōu)異的大分子表面活性改性劑和高分子表面活性劑！
宏藝科技研制的HY系列合成水泥助磨劑研發(fā)思路
通過人為分子設計將羧基、磺酸基、氨基及羥基等功能基團組合到特定的分子鏈結構中，組合得到協同作用得到最大程度發(fā)揮的高分子聚合物，因而其助磨增強效果較復配水泥助磨劑又有跨越式的提升。
合成水泥助磨劑的理化指標
合成水泥助磨劑的性能特點
合成水泥助磨劑的應用
合成水泥助磨劑的應用
HY-A型：固含：80%，摻量：0.02～0.04%
HY-B型：固含：35%，摻量：0.1～0.15%
使用后平均可提高臺時產量10%-20%，降低熟料用量8%-20%
若維持水泥原配比，可使水泥3天強度提高3-6MPa，28天強度提高4-8MPa。
合成水泥助磨劑項目的專利及鑒定
該合成水泥助磨劑可以單獨使用，也可作為母液代替三乙醇胺與其他常用原材料復配使用。價格比三乙醇胺低20%-40%，可在維持自身助磨劑配方不變情況下，替代其中的三乙醇胺，同等摻量性能好于三乙醇胺，且與外加劑的相容性更好。
截至目前，依托該合成水泥助磨劑項目，已申請國家發(fā)明專利4項。
該項目已經通過山東省有關部門組織的鑒定，與會專家一致認為項目技術水平居國際先進水平。
宏藝科技在合成水泥助磨劑領域的工作
HY系列合成水泥助磨劑在多次工業(yè)性試驗中取得了成功應用。HY-C型復合水泥助磨劑：以HY-A型合成水泥助磨劑為母液復合其他有效成分所得。
HY系列合成水泥助磨劑的工業(yè)性試驗
HY-A型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗
|
助磨劑 編號 |
摻量 （%） |
水泥物料配比（%） |
臺時產量 （t/h） | ||||
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熟料 |
石膏 |
鋼渣 |
煤矸石 |
礦渣 | |||
|
空白 |
/ |
48 |
5 |
8 |
21 |
18 |
54 |
|
HY-A型 |
0.03 |
48 |
5 |
8 |
21 |
18 |
60 |
|
HY-A型 |
0.03 |
39 |
5 |
8 |
22 |
26 |
60 |
|
某市售助磨劑 |
0.03 |
40 |
5 |
8 |
22 |
25 |
60 |
|
某市售助磨劑 |
0.03 |
41 |
5 |
8 |
22 |
24 |
60 |
HY-A型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗
助磨劑 編號 摻量（%） 標準稠度需水量（%） 水泥 安定性 凝結時間 （min） 抗折強度 （MPa） 抗壓強度 （MPa） 初凝 終凝 3d 28d 3d 28d 空白 / 0.3 良好 150 270 3.2 6.8 15.3 33.2 HY-A型 0.03 0.5 良好 143 261 3.8 7.0 18.6 37.9 HY-A型 0.03 0.5 良好 143 261 3.8 7.0 16.2 34.6 某市售助磨劑 0.03 0.4 良好 157 252 3.7 7.0 16.1 34.1 某市售助磨劑 0.03 0.5 良好 141 258 3.7 7.0 16.3 34.2
HY-B型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗
助磨劑 編號 摻量 （%） 水泥物料配比（%） 臺時產量（t/h） 熟料 石膏 鋼渣 煤矸石 礦渣 空白 / 48 5 8 21 18 54 HY-B型 0.1 48 5 8 21 18 60 HY-B型 0.1 39 5 8 22 26 60 某市售助磨劑 0.1 40 5 8 22 25 60 某市售助磨劑 0.1 41 5 8 22 24 60
HY-B型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗
助磨劑 編號 摻量 （%） 標準稠度需水量（%） 水泥 安定性 凝結時間 （min） 抗折強度 （MPa） 抗壓強度 （MPa） 初凝 終凝 3d 28d 3d 28d 空白 / 0.3 良好 150 270 3.2 6.8 15.3 33.2 HY-B型 0.1 0.5 良好 143 261 3.8 7.0 18.6 37.9 HY-B型 0.1 0.5 良好 143 261 3.8 7.0 16.2 34.6 某市售助磨劑 0.1 0.4 良好 157 252 3.7 7.0 16.1 34.1 某市售助磨劑 0.1 0.5 良好 141 258 3.7 7.0 16.3 34.2
HY-C型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗
助磨劑 編號 摻量（%） 水泥物料配比（%） 臺時產量（t/h） 熟料 石膏 礦渣 粉煤灰 空白 / 50 6 23 21 52 HY-C型 0.1 50 6 23 21 59 HY-C型 0.1 42 6 28 24 59 某市售助磨劑 0.1 42 6 28 24 59 某市售助磨劑 0.1 42 6 28 24 59
HY-C型合成助磨劑在某水泥廠的工業(yè)性試驗
助磨劑 編號 摻量 （%） 標準稠度需水量（%） 水泥 安定性 凝結時間 （min） 抗折強度（MPa） 抗壓強度 （MPa） 初凝 終凝 3d 28d 3d 28d 空白 / 0.2 良好 182 265 4.5 7.2 17.4 38.1 HY-C型 0.1 0.2 良好 178 251 5.6 7.5 20.6 44.8 HY-C型 0.1 0.2 良好 175 247 4.9 7.3 17.9 40.2 某市售 助磨劑 0.1 0.2 良好 172 232 4.8 7.4 16.8 39.7 某市售 助磨劑 0.1 0.2 良好 173 250 4.8 7.3 16.8 39.1
一、宏藝科技基本情況
企業(yè)概況
國內規(guī)模最大的水泥助磨劑企業(yè)
國家高新技術企業(yè)
山東省創(chuàng)新型企業(yè)
山東省循環(huán)經濟示范企業(yè)
山東省清潔生產試點企業(yè)
企業(yè)技術中心基本情況
2005年省級企業(yè)技術中心
2010年國家認定企業(yè)技術中心
2008年山東省特種水泥外加劑工程技術研究中心
2010年設立博士后科研工作站、山東省院士工作站
承擔項目
承擔國家火炬計劃項目2項；國家創(chuàng)新基金項目3項
承擔國家重點新產品計劃1項
承擔國家發(fā)改委資源節(jié)約和環(huán)境保護項目1項
承擔山東省科技攻關計劃項目16項
獲省部級科技進步獎6項，山東省重大節(jié)能成果獎1項
核心技術和產品的自主創(chuàng)新情況
科研成果50余項，學術期刊論文百余篇
有效發(fā)明專利6項，2009年、2010年受理發(fā)明專利17項、13項
中國專利山東明星企業(yè)、山東省知識產權試點單位
產學研合作情況
武漢理工大學——宏藝科技硅酸鹽工程實驗室
宏藝科技——河南理工大學水泥外加劑實驗室
宏藝科技——徐德龍院士山東省院士工作站
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