專利名稱：一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水煤漿添加劑制備領(lǐng)域，具體涉及一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法。
背景技術(shù)：
水煤漿是一種新型低污染代油燃料，通過(guò)物理方法使高固含量煤粉顆粒分散于水中從而轉(zhuǎn)變成流體燃料。水煤漿技術(shù)作為一種經(jīng)濟(jì)、清潔、高效的煤炭利用技術(shù)，在我國(guó)得到大力發(fā)展，具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能的特點(diǎn)，且由于其既具有成本低，又具有石油一樣的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，還具有方便輸送和利用的特點(diǎn)，受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。水煤漿分散劑是一種在分子內(nèi)同時(shí)具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的界面活性劑，即“兩親結(jié)構(gòu)”的乳化齊U。在分散過(guò)程中可形成雙電層，使分散質(zhì)帶電荷，電性斥力作用防止了微粒團(tuán)聚，形成了 穩(wěn)定的分散體系。目前關(guān)于水煤漿分散劑的研究已有很多，工業(yè)應(yīng)用的水煤漿分散劑主要有萘系、腐植酸系、木質(zhì)素系、聚羧酸系等產(chǎn)品，其中萘系分散劑與腐植酸系分散劑共同的缺點(diǎn)是煤漿穩(wěn)定性差，木質(zhì)素磺酸鹽系和聚羧酸系分散劑制得的煤漿流動(dòng)性不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是I)首先，將陰離子單體與磺酸鹽單體混合后加水?dāng)嚢杈鶆蛑频霉毯繛?0-40%的共聚物，共聚物中陰離子單體與磺酸鹽單體的質(zhì)量比為(6-15) (10-20)；2)其次，向共聚物中加入鏈轉(zhuǎn)移劑以及引發(fā)劑，然后攪拌均勻得混合物，鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為陰離子單體與磺酸鹽單體總質(zhì)量的5-20%，引發(fā)劑的加入量為陰離子單體與磺酸鹽單體總質(zhì)量的O. 1-1. 0% ；3)最后，將混合物在80_90°C的水浴中反應(yīng)4-5小時(shí)后冷卻至室溫，然后調(diào)節(jié)pH至9-10. 5，得到陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑。所述磺酸鹽單體為烯丙基磺酸鈉或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)。所述陰離子單體為衣康酸(IA)、丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸中任意兩種的混合物。所述陰離子單體為丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸中的任意一種與衣康酸(IA)的混合物。所述丙烯酸(AA)或甲基丙烯酸與衣康酸(IA)的質(zhì)量比(5-10) (1_5)。所述鏈轉(zhuǎn)移劑為異丙醇或次亞磷酸鈉。所述弓I發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀或氧化-還原引發(fā)體系。所述氧化-還原引發(fā)體系為過(guò)硫酸銨-亞硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀-亞硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀-亞硫酸氫鈉、過(guò)硫酸銨-硫代硫酸鈉或過(guò)硫酸鉀-硫代硫酸鈉，其中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為2:1。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在本發(fā)明所制備得到的水煤漿分散劑引入的磺酸基是防止聚合物膠聚的活性基團(tuán)，含磺酸基聚合物能抑制鈣、鎂垢，穩(wěn)定有機(jī)膦，而且能有效分散粘泥和金屬氧化物，不易結(jié)膠，是一類綜合性能優(yōu)越的聚合物分散劑；同時(shí)，磺酸基團(tuán)的引入使化合物的很多性能發(fā)生顯著變化，如水溶性增大，熱穩(wěn)定性增強(qiáng)及抗電解質(zhì)能力增大等，而這些性能的改變對(duì)于水煤漿分散劑而言，可以在水煤漿分散劑加入量減少的情況下既可以降低水煤漿的黏度，又可以使高固含量的水煤漿具有好的流動(dòng)性與穩(wěn)定性。進(jìn)一步的，本發(fā)明制備得到的分散劑分子中含有羧酸類、磺酸類等多功能基團(tuán)，共同發(fā)揮作用，提高了分散效果，且制備工藝簡(jiǎn)單，采用本發(fā)明的制備方法所得分散劑適用于多種煤種，特別是煤質(zhì)較差的煤種制漿，對(duì)固含量60-70%的水煤漿具有優(yōu)良的分散作用和穩(wěn)定作用。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例II)首先，將丙烯酸(AA)、衣康酸(IA)以及2-丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AMPS)按照AA IA AMPS=5 2 10的質(zhì)量比混合，然后加水?dāng)嚢杈鶆蛑频霉毯繛?0%的三元共聚物；2)其次，以次亞磷酸鈉為鏈轉(zhuǎn)移劑，將鏈轉(zhuǎn)移劑加入三元共聚物中，鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為AA、IA以及AMPS總質(zhì)量的5% ;3)然后，向三元共聚物中再加入AA、IA以及AMPS總質(zhì)量O. 5%的引發(fā)劑，攪拌均勻得混合物，引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨；4)最后，將混合物在80°C的水浴中反應(yīng)4小時(shí)后冷卻至室溫，然后調(diào)節(jié)pH至9，得到陰離子磺酸鹽型三元共聚物水煤漿分散劑。實(shí)施例2I)首先，將丙烯酸(AA)、衣康酸(IA)以及2_丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AMPS)按照AA IA AMPS=5 2 10的質(zhì)量比混合，然后加水?dāng)嚢杈鶆蛑频霉毯繛?0%的三元共聚物；2)其次，以次亞磷酸鈉為鏈轉(zhuǎn)移劑，將鏈轉(zhuǎn)移劑加入三元共聚物中，鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為AA、IA以及AMPS總質(zhì)量的7% ;3)然后，向三元共聚物中再加入AA、IA以及AMPS總質(zhì)量O. 7%的引發(fā)劑，攪拌均勻得混合物，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀；4)最后，將混合物在85°C的水浴中反應(yīng)5小時(shí)后冷卻至室溫，然后調(diào)節(jié)pH至10，得到陰離子磺酸鹽型三元共聚物水煤漿分散劑。實(shí)施例3I)首先，將丙烯酸(AA)、衣康酸(IA)以及2_丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AMPS)按照AA IA AMPS=5 2 10的質(zhì)量比混合，然后加水?dāng)嚢杈鶆蛑频霉毯繛?5%的三元共聚物；2)其次，以次亞磷酸鈉為鏈轉(zhuǎn)移劑，將鏈轉(zhuǎn)移劑加入三元共聚物中，鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為AA、IA以及AMPS總質(zhì)量的15% ;3)然后，向三元共聚物中再加入AA、IA以及AMPS總質(zhì)量1.0%的引發(fā)劑，攪拌均勻得混合物，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀-亞硫酸鈉，過(guò)硫酸鉀亞硫酸鈉的質(zhì)量比=2 I ;4)最后，將混合物在90°C的水浴中反應(yīng)4小時(shí)后冷卻至室溫，然后調(diào)節(jié)PH至10，得到陰離子磺酸鹽型三元共聚物水煤漿分散劑。實(shí)施例4
I)首先，將丙烯酸(AA)、衣康酸(IA)以及2_丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AMPS)按照AA IA AMPS=5 2 10的質(zhì)量比混合，然后加水?dāng)嚢杈鶆蛑频霉毯繛?0%的三元共聚物；2)其次，以次亞磷酸鈉為鏈轉(zhuǎn)移劑，將鏈轉(zhuǎn)移劑加入三元共聚物中，鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為AA、IA以及AMPS總質(zhì)量的10% ;3)然后，向三元共聚物中再加入AA、IA以及AMPS總質(zhì)量O. 9%的引發(fā)劑，攪拌均勻得混合物，引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨；4)最后，將混合物在85°C的水浴中反應(yīng)4小時(shí)后冷卻至室溫，然后調(diào)節(jié)pH至9，得到陰離子磺酸鹽型三元共聚物水煤漿分散劑。實(shí)施例5 I)首先，將丙烯酸(AA)、衣康酸(IA)以及2_丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AMPS)按照AA IA AMPS=5 2 10的質(zhì)量比混合，然后加水?dāng)嚢杈鶆蛑频霉毯繛?5%的三元共聚物；2)其次，以次亞磷酸鈉為鏈轉(zhuǎn)移劑，將鏈轉(zhuǎn)移劑加入三元共聚物中，鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為AA、IA以及AMPS總質(zhì)量的20% ;3)然后，向三元共聚物中再加入AA、IA以及AMPS總質(zhì)量O. 6%的引發(fā)劑，攪拌均勻得混合物，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀；4)最后，將混合物在80°C的水浴中反應(yīng)5小時(shí)后冷卻至室溫，然后調(diào)節(jié)pH至10. 5，得到陰離子磺酸鹽型三元共聚物水煤漿分散劑。實(shí)施例6I)首先，將甲基丙烯酸、衣康酸(IA)以及2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)按照甲基丙烯酸IA AMPS=IO I 15的質(zhì)量比混合，然后加水?dāng)嚢杈鶆蛑频霉毯繛?0%的三元共聚物；2)其次，以異丙醇為鏈轉(zhuǎn)移劑，將鏈轉(zhuǎn)移劑加入三元共聚物中，鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為甲基丙烯酸、IA以及AMPS總質(zhì)量的5% ;3)然后，向三元共聚物中再加入甲基丙烯酸、IA以及AMPS總質(zhì)量O. 1%的引發(fā)劑，攪拌均勻得混合物，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀-亞硫酸鈉，過(guò)硫酸鉀亞硫酸鈉的質(zhì)量比=2 I ;4)最后，將混合物在831的水浴中反應(yīng)4.5小時(shí)后冷卻至室溫，然后調(diào)節(jié)PH至10. 5，得到陰離子磺酸鹽型三元共聚物水煤漿分散劑。實(shí)施例7I)首先，將丙烯酸(AA)、衣康酸(IA)以及烯丙基磺酸鈉按照AA IA 烯丙基磺酸鈉=8 5 20的質(zhì)量比混合，然后加水?dāng)嚢杈鶆蛑频霉毯繛?0%的三元共聚物；2)其次，以異丙醇為鏈轉(zhuǎn)移劑，將鏈轉(zhuǎn)移劑加入三元共聚物中，鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為AA、IA以及烯丙基磺酸鈉總質(zhì)量的20% ;3)然后，向三元共聚物中再加入AA、IA以及烯丙基磺酸鈉總質(zhì)量1.0%的引發(fā)劑，攪拌均勻得混合物，引發(fā)劑為過(guò)硫酸鉀-硫代硫酸鈉，過(guò)硫酸鉀硫代硫酸鈉的質(zhì)量比=2 I ;4)最后，將混合物在87°C的水浴中反應(yīng)4. 5小時(shí)后冷卻至室溫，然后調(diào)節(jié)PH至9，得到陰離子磺酸鹽型三元共聚物水煤漿分散劑。水煤漿制備儀器為XM24型行星快速研磨機(jī)制備水煤漿，按照w (煤粉)w (水)w(分散劑)=60 29 :0. 5的比例在研磨罐中加入煤粉、分散劑和水；稱量200g研磨球加入罐中，將研磨罐固定在行星球磨機(jī)上，以轉(zhuǎn)速為500r/min研磨30min,取下研磨罐,倒入接收瓶中即得水煤漿。表觀黏度測(cè)試采用NXS-4C型水煤漿黏度儀，在剪切速率100s—1下預(yù)攪2min，靜停2min，于室溫下測(cè)定水煤漿表觀黏度。流動(dòng)性水煤漿流動(dòng)性采取目測(cè)法，分為A、B、C、D等四個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)的劃分如下A級(jí)為不間斷流動(dòng)出為間斷流動(dòng)且呈稠流體；(為間斷流動(dòng)且呈稠糊狀；D為不能流動(dòng)。
穩(wěn)定性測(cè)試按照文獻(xiàn)茅曄輝，朱書(shū)全，吳曉華，周玲妹，宋金梅，史娜。煤炭加工與綜合利用[J]. 2009(1) :44-48.進(jìn)行測(cè)試，具體內(nèi)容如下水煤漿的穩(wěn)定性是指水煤漿在儲(chǔ)存與運(yùn)輸過(guò)程中，保持其物性均勻能力的性質(zhì)。本試驗(yàn)中，水煤漿的穩(wěn)定性是將水煤漿試樣密封靜置保存7d后，觀察上層有無(wú)析水，然后用玻璃棒測(cè)試其是否有沉淀及沉淀類型。穩(wěn)定性按下述方法評(píng)定，特級(jí)表層無(wú)析水，底部無(wú)沉淀；一級(jí)表層有析水，底部有少許(不超過(guò)2mm)軟沉淀,無(wú)硬沉淀；二級(jí)表層有析水，底部軟沉淀厚度小于5mm,但無(wú)硬沉淀；三級(jí)表層有析水，底部軟沉淀厚度大于5_，無(wú)明顯硬沉淀；四級(jí)(不合格)表層有析水，底部有明顯硬沉淀。表I水煤漿的分散效果
權(quán)利要求
1.一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟 O首先，將陰離子單體與磺酸鹽單體混合后加水?dāng)嚢杈鶆蛑频霉毯繛?0-40%的共聚物，共聚物中陰離子單體與磺酸鹽單體的質(zhì)量比為(6-15) (10-20)； 2)其次，向共聚物中加入鏈轉(zhuǎn)移劑以及引發(fā)劑，然后攪拌均勻得混合物，鏈轉(zhuǎn)移劑的加入量為陰離子單體與磺酸鹽單體總質(zhì)量的5-20%，引發(fā)劑的加入量為陰離子單體與磺酸鹽單體總質(zhì)量的O. 1-1. 0% ； 3)最后，將混合物在80-90°C的水浴中反應(yīng)4-5小時(shí)后冷卻至室溫，然后調(diào)節(jié)pH至9-10. 5，得到陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于所述磺酸鹽單體為烯丙基磺酸鈉或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于所述陰離子單體為衣康酸、丙烯酸或甲基丙烯酸中任意兩種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于所述陰離子單體為丙烯酸或甲基丙烯酸中的任意一種與衣康酸的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于所述丙烯酸或甲基丙烯酸與衣康酸的質(zhì)量比(5-10) (1-5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于所述鏈轉(zhuǎn)移劑為異丙醇或次亞磷酸鈉。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于所述弓I發(fā)劑為過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀或氧化-還原引發(fā)體系。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法，其特征在于所述氧化-還原引發(fā)體系為過(guò)硫酸銨-亞硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀-亞硫酸鈉、過(guò)硫酸鉀-亞硫酸氫鈉、過(guò)硫酸銨-硫代硫酸鈉或過(guò)硫酸鉀-硫代硫酸鈉，其中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為,2 I0
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種陰離子磺酸鹽型水煤漿分散劑的制備方法，以陰離子單體與磺酸鹽單體為反應(yīng)單體，在引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑作用下，通過(guò)自由基聚合制備了一種三元共聚物，采用本發(fā)明的制備方法得到分散劑可以使固含量60-70%的水煤漿具有優(yōu)良的分散作用和穩(wěn)定作用，該分散劑適用于多種煤種，特別是煤質(zhì)較差的煤種制漿。
文檔編號(hào)C08F222/02GK102911313SQ201210288549
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者米小慧, 李小瑞, 牛育華, 李培枝, 王晨, 樊智良 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)