专利名称：一种浆体稳定性及用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及以一种高性能浆体稳定剂提高浆体尤其是水煤浆、水焦浆、石灰石和纳米氧化铁浆体稳定性的方法。
背景技术：
浆体材料在越来越多的领域获得广泛的应用，日益受到重视。但由于浆体材料是一类固、液两相分散体系，固体在液体中容易发生沉淀和分层影响浆体的使用性能。因此， 提高浆体稳定性、改善浆体的流变特性，降低浆体中游离离子含量具有很高的现实价值，相关技术有广阔的应用前景。目前，在提高浆体稳定性方面，有使用稳定剂提高体系粘度、使用沉淀剂消除金属离子，添加胶体提高粒子表面电性、提高粒子间相互作用等方法。中国发明专利ZL011380632提出了一种以磨机并联制备宽粒度分布浆体的方法，该方法可以改善浆体中粒子的级配，加强粒子间的相互作用，但无法改善浆体在低剪切速率下的粘度，因此提高浆体的稳定性的效果有限。中国发明专利申请87101648提出了以控制浆体中离子含量提高浆体稳定性的方法，该方法虽然可以减弱钙、镁离子对浆体性能的影响，但无法减缓各种状态下浆体中粒子的沉淀速度。中国发明专利申请02133384. X提出了一种浆料的制作方法，该方法考虑了以细化浆体中粒子的粒径降低沉淀速度，但该方法能耗过高，且粘度过高，不适用于微米级的浆体的制备和输送。综上所述，必须提高浆体材料的稳定性，控制浆体在不同状态下的粘度，提高浆体稳定性，已经称为浆体制造领域中需要解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种高性能浆体稳定剂，加入浆体后，稳定剂可以螯合浆体中的有无机离子，使离子之间能够有效桥联、并使浆体在低剪切速率下具有较高的粘度来保持浆体良好的静态稳定性，而在高剪切速率下其粘度迅速降低，来保证良好的输送和使用性能。不显著增加浆体在高剪切速率下粘度的方法；1)本发明不需要对现有浆体制造体系进行改造；幻本发明的稳定剂可以调节浆体中影响浆体性能游离离子的含量；3)本发明操作方便，用量少，成本低，具有较高的推广应用价值。本发明的技术方案是，浆体稳定剂及用途，用于提高浆体稳定性的方法，在水煤浆、水焦浆中添加高性能稳定剂，是一类聚丙烯酰胺马来酸聚丙烯酸甲酯接枝共聚物，聚丙烯酰胺的分子量为50000 2000000，丙烯酸甲酯的接枝率为1 15% (聚丙烯酸甲酯，马来酸接枝率为2 30% (指聚丙烯酸甲酯、马来酸质量和聚丙烯酰胺质量之比)。接枝共聚物可以三元共聚或聚丙烯酰胺与丙烯酸甲酯，马来酸接枝反应。分子结构上利用聚丙烯酰胺改善浆体的流变性能；分子结构上利用接枝的马来酸螯合金属离子；利用聚丙烯酸甲酯分散无机矿物，其加入量仅为10 150ppm。针对不同浆体，通过调节该稳定剂的分子量从而达到较少添加量的效果，其加入量仅为10 150ppm。将上述聚合物的溶液加入浆体中，即可改变浆体的流变特性，螯合浆体中的游离金属离子，降低浆体的离子含量，显著提高浆体的稳定性。本发明有益效果是，与现有技术相比，1)本发明是一种不显著增加浆体在高剪切速率下粘度的方法；幻本发明不需要对现有浆体制造体系进行改造；幻本发明的稳定剂可以调节浆体中影响浆体性能游离离子的含量；4)本发明操作方便，用量少，成本低，具有较高的推广应用价值。
具体实施例方式实施例1 在IOOOg浓度为64%的大同煤水煤浆(煤粒的平均粒度为42. 0 μ m)中，加入lg， 1 %的稳定剂溶液(分子量为200000，马来酸接枝率为12%，丙烯酸甲酯的接枝率为1 %，分子量为2000，用量为IOppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例2:在IOOOg浓度为64%的大同煤水煤浆(煤粒的平均粒度为42. 0 μ m)中，加入2g， 1 %的稳定剂溶液(分子量为200000，马来酸接枝率为12%，丙烯酸甲酯的接枝率为1 %，分子量为2000，用量为20ppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例3:在IOOOg浓度为64%的大同煤水煤浆(煤粒的平均粒度为42. 0 μ m)中，加入8g， 的稳定剂溶液(分子量为65000，马来酸接枝率为12%，丙烯酸甲酯的接枝率为1%，用
量为80ppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例4:在IOOOg浓度为75%的水石灰石浆(石灰石微粒的平均粒度为10. 7μπι)中，加入 4g，l%的稳定剂溶液(分子量为400000，马来酸接枝率为观％，丙烯酸甲酯的接枝率为1， 5%，用量为40ppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例5:在IOOOg浓度为75%的水石灰石浆(石灰石微粒的平均粒度为10. 7μπι)中，加入6g，的稳定剂溶液(分子量为400000，马来酸接枝率为观％，丙烯酸甲酯的接枝率为 15%，用量为60ppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例6:在IOOOg浓度为75%的水石灰石浆(石灰石微粒的平均粒度为10. 7μπι)中，加入8g，的稳定剂溶液(分子量为400000，马来酸接枝率为观％，丙烯酸甲酯的接枝率为 15%，用量为80ppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例7:在IOOOg浓度为68%的齐鲁石油焦水焦浆(石油焦微粒的平均粒度为32. 3 μ m) 中，加入1. 5g，的稳定剂溶液(分子量为800000，马来酸接枝率为5 %，丙烯酸甲酯的接枝率为15%，用量为15ppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例8
在IOOOg浓度为68%的齐鲁石油焦水焦浆(石油焦微粒的平均粒度为32. 3 μ m) 中，加入3. 5g，的稳定剂溶液(分子量为800000，马来酸接枝率为5 %，丙烯酸甲酯的接枝率为15%，用量为35ppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例9 在IOOOg浓度为68%的齐鲁石油焦水焦浆(石油焦微粒的平均粒度为32. 3 μ m) 中，加入5g，1 %的稳定剂溶液(分子量为800000，马来酸接枝率为5 %，丙烯酸甲酯的接枝率为15%，用量为50ppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例10 在IOOg浓度为67 %的水纳米氧化铁浆(氧化铁微粒的平均粒度为472nm)中，加入1.0g，l%的稳定剂溶液(分子量为1800000，马来酸接枝率为2%，丙烯酸甲酯的接枝率为7%，用量为IOOppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例11 在IOOg浓度为67 %的水纳米氧化铁浆(氧化铁微粒的平均粒度为472nm)中，加入1.3g，l%的稳定剂溶液(分子量为1800000，马来酸接枝率为2%，丙烯酸甲酯的接枝率为7%，用量为130ppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。实施例12 在IOOg浓度为67 %的水纳米氧化铁浆(氧化铁微粒的平均粒度为472nm)中，加入1.5g，l%的稳定剂溶液(分子量为1800000，分子量为1800000，马来酸接枝率为2%，丙烯酸甲酯的接枝率为7%，用量为150ppm)，搅拌5分钟制得浆体，测量其流变性能，静置观察其静态稳定性。用GB-T 18856. 5-2008评价浆体的稳定性，以GB-T 18856. 4-2008测定浆体在IS4 和100S—1剪切速率下的粘度，将常用稳定剂CMC (羧甲基纤维素钠)和黄原胶代替上述稳定剂重复上述实验，实验结果如下表1添加不同类型稳定剂浆体的稳定性
浆体的沉降速率(％/d)水煤浆水焦浆水石灰石浆水纳米氧化铁浆空白1.1132.393.315.62本发明高性能5 剂IOppm0.01215ppm0.01640ppm0.062IOOppm0.59120ppm0.00935ppm0.01260ppm0.02813 Oppm0.4228 Oppm0.0065 Oppm0.0318 Oppm0.01915 Oppm0.271羧甲基纤维葉IOOppm0.236200ppm0.39615 Oppm1.1623 OOppm3.2693 OOppm0.0865 OOppm0.371400ppm0.979600ppm1.421黄原胶5 Oppm0.8918 Oppm0.99675ppm0.825120ppm4.628
权利要求
1.一种浆体稳定性的用途，其特征是浆体稳定剂为聚丙烯酰胺马来酸聚丙烯酸甲酯接枝共聚物，分子结构上利用聚丙烯酰胺改善浆体的流变性能；分子结构上利用接枝的马来酸螯合金属离子；利用聚丙烯酸甲酯分散无机矿物，其加入量仅为10 150ppm。
2.根据权利要求1所述的浆体稳定性的用途，其特征是聚丙烯酰胺的分子量为 50000 2000000，聚丙烯酸甲酯分子量为2000 20000，接枝率为1 15%，马来酸接枝率为2 30%。
3.浆体稳定剂，其特征是聚丙烯酰胺马来酸聚丙烯酸甲酯接枝共聚物，聚丙烯酰胺的分子量为50000 2000000，聚丙烯酸甲酯的接枝率为1 15 %，马来酸接枝率为2 30 %， 接枝率指聚丙烯酸甲酯、马来酸质量和聚丙烯酰胺质量之比。
全文摘要
本发明公开了一种浆体稳定剂及用途，采用聚丙烯酰胺马来酸聚丙烯酸甲酯接枝共聚物，聚丙烯酰胺的分子量为50000～2000000，聚丙烯酸甲酯的接枝率为1～15％，马来酸接枝率为2～30％，接枝率指聚丙烯酸甲酯、马来酸质量和聚丙烯酰胺质量之比。分子结构上利用聚丙烯酰胺改善浆体的流变性能；分子结构上利用接枝的马来酸螯合金属离子；利用聚丙烯酸甲酯分散无机矿物，其加入量仅为10～150ppm。可以显著改善浆体的流变性能，提高浆体的稳定性。对多种浆体具有稳定效果；能够使浆体在不同剪切速率下表现出适宜的粘度；操作方便、用量少、成本较低，具有较高的推广应用价值。
文档编号C01F11/18GK102517106SQ20111041583
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者何其慧, 刘波, 胡柏星 申请人:南京大学