二乙醇单异丙醇胺在水泥助磨剂中的应用

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1、二乙醇单异丙醇胺在水泥助磨剂中的应用12孔培军李国华1南京红宝丽醇胺化学有限公司南京210047；2红宝丽集团股份有限公司研究院醇胺研究所南京211300现代水泥助磨剂技术处于快速发展阶段，对产品提出了更高的要求。20世纪80年代提出了质量改进剂的概念，明确了水泥助磨剂可促进水泥的水化，并可改善和提高水泥质量，具有显著的经济和社会效益。现阶段国内广泛应用的高效水泥助磨剂，多以具有促进水泥水化功能的醇胺类物质为核心的产品体系，特别是三羟烷基叔胺化合物。三异丙醇胺（TIPA）和三乙醇胺（TEA）占据前位，二乙醇单异丙醇胺（DEIPA）是另一种被广泛应用

2、的新型三羟基叔胺，不仅能提高硅酸盐水泥的早期抗压强度，也能明显提高水泥的后期抗压强度。二乙醇单异丙醇胺于20世纪90年代开始生产，是一种无毒,其对皮肤的刺激性低于三乙醇胺、对环境友好的醇胺类精细化工产品，主要应用于表面活性剂，在水泥助磨剂、日化用品及织物柔顺剂等领域应用较多，生产和消费主要集中在中国、美国、韩国、印度、欧洲等国家和地区。中国于2011年开始规模化工业生产，消费领域绝大部分集中于水泥助磨剂。一、性质二乙醇单异丙醇胺（Ｃ７Ｈ１７Ｎ０３），又名1-[N,N-双(2-羟乙基)氨基]丙-2-醇，简称DEIPA，是一种无色或浅黄色透明，有氨味刺

3、激的粘稠性液体。在常温常压下性质稳定，产品性质如表1：表1二乙醇单异丙醇胺物化性质项目数值1熔点（℃）42闪点（℃）＞1123沸点（℃）3314密度g/mL(25℃)1.0795粘度mPa·s(25℃)16006折射率1.473～1.477二、产品应用在水泥助磨剂领域，早期用于水泥助磨剂的醇胺类化合物主要是多元醇，三乙醇胺等，随着水泥行业的发展，对分散性和后期强度的需求越来越高，三异丙醇胺在水泥助磨剂中的应用得到了快速发展。当水泥助磨剂从快速到平稳发展转变时，综合性能更优的二乙醇单异丙醇胺开始得到行业的广泛接受。二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺、三乙醇

4、胺均属于三羟烷基叔胺小分子化合物，三者具有类似的化学结构、类似合成路线、类似的物化性能及类似的应用领域。二乙醇单异丙醇胺目前主要在水泥助磨剂中应用，掺量为水泥质量的万分之0.5到万分之二，可以与多元醇、三乙醇胺以及无害的无机盐复合应用，既可以设计为高掺量产品用于增强多掺混合材，也可以设计为低掺量产品用于高标号水泥以达到增强提产的综合效果，其综合性能明显优于传统的醇胺化合物。三、产品优势对比在水泥及水泥混凝土应用中，与三异丙醇胺与三乙醇胺相比，具有类似或不相上下的基础特性——分散性，但其综合性能有明显的优势。据统计结果，在同样条件下，早期强度高于或不

5、低于三乙醇胺，后期强度远高于三乙醇胺；早期强度远高于三异丙醇胺，后期强度低于三异丙醇胺：1、适应性更好：既可应用在水泥助磨剂中，也可应用于水泥混凝土中。即可在低标号水泥中应用，激发早强降低熟料增加混合材，又可以用到高标号水泥中同时提高早期后期强度提高水泥性能；既有全面的增强性能，又有优异的助磨分散性能。2、早期增强性能：二乙醇单异醇胺具有优异的早强性能，却没有如三乙醇胺那样明显缩短凝结时间，也没有三乙醇胺那样对掺量的敏感，对水泥早期水化的影响更为柔和。3、后期增强性能：二乙醇单异丙醇胺的后强性能也优异，大幅领先三乙醇胺，与三异丙醇胺相比，在中低标号

6、水泥中不相上下，但在高标号特别是PI、PII型硅酸盐水泥中，后强一般要稍低于三异丙醇胺。用于水泥基材料中的二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺和三乙醇胺基于其结构的相似和区别，既有共同点，又有各自鲜明的个性。所以，在不同的场合，可以扬长避短发挥，以满足应用端的不同需求，发挥最大的技术经济效益。作为消费品，影响产品应用的因素很多，技术、成本、政策等是主要的决定因素，以上主要是从技术的角度分析，二乙醇单异丙醇胺具有较明显的优势；而三者的成本则与上下游及相关行业有非常紧密的联系，变化往往不可预期；政策的发展和推动虽然缓慢，但越来越有利于后来者的发展。预计二乙醇单

7、异丙醇胺、三异丙醇胺和三乙醇胺将在较长时间内成为水泥基应用中醇胺原料的主力，共同促进行业的发展，但处于更有利位置（1）的顺序将是二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺和三乙醇胺。四、产品生产情况二乙醇单异丙醇胺的生产路线主要有三种，第一，氧化烯烃与氨发生开环亲核加成反应而成，通过精馏分离得到产物；第二，以一异丙醇胺（ＭＩＰＡ）和环氧乙烷（ＥＯ）反应生成；第三，以二乙醇胺（ＤＥＡ）和环氧丙烷（ＰＯ）反应生成。二乙醇单异丙醇胺具有羟乙基和羟丙基的不对称结构，所以第二、三种生产路线具有优势。醇胺类产品的工业化生产主要有两种方法，间歇法和超临界连续法生产工艺。间歇法

8、生产工艺是常压下进行合成反应，存在生产效率低、能耗高、产品纯度低等缺陷。2011年9月，南京红宝丽醇胺化学有限公司采用连续