本發明涉及水泥制備，具體為一種工業廢渣礦化劑及其制備方法。

背景技術：

1、水泥又稱洋灰、紅毛土等，是一種粉狀水硬性無機膠凝材料，與水混合后會凝固硬化，通常不單獨使用，而是用來與沙、礫結合，形成砂漿或混凝土，廣泛應用于土木建筑、水利等工程。現有技術中，水泥在攪拌時一般會添加水泥礦化劑增加水泥的反應能力，如專利cn118405863a公布了一種固廢基低碳水泥熟料專用礦化劑制備及應用方法，該發明生產的水泥熟料為高鐵相低碳熟料，此類低碳水泥具有碳排放低、抗侵蝕能力強，但是其抗壓強度有待提高。

技術實現思路

1、(一)解決的技術問題

2、針對現有技術的不足，本發明提供了一種工業廢渣礦化劑及其制備方法，提高了水泥的抗壓強度。

3、(二)技術方案

4、為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：一種工業廢渣礦化劑及其制備方法，包括以下重量組分：50-70重量份的工業廢渣、6-18重量份的水、10-14重量份的三異丙醇胺、3-5重量份的磺酸鈉修飾硅烷、1-2重量份的硫代硫酸鈉。

5、優選的，所述磺酸鈉修飾硅烷的制備方法為：

6、(1)向反應器中加入1,4-二氧六環溶劑、三聚氯氰和3-二甲氨基-1-丙胺，加入摩爾濃度為2-6mol/l的碳酸鉀水溶液，35-60℃的溫度下反應4-12h，反應后濃縮除去溶劑，然后加入乙酸乙酯萃取，將有機相用無水硫酸鎂干燥除水，濾液濃縮后，用乙醚洗滌，然后用乙醇重結晶，得到中間體；

7、(2)向n,n-二甲基甲酰胺溶劑中加入六甲基二硅氮烷和丙烯基-1,3-磺酸內酯，攪拌分散，然后繼續加入氯鉑酸催化劑，升溫至60-80℃下反應8-10h，結束后減壓蒸餾，洗滌并干燥，得到叔胺基硅烷；

8、(3)將叔胺基硅烷、中間體加入到n,n-二甲基甲酰胺溶劑中，攪拌混合，攪拌3-5min，繼續向其加入溴乙醇，在65-80℃下反應6-12h，結束后旋轉蒸餾，石油醚洗滌，得到季銨化硅烷；

9、(4)將1,4-苯二甲胺和季銨化硅烷溶解到反應溶劑中，然后滴加質量分數為3-6％的氫氧化鈉溶液，升溫至65-80℃反應7-13h，反應后滴加減壓濃縮除去溶劑，粗產物在乙醇中重結晶，得到磺酸鈉修飾硅烷。

10、優選的，所述(1)中三聚氯氰、3-二甲氨基-1-丙胺的質量比為1:1.3-1.6。

11、優選的，所述(2)中六甲基二硅氮烷、丙烯基-1,3-磺酸內酯、氯鉑酸催化劑的質量比為1.1-1.3:1:0.01-0.03。

12、優選的，所述(3)中叔胺基硅烷、中間體、溴乙醇的質量比為1:0.8-1.2:2.2-2.4。

13、優選的，所述(4)中1,4-苯二甲胺、季銨化硅烷的質量比為1:1.2-1.4。

14、優選的，所述工業廢渣礦化劑的制備方法為：將工業廢渣、水、三異丙醇胺、磺酸鈉修飾硅烷、硫代硫酸鈉加入反應器中，攪拌4-10min，結束后得到工業廢渣礦化劑。

15、(三)有益的技術效果

16、本發明通過將工業廢渣、水、三異丙醇胺、磺酸鈉修飾硅烷、硫代硫酸鈉加入反應器中，攪拌，結束后得到工業廢渣礦化劑。

17、將三聚氯氰中的氯和3-二甲氨基-1-丙胺中的氨基進行反應，引入了叔胺基，從而得到中間體，將六甲基二硅氮烷中的硅氫鍵和丙烯基-1,3-磺酸內酯中的烯基進行加成反應，從而得到叔胺基硅烷；將叔胺基硅烷、中間體中的叔胺基和溴乙醇中的溴進行反應，得到季銨化硅烷；將1,4-苯二甲胺中的氨基和季銨化硅烷中的磺酸內酯反應，得到磺酸鈉修飾硅烷。礦化劑中含有大量的季銨鹽和磺酸鈉，并將其應用在水泥中，提高了水泥的抗壓強度，并且其中的季銨鹽取代度較高，進一步提高其抗壓強度。

技術特征：

1.一種工業廢渣礦化劑，其特征在于，包括以下重量組分：50-70重量份的工業廢渣、6-18重量份的水、10-14重量份的三異丙醇胺、3-5重量份的磺酸鈉修飾硅烷、1-2重量份的硫代硫酸鈉。

2.根據權利要求1所述的工業廢渣礦化劑，其特征在于，所述磺酸鈉修飾硅烷的制備方法為：

3.根據權利要求1所述的工業廢渣礦化劑，其特征在于，所述(1)中三聚氯氰、3-二甲氨基-1-丙胺的質量比為1:1.3-1.6。

4.根據權利要求1所述的工業廢渣礦化劑，其特征在于，所述(2)中六甲基二硅氮烷、丙烯基-1,3-磺酸內酯、氯鉑酸催化劑的質量比為1.1-1.3:1:0.01-0.03。

5.根據權利要求1所述的工業廢渣礦化劑，其特征在于，所述(3)中叔胺基硅烷、中間體、溴乙醇的質量比為1:0.8-1.2:2.2-2.4。

6.根據權利要求1所述的工業廢渣礦化劑，其特征在于，所述(4)中1,4-苯二甲胺、季銨化硅烷的質量比為1:1.2-1.4。

7.一種如權利要求1-6任一項所述的工業廢渣礦化劑的制備方法，其特征在于，所述工業廢渣礦化劑的制備方法為：將工業廢渣、水、三異丙醇胺、磺酸鈉修飾硅烷、硫代硫酸鈉加入反應器中，攪拌4-10min，結束后得到工業廢渣礦化劑。

技術總結
本發明涉及水泥制備技術領域，且公開了一種工業廢渣礦化劑及其制備方法，本發明通過將工業廢渣、水、三異丙醇胺、磺酸鈉修飾硅烷、硫代硫酸鈉加入反應器中，攪拌，結束后得到工業廢渣礦化劑。將三聚氯氰中的氯和3?二甲氨基?1?丙胺中的氨基進行反應，從而得到中間體，將六甲基二硅氮烷中的硅氫鍵和丙烯基?1,3?磺酸內酯中的烯基進行加成反應，從而得到叔胺基硅烷；將叔胺基硅烷、中間體中的叔胺基和溴乙醇中的溴進行反應，得到季銨化硅烷；將1,4?苯二甲胺中的氨基和季銨化硅烷中的磺酸內酯反應，得到磺酸鈉修飾硅烷。礦化劑中含有大量的季銨鹽和磺酸鈉，并將其應用在水泥中，提高了水泥的抗壓強度，并且其中的季銨鹽取代度較高，進一步提高其抗壓強度。

技術研發人員：郭登科,郭廣田,時燁琳
受保護的技術使用者：寧夏科潤建材科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28