專利名稱：聚苯乙烯-馬來酸酐衍生物水煤漿添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水煤漿添加劑及其制備方法，特別是一種聚苯乙烯-馬來酸酐衍生物水煤漿添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
水煤漿的問世源于20世紀70年代的世界石油能源危機。當時全世界在石油能源危機的經(jīng)濟大衰退之后，清醒地認識到石油天然氣作為清潔能源，并不是取之不盡用之不竭的。我國礦物能源以煤為主，豐富的煤炭依然是長期可靠的主要能源。2010年，我國一次能源消費結(jié)構(gòu)中煤占60%左右。大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，高效清潔利用我國煤炭資源，對于促進能源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，滿足國民經(jīng)濟快速穩(wěn)定發(fā)展需要，具有極其重要的戰(zhàn)略意義。然而，傳統(tǒng)的燃煤方式會造成嚴重大氣污染，而水煤漿則是煤炭液化的最佳成果，也是煤炭潔凈利用最廉價的實用技術(shù)，水煤漿作為代油燃料可以有效減少環(huán)境污染。
水煤漿由70 %左右的煤、30 %的水及少量化學(xué)添加劑制成，是一種漿體燃料，可以像油一樣泵送、霧化、貯存和穩(wěn)定燃燒，其熱值相當于燃料油的一半，可代替燃料油用于鍋爐、電站、工業(yè)爐和窯爐，用于代替煤炭燃用，具有燃燒效益高、負荷調(diào)整便利、減少環(huán)境污染、改善勞動條件和節(jié)省用煤等優(yōu)點。水煤漿的流變性是影響水煤漿的貯存、運輸及霧化噴燃性能的重要因素。在水煤漿制備時，希望其靜態(tài)粘度較大而防止沉淀，動態(tài)時有較低的粘度，以便于輸送和霧化燃燒。水煤漿的穩(wěn)定性是衡量水煤漿質(zhì)量的一項重要指標，它是指水煤漿在運輸和貯存過程中，可保持其物性均勻的一種性質(zhì)。
常用的水煤漿分散劑主要有陰離子型、非離子型和兩性離子添加劑。陰離子型添加劑主要有以下幾種(1)木質(zhì)素磺酸鹽主要由木漿或造紙廠廢紙漿制備的水煤漿添加劑，優(yōu)點是穩(wěn)定性較好，析水量少，原料豐富，價格便宜，缺點是粘度較大，漿體較粗糙，需與其它分散劑配合使用；(2)腐植酸及磺化腐植酸系列主要提取自低階煤，分散性能優(yōu)于木質(zhì)素磺酸鹽，但漿體穩(wěn)定性差，對金屬離子敏感，易生成硬沉淀，對制漿水質(zhì)要求較高；(3) 較高縮合度的萘磺酸鹽在水煤漿工業(yè)上應(yīng)用較廣，優(yōu)點是成漿性好，降粘幅度大，漿體流動性好，缺點是穩(wěn)定性較差，析水率較高，放置M小時即產(chǎn)生硬沉淀；(4)聚烯烴衍生物系列聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)是此類添加劑中的代表，優(yōu)點是用量少，成漿性和穩(wěn)定性均優(yōu)于傳統(tǒng)添加劑，但價格昂貴；( 聚羧酸及羧酸鹽系列常以不飽和羧酸單體、馬來酸鹽與其它單體共聚而成，如丙烯酸酯與苯乙烯磺酸鹽共聚物，其對水煤漿具有分散和穩(wěn)定的雙重作用，但價格較高。
非離子型添加劑主要有聚氧乙烯醚類、聚氧乙烷系列和聚氧乙烯/聚氧丙烷嵌段聚醚等幾類。優(yōu)點是聚合物的親水/親油性和相對分子量易于調(diào)節(jié)和控制，受水質(zhì)和煤中可溶物影響較小，缺點是價格貴，需配用消泡劑，流動性不太理想，不易制備高濃度水煤漿。
兩性離子添加劑是指添加劑分子中同時帶有陰、陽離子基團的高分子聚合物，是在傳統(tǒng)的聚羧酸陰離子型添加劑的基礎(chǔ)上引入陽離子單體制備而成的兩性離子聚合物。與傳統(tǒng)的聚羧酸陰離子型水煤漿添加劑相比，陽離子單體的引入使添加劑與煤表面的相互作用方式由單一的氫鍵吸附變?yōu)闅滏I吸附和靜電吸附雙重作用，更能有效改善煤粒表面的疏水性，降低表面自由能，從而達到降低水煤漿粘度的作用。缺點是水煤漿中煤粒與兩性離子添加劑作用后引入的陽離子電荷，導(dǎo)致kta電位(電子云的內(nèi)外電位差)顯著降低，煤粒間排斥作用減弱，體系呈凝聚趨勢，因此穩(wěn)定性有所降低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種聚苯乙烯-馬來酸酐衍生物水煤漿添加劑及其制備方法，這種水煤漿添加劑可顯著降低水煤漿的粘度，提高流動性，并且使水煤漿長時間不發(fā)生硬沉淀，穩(wěn)定性明顯提高。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明提供了一種聚苯乙烯-馬來酸酐衍生物水煤漿添加劑，化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為
權(quán)利要求
1.-種聚苯乙烯-馬來酸酐衍生物水煤漿添加劑，其特征在于，化學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下O:-OO- Na+ R其中，6 < η < 10，R代表以下取代基中的任何一種NHI寧(V Na NHSO3- Na+
2.一種聚苯乙烯-馬來酸酐衍生物水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟步驟一取60克的聚苯乙烯-馬來酸酐，溶解在300ml有機溶劑中，在油浴40 60°C 下以250 300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌，并保溫20 30分鐘；步驟二 取30 90克的氨基萘磺酸，溶解在IOOOml質(zhì)量分數(shù)為1. 5 3%的堿溶液中，用滴液漏斗緩慢滴加，控制滴速使其在15 30分鐘內(nèi)滴完，在油浴40 60°C、250 300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌條件下反應(yīng)6 18小時。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述聚苯乙烯-馬來酸酐的分子量為 1200 2000g/mol。
4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述有機溶劑為丙酮或N，N-二甲基甲酰胺。
5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述步驟二中所用堿溶液為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。
6.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述氨基萘磺酸為4-氨基-1-萘磺酸， 或5-氨基-1-萘磺酸，或7-氨基-1-萘磺酸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚苯乙烯-馬來酸酐衍生物水煤漿添加劑及其制備方法。該制備方法包括以下步驟取60克的聚苯乙烯-馬來酸酐，溶解在300ml有機溶劑中，在油浴40～60℃下以250～300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌，并保溫20～30分鐘；取30～90克的氨基萘磺酸，溶解在1000ml質(zhì)量分數(shù)為1.5～3％的堿溶液中，用滴液漏斗緩慢滴加，控制滴速使其在15～30分鐘內(nèi)滴完，在油浴40～60℃、250～300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌條件下反應(yīng)6～18小時。本發(fā)明的聚苯乙烯-馬來酸酐衍生物水煤漿添加劑是一種優(yōu)秀的水煤漿添加劑，化學(xué)結(jié)構(gòu)可控，可明顯降低煤水界面張力，是一種適用煤種范圍寬，用量少，高效的水煤漿添加劑。
文檔編號C10L1/24GK102504893SQ20111034033
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者洪玲玲, 駱明香 申請人:江西和谷納米材料技術(shù)有限公司