[发明专利]阳离子型水煤浆添加剂及其制备方法

说明书

本发明的涉及一种阳离子型水煤浆添加剂及其制备方法，解决了现有水煤浆添加剂成浆浓度和稳定性有待提高、添加量大的问题。技术方案包括将非离子单体和阳离子单体溶解于水溶液中，在自由基引发剂的存在下进行共聚反应，得到权利要求1所述化合物溶液，所述非离子单体为丙烯酰胺类聚合物单体，所述阳离子单体为含烯丙基的季铵盐类单体；所述非离子单体和阳离子单体的质量比为0～1:4。本发明工艺简单、操作简便，制得的添加剂添加量少、煤浆的成浆浓度高、煤种适应性广，且具有抗菌作用。

技术领域

本发明涉及一种水煤浆添加剂及其制备方法，具体的说是一种阳离子型水煤浆添加剂及其制备方法。

背景技术

我国富煤、贫油、少气的资源特点，决定了煤炭仍将在能源结构中占据支柱地位。但是，随着近年来全国性重度雾霾天气的频繁出现，国家各个层面对雾霾的成因高度关注，也对煤炭的清洁利用提出了更高的要求。

水煤浆是一种洁净煤基液体燃料，一般由一定粒度的煤(约60％～70％)和水(约30％～40％)，以及少量添加剂通过一定的加工工艺制备而成，其既保持了煤炭原有的理化性质，又能像石油一样具有良好的流变性、触变性和稳定性，可以泵送、雾化燃烧，提高燃烧效率，因此在当下能源短缺和环境污染问题日益严重的情况下，水煤浆受到了越来越多的关注。

作为一类粗分散体系，水煤浆必须依靠添加剂的作用实现其分散和稳定。添加剂吸附在煤粒表面，有效改善其疏水性质，将大量游离水释放出来，可以增强煤粉颗粒再水溶液的分散，赋予水煤浆以良好的流变性和稳定性。因此，添加剂是水煤浆制备的关键技术之一。

目前，国外应用最广泛的水煤浆添加剂是萘磺酸盐甲醛缩合物和聚苯乙烯磺酸盐，国内应用的水煤浆添加剂则以萘系、木质素系及腐植酸系为主。其中，萘系性能较稳定，但价格较高且有毒性；木质素系和腐植酸系价格便宜，但性能不稳定。这些添加剂普遍存在品质参差不齐、煤种适应性差、添加量大等问题，因此，开发一种高性能、低添加量的水煤浆添加剂是目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种添加量少、煤浆的成浆浓度高、煤种适应性广，且具有抗菌作用的阳离子型水煤浆添加剂。

本发明的另一目的是提供上述阳离子型水煤浆添加剂的制备方法。本发明水煤浆添加剂具有如下结构通式的化合物：

其中，m≥0，n>0，且m+n＝500～2000；R₁＝H，CH₃；R₂＝H，CH₃；R₃＝RCl^-，R＝CH₃，C₆H₅，所述化合物的分子量为35000～400000。

将非离子单体和阳离子单体溶解于水溶液中，在自由基引发剂的存在下进行共聚反应，得到所述化合物溶液，所述非离子单体为丙烯酰胺类聚合物单体，所述阳离子单体为含烯丙基的季铵盐类单体；所述非离子单体和阳离子单体的质量比为0～1:4。

所述丙烯酰胺类聚合物单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的一种；所述含烯丙基的季铵盐类单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、或甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵中的至少一种。

所述共聚反应的温度为40～80℃，反应时间为6～10h。

所述自由基引发剂的添加量为单体总质量的0.5％～0.8％。具体的可以为所述自由基引发剂为偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐或偶氮二异丁脒盐酸盐中中的一种。