[发明专利]一种具有大分子大支链的两性聚羧酸盐类分散剂及制法

说明书

本发明提供水煤浆分散剂的制备方法及由该方法制得的水煤浆分散剂。本发明的水煤浆分散剂的制备方法包括：采用自由基聚合的方法使丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和三甲基烯己基溴化铵合成一种具有大分子大支链的两性聚羧酸盐类分散剂。其中各原料的用量为甲基烯丙醇聚氧乙烯醚20%，三甲基烯己基溴化铵3.5%，丙烯酸31.4%，苯乙烯磺酸钠45.1%。本发明的合成方法步骤简捷，反应条件便于控制，产物易于提纯，该分散剂在用量为干基煤的0.5%制备水煤浆的时候，表现出优异的降黏作用。

技术领域

本发明属于洁净煤利用技术领域，具体涉及一种具有大分子大支链的两性聚羧酸盐类分散剂及其制法。

背景技术

聚羧酸盐类分散剂具有结构灵活可控的特点，可以针对特定煤样“量体裁衣”，设计最优分散剂结构。目前该过程尚停留在试验设计阶段，即应用合成的系列分散剂制备水煤浆，通过对比水煤浆的性质筛选出最佳分散剂结构。一般地，匹配分散剂的过程可在实验室实现，节能环保且效率高。专用分散剂的合成可以最大程度上提高水煤浆的质量，可完全避免盲目选用分散剂而造成的不必要的经济和效率的损失，这对工业生产非常有意义。设计过程一般涉及合成单体的选择(包括磺酸、羧酸、聚氧烷烯等基团的不饱和单体)和主侧链的长度，另外，合成条件(包括反应温度、引发剂用量、单体的加入顺序及方式等)也会影响分散剂的效果。目前，前人在研究高效羧酸盐类分散剂方面做了很多工作，但是由于该分散剂的合成变量较多，尚需要积累更多设计合成高效专用分散剂的经验。

两性聚羧酸盐类分散剂是指引入适量的阳离子单体合成得到的聚羧酸盐类分散剂。目前应用较多的阳离子单体有二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)、三甲基烯丙基溴化铵(ATMA)等。带有阳离子的聚羧酸盐类分散剂在带有负电的煤颗粒表面的吸附锚固作用增强，因此它对水煤浆的分散降黏作用更强。引入适量的阳离子单体实际上是对聚羧酸盐类分散剂的优化升级，但是引入哪一种阳离子单体、怎么引入、引入多少，这些问题的解决仍然需要大量的实践基础。

专利CN 110078869A公开了一种梳形两性分散剂的制备方法。本发明涉及分散剂技术领域，尤其是水煤浆分散剂。该梳型两性分散剂的制备方法，通过准备丙烯酸30-60份、烯丙醇聚氧乙烯醚10-40份、2-(二甲氨基)乙醇10-45份、1，3-丙磺酸内酯15-50份和引发剂0.2-5份，得到一种梳型两性分散剂，制得的梳型两性分散剂亲水性和稳定性更好，分散性较佳。专利CN101564663A公开了一种两性水煤浆分散剂及其制备方法。两性水煤浆分散剂及其制备方法，采用聚乙二醇和阻聚剂对苯二醌混合后再依次加入丙烯酸、催化剂对甲苯磺酸和带水剂二甲苯，升温反应减压蒸馏，得到棕黄透明的液体；将棕黄透明的液体用Na₂CO₃溶液调到中性，然后用饱和的NaCl溶液洗涤，再用30mL乙醚萃取，得到中间产物Ⅰ；将用去离子水、磺酸盐或磺酸、阳离子单体和亚硫酸氢钠，搅拌溶解，然后滴加中间产物Ⅰ的水溶液和过硫酸盐水溶液反应，得到两性离子分散剂的聚合物溶液。该分散剂可以明显改善煤粒表面的电荷状况进而改变煤表面的疏水性，因而起到很好的降黏效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种具有大分子大支链的两性聚羧酸盐类分散剂，结构式如下：

本发明的另一目的是提供上述两性聚羧酸盐类分散剂的制备方法，是以丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、甲基烯丙醇聚氧乙烯醚和三甲基烯己基溴化铵作为原料，采用自由基聚合的方法合成一种具有大分子大支链的两性聚羧酸盐类分散剂。

上述具有大分子大支链的两性聚羧酸盐类分散剂的合成路线如下：

上述具有大分子大支链的两性聚羧酸盐类分散剂的制备方法，步骤如下：