[发明专利]β-环糊精改性的木质素磺酸盐及其制备方法和应用与水煤浆的制备方法

说明书

本发明涉及水煤浆的制备领域，具体涉及β‑环糊精改性的木质素磺酸盐及其制备方法和应用与水煤浆的制备方法。该β‑环糊精改性的木质素磺酸盐含有由β‑环糊精提供的改性基团，所述改性基团和木质素磺酸盐之间通过环氧氯丙烷提供的连接链连接；其中，每g所述β‑环糊精改性的木质素磺酸盐含有的由β‑环糊精提供的改性基团的量为5‑25μmol。采用本发明的β‑环糊精改性的木质素磺酸盐作为分散剂所得的水煤浆具有更高的浓度、更好的流动性和稳定性。

技术领域

本发明涉及水煤浆的制备领域，具体涉及β-环糊精改性的木质素磺酸盐及其制备方法和应用与水煤浆的制备方法。

背景技术

水煤浆是煤化工中水煤浆气化炉的原料，我国每年水煤浆消耗量上亿吨，影响水煤浆性能和生产成本的因素主要包括原料煤、添加剂和制浆工艺，对于特定的工厂来说，制浆工艺和原料煤是确定的，因此，添加剂的价格和性能是影响水煤浆成本的第二大因素。分散剂是水煤浆添加剂的主要成分，研究开发低成本，同时具有高分散性和稳定性的高效水煤浆分散剂是水煤浆研究的重点领域。

来源于造纸废液的木质素磺酸盐，因其表面活性而被作为分散剂广泛用于水煤浆添加剂、水泥减水剂等行业，但是由于分子量分布宽、结构复杂，导致使用量大，而且降黏效果不好。本领域，可以通过以下数种方法对木质素磺酸盐进行改进：

(1)通过物理分离除去其中的灰分、糖类等小分子杂质，可增强木质素系分散剂的性能，利用超滤分级，得到分子量为10000-50000之间的木质素磺酸钠，这种分子量范围的木质素磺酸钠分散降黏效果最好，但是这种分离提纯的方法成本较高，且无法充分利用木质素磺酸钠，更重要的是，由于木质素磺酸钠结构没有改变，制浆效果仍不太理想。

(2)与其他种类的分散剂进行复配，比如与非离子型表面活性剂、萘磺酸甲醛缩聚物类、聚羧酸类复配，虽然都可以显著改善水煤浆的性能，扩大木质素系的应用范围，但与之复配的分散剂价格都高于木质素系，因此，复配的价格较高，而且，与物理分离一样，仍然没有从根本上改变木质素系分散剂的结构与表面性能。

(3)化学改性法：木质素的分子结构中含有羰基、酚羟基、醇羟基等活性基团，可以容易的通过化学反应在木质素分子中引入利于提高分散性能的官能团或结构，比如利用氧化反应增加羟基的含量，利用磺化反应增加磺酸根的数量，利用缩聚反应增大分子量，利用接枝共聚引入带羧基的分子结构。这些化学改性的方法，都是通过改变木质素的分子结构，得到了具有良好分散性和稳定性的木质素分散剂，可制备出性能优良的水煤浆，因此化学改性是制备高性能、低成本、适应性广的木质素分散剂的有效途径。其中，通过化学改性提高木质素系分散剂性能的探索研究从来没有间断过。

CN106397688A公开了一种以丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯为改性剂与木质素，得到一种聚合物改性的木质素衍生物，比普通木质素磺酸钠具有更好的空间位阻作用，分散效果更佳。但是，该聚合物改性的木质素衍生物是适用于颜色分散剂领域的，对水煤浆分散剂用的分散剂来说，一方面成本很高，而且在水煤浆领域的适用性也有待确认。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的水煤浆分散剂分散效果较差的缺陷，提供了一种用作水煤浆分散剂时具有优良分散效果的β-环糊精改性的木质素磺酸盐及其制备方法和应用与水煤浆的制备方法，采用本发明的β-环糊精改性的木质素磺酸盐作为分散剂所得的水煤浆具有更高的浓度、更好的流动性和稳定性。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种β-环糊精改性的木质素磺酸盐，该β-环糊精改性的木质素磺酸盐含有由β-环糊精提供的改性基团，所述改性基团和木质素磺酸盐之间通过环氧氯丙烷提供的连接链连接；其中，每g所述β-环糊精改性的木质素磺酸盐含有的由β-环糊精提供的改性基团的量为5-25μmol。