[发明专利]一种腐殖酸苯乙烯磺酸钠接枝共聚物水煤浆分散剂的制备方法

说明书

一种腐殖酸苯乙烯磺酸钠接枝共聚物水煤浆分散剂的制备方法，此类水煤浆分散剂的结构特点是以腐殖酸的骨架结构为主链，在侧链上接枝聚苯乙烯磺酸钠链段，聚苯乙烯磺酸钠链段的键入，在增大电荷密度的同时促进分散剂在煤粒表面的吸附。此类分散剂的制备方法是：通过腐殖酸与溴代异丁酰溴的酰化反应，制备溴化腐殖酸大分子引发剂；利用溴代腐殖酸引发苯乙烯磺酸钠单体的原子转移自由基聚合，制备腐殖酸苯乙烯磺酸钠接枝共聚物粗产物；利用透析技术除去杂质，干燥后得到腐殖酸苯乙烯磺酸钠接枝共聚物粉末状产品。利用的原子转移自由基聚合属于可控/活性聚合，可精确控制产物结构。发明所提出的腐殖酸苯乙烯磺酸钠接枝共聚物具有优越的分散降粘作用。

技术领域

本发明涉及煤化工助剂技术领域，特别涉及一种腐殖酸苯乙烯磺酸钠接枝共聚物水煤浆分散剂的制备方法。

背景技术

在我国能源结构中，煤炭资源占有很大比重，而且在未来一段时间内，煤炭还将是我国主要的能源形式。但煤炭资源的大量使用，会产生大量的碳排放，造成严重的环境污染。因此，高效、绿色的使用煤炭资源是我国亟需解决的科学问题。水煤浆是一种清洁煤基液体燃料，它一般由62％-70％的煤粉，29％-37％的水，及1％的化学添加剂组成。作为新型清洁液体燃料，水煤浆具有燃烧效率高，发热量大，使用运输安全，污染小等优势。目前，在国内外已得到快速推广应用。

工业生产及使用过程中对水煤浆的基本要求是在保障低粘度及浆体稳定性的前提下尽可能的提升成浆浓度，以提升发热量，降低生产及使用成本。因此，成浆过程中少量的化学添加剂具有非常重要的作用。这其中，水煤浆分散剂能有效改善煤粒表面的润湿性及电特性，促使煤粒均匀稳定分散，有效降低浆体粘度。是本领域内研究的热点问题。

目前，工业应用较多的水煤浆分散剂有萘系、木质素系、聚羧酸系及腐殖酸等。但都存在着一定不足。例如，萘系分散剂性能优越，但浆体稳定性差，且其原料来源于化石燃料，生产成本高，价格波动大，生产过程中需用到甲醛、浓硫酸等，生产污染大；木质素类分散剂浆体的稳定性优异但分散性能较差；聚羧酸系分散剂性能优异但生产成本高，无法实现规模应用。

腐殖酸来源于低阶褐煤，是一种生物质资源，使用成本低，其分子骨架结构与煤具有较高的相似性，且结构中具有丰富的羧基、酚羟基等含氧活性官能团。因此，腐殖酸也可作为水煤浆分散剂。但目前腐殖酸类分散剂存在着分散性能差，与萘系产品存在较大差距，使用过程中容易受环境pH值、金属离子等因素影响的问题。因此，一些专利及文献相继报道了通过化学改性来完善腐殖酸的分散性能。例如，专利CN104152195A公开了一种两性腐殖酸盐水煤浆分散剂的制备及应用。但相关研究所用的改性方法为传统自由基聚合或缩聚反应，改性过程中对产物结构无法精确控制；且所选用的改性单体有限，没有引入带苯环的单体以进一步增大分散剂在煤表面的吸附。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种腐殖酸苯乙烯磺酸钠接枝共聚物水煤浆分散剂的制备方法，解决了现有腐殖酸系水煤浆分散剂分散效果差，使用过程中容易受环境pH值、金属离子等因素影响的不足的问题，利用的原子转移自由基聚合属于可控/活性聚合，可精确控制产物结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种腐殖酸苯乙烯磺酸钠接枝共聚物水煤浆分散剂，以腐殖酸分子骨架为主链结构，侧链上接枝聚苯乙烯磺酸钠链段。

一种腐殖酸苯乙烯磺酸钠接枝共聚物水煤浆分散剂的制备方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)将腐殖酸分散于二氯甲烷中，向分散体系中加入三乙胺，并将体系移入低温恒温反应浴中，反应浴温度为0℃，待温度平衡后，逐滴滴入溴代异丁酰溴，滴加持续0.5小时，滴加完毕后将体系移出，并在室温下继续反应5小时，反应结束后，抽滤，并用去离子水冲洗滤渣直至中性，干燥后即得溴化腐殖酸大分子引发剂；