[发明专利]一种接枝共聚物水煤浆分散剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种接枝共聚物水煤浆分散剂及其制备方法，具体包括：1)将熔化的苯酚与浓硫酸溶液混合，在90℃～110℃的条件下进行磺化反应，得到溶液B；2)向溶液B中加入甲醛溶液，在80℃～120℃的条件下进行聚合反应，反应结束后加入蒸馏水溶解，混合均匀得到溶液C；3)调节溶液C的pH至10～12，然后加入苯甲酰氯溶液，在80℃～100℃的条件下进行酰化反应，得到粗产物；4)对粗产物进行多次静置沉淀，将沉淀物减压蒸馏后得到粘稠液体，即制得水煤浆分散剂。本发明的接枝共聚物水煤浆分散剂，是梳形两亲性分子，具有高磺化度、高亲水性，其主体结构单元为苯环疏水基团、磺酸基亲水基团，针对低阶煤种制浆效果显著，降黏效果和分散效果好。

技术领域

本发明涉及分散剂技术领域，尤其涉及一种接枝共聚物水煤浆分散剂及其制备方法。

背景技术

水煤浆技术是一种洁净的煤炭利用方式，目前正获得越来越多的关注。水煤浆一般由60％～70％的煤粉、30％～40％的水与约1％的化学添加剂(分散剂、稳定剂等)通过物理的方法加工而成。而作为一个粗分散体系，水煤浆必须依靠添加剂的分散稳定作用来实现其高浓度和高稳定性，特别是在制备高浓度水煤浆时，添加剂的作用尤为关键。现有的水煤浆分散剂种类主要有木质素系、脂肪族系、萘系、聚羧酸系分散剂。而低阶煤种属难制浆煤，传统水煤浆分散剂缺乏针对性，制浆效果一般，严重制约了低阶煤种的发展利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种接枝共聚物水煤浆分散剂及其制备方法，旨在解决低阶煤难制浆，成浆效果差的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种接枝共聚物水煤浆分散剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)取一定量的苯酚，在40℃～60℃条件下加热搅拌10min～15min，待其熔化后得到溶液A；然后向溶液A中加入浓硫酸溶液，在90℃～110℃的条件下继续搅拌1h～3h，进行磺化反应，得到溶液B；

步骤2)向溶液B中加入甲醛溶液，在80℃～120℃的条件下搅拌2h～4h，进行聚合反应，反应结束后加入蒸馏水溶解，混合均匀得到溶液C；

步骤3)用碱性调节剂将溶液C的pH调至10～12，然后加入苯甲酰氯溶液，在80℃～100℃的条件下搅拌1.5h～3.5h，进行酰化反应，得到粗产物；

步骤4)对粗产物进行多次静置沉淀，将沉淀物减压蒸馏后得到粘稠液体，即制得接枝共聚物水煤浆分散剂。

优选的，步骤1)中，所述的苯酚与浓硫酸溶液的摩尔比为1：1～1.4。

优选的，步骤2)中，所述的甲醛溶液与苯酚的摩尔比为0.7：1，所述的甲醛溶液的质量分数为37％。

优选的，步骤3)中，所述的苯甲酰氯溶液与苯酚的摩尔比为1.5：1，所述的苯甲酰氯溶液的质量分数为＞95％。

优选的，步骤3)中，所述碱性调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

进一步地，步骤4)还包括：将所述粘稠液体进行干燥，便于分散剂的存储运输。

本发明还提供由上述制备方法制得的接枝共聚物水煤浆分散剂，所述水煤浆分散剂的结构式为其中M为Na、K中的一种。

煤的有机质由两部分构成:一部分是环状大分子化合物，主要是芳香结构；另一部分是链状低分子化合物。环状大分子化合物是煤有机质的主要成分，一般占比为90％以上；有关研究表明，煤中碳的含量为70％-83％时，则结构单元平均环数为2左右。本发明的接枝聚合物水煤浆分散剂，其每个结构单元中达到2个苯环，分散剂的疏水官能团与低阶煤分子中的环状大分子物质匹配度更高，达到紧密结合的程度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：