本发明涉及分散剂制备领域，特别涉及一种复合型水煤浆分散剂及其制备方法。
背景技术：
：我国是一个煤炭资源比较丰富而石油资源相对匮乏的国家，作为能源清洁化技术之一的水煤浆技术，不仅可以缓解石油资源的紧缺，同时还减少了so2和nox的排放，因此受到各国的重视。作为水煤浆技术的核心，水煤浆添加剂的开发起着举足轻重的作用。分散剂在水煤浆的制备中起着非常重要的作用，现有的水煤浆分散剂主要有萘系、聚丙烯酸系、聚烯烃系、木质素系、腐殖酸系及非离子型分散剂等。聚羧酸系列水煤浆分散剂是新一代分散剂，具有结构灵活、可以根据实际需要改变分子量和分子结构特点，是目前制备高浓度低粘性的优质水煤浆的首选，但是聚羧酸系列水煤浆在使用过程中在较低的添加量时分散降黏能力较好,而随添加量的增加,浆体的黏度上升较快，因此，发明一种复合型水煤浆分散剂及其制备方法来解决上述问题很有必要。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种复合型水煤浆分散剂及其制备方法，通过制备碱木素分散剂与聚羧酸系水煤浆分散剂混合，麦草碱木素是一种具有复杂分子结构的芳香族高分子化合物，它含有酚羟基、醇羟基、羧基和甲氧基等多种官能团，具有结构灵活、可以根据实际需要改变分子量和分子结构特点，具有较高的反应活性，引入活性中间体对碱木素进行高效磺化,然后进行共聚反应，可以作为高效水煤浆分散剂，是目前制备高浓度低粘性的优质水煤浆的首选，能够保证在分散剂较高的添加量时仍具有较好的降黏能力，以解决聚羧酸系列水煤浆在使用过程中在较低的添加量时分散降黏能力较好,而随添加量的增加,浆体的黏度上升较快的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合型水煤浆分散剂，包括聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂，所述聚羧酸系水煤浆分散剂由以下成分组成：聚羧酸大单体、丙烯酸、丙乙烯磺酸、对苯二酚、氧化剂、碱和异丙醇，所述碱木素分散剂由以下成分组成：麦草碱木素、碱、甲醛、磺化剂和活性单体，所述聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂中各成分按照质量份数采用以下配比：聚羧酸大单体30-40份、丙烯酸2-10份、丙乙烯磺酸15-25份、对苯二酚2-8份、氧化剂0.5-5份、碱2-15份、异丙醇5-10份、麦草碱木素50-70份、碱0.5-4份、甲醛20-40份、磺化剂10-20份、活性单体10-20份。优选的，所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸铵或者过硫酸，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，硫化剂为亚硫酸钠或浓硫酸，活性单体为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。优选的，一种复合型水煤浆分散剂的制备方法，具体制备步骤为：步骤一：将对苯二酚和异丙醇加入烧瓶中后添加适量的去离子水，使用套式恒温器将烧瓶加热，加热温度为70-100℃，加热时间为3-5min；步骤二：用滴液漏斗连续、慢速向烧瓶中依次滴入活性单体、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠和过硫酸钾，滴完后，保温一段时间至反应完成，反应完成后冷却至室温，缓慢搅拌产物，得到橙色透明液体即为聚羧酸系水煤浆分散剂；步骤三：将麦草碱木素溶液加入至试管中，随后使用氢氧化钠溶液将麦草碱木素溶液ph值调整至10~11，并对其进行搅拌加热，加热温度为90℃；步骤四：向试管中加入甲醛溶液进行羟甲基化反应，随后加入含羟基官能团的活性单体对麦草碱木素进行活化，活化完成后再加入亚硫酸钠进行磺化反应，反应结束后得到碱木素分散剂；步骤五：将制备的聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂按比例分别加入烧杯中，加入后对其进行充分搅拌，得到复合型水煤浆分散剂成品。优选的，所述步骤二中保温温度为70-80℃，保温时间为5-8min，反应过程中将烧瓶密闭，用冷凝管排出多余水分。优选的，所述步骤四中磺化反应过程中对试管进行加热，加热温度为85-95℃，反应时间为2-6min，反应过程中将试管密封。优选的，所述步骤五中聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂的分配比例为聚羧酸系水煤浆分散剂：碱木素分散剂=5:3-8：5。本发明的技术效果和优点：1、通过制备碱木素分散剂与聚羧酸系水煤浆分散剂混合，麦草碱木素是一种具有复杂分子结构的芳香族高分子化合物，它含有酚羟基、醇羟基、羧基和甲氧基等多种官能团，具有结构灵活、可以根据实际需要改变分子量和分子结构特点，具有较高的反应活性，引入活性中间体对碱木素进行高效磺化,然后进行共聚反应，可以作为高效水煤浆分散剂，是目前制备高浓度低粘性的优质水煤浆的首选，能够保证在分散剂较高的添加量时仍具有较好的降黏能力；2、通过在制备过程中对烧瓶进行保温至溶液反应完成，反应过程中将烧瓶密闭，用冷凝管排出多余水分，确保活性单体、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠和过硫酸钾能与苯二酚进行充分的反应，保温过程中温度保持不变，使反应产物更加明显，并且能够具有更好的分散效果。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一：本发明提供了一种复合型水煤浆分散剂，包括聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂，所述聚羧酸系水煤浆分散剂由以下成分组成：聚羧酸大单体、丙烯酸、丙乙烯磺酸、对苯二酚、氧化剂、碱和异丙醇，所述碱木素分散剂由以下成分组成：麦草碱木素、碱、甲醛、磺化剂和活性单体，所述聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂中各成分按照质量份数采用以下配比：聚羧酸大单体40份、丙烯酸10份、丙乙烯磺酸25份、对苯二酚8份、氧化剂5份、碱15份、异丙醇10份、麦草碱木素70份、碱4份、甲醛40份、磺化剂20份、活性单体20份。所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸铵或者过硫酸，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，硫化剂为亚硫酸钠或浓硫酸，活性单体为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。本发明还提供了一种复合型水煤浆分散剂的制备方法，具体制备步骤为：步骤一：将对苯二酚和异丙醇加入烧瓶中后添加适量的去离子水，使用套式恒温器将烧瓶加热，加热温度为100℃，加热时间为3min；步骤二：用滴液漏斗连续、慢速向烧瓶中依次滴入活性单体、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠和过硫酸钾，滴完后，保温一段时间至反应完成，保温温度为80℃，保温时间为5min，反应过程中将烧瓶密闭，用冷凝管排出多余水分，反应完成后冷却至室温，缓慢搅拌产物，得到橙色透明液体即为聚羧酸系水煤浆分散剂；步骤三：将麦草碱木素溶液加入至试管中，随后使用氢氧化钠溶液将麦草碱木素溶液ph值调整至10~11，并对其进行搅拌加热，加热温度为90℃；步骤四：向试管中加入甲醛溶液进行羟甲基化反应，随后加入含羟基官能团的活性单体对麦草碱木素进行活化，活化完成后再加入亚硫酸钠进行磺化反应，反应结束后得到碱木素分散剂，磺化反应过程中对试管进行加热，加热温度为85-95℃，反应时间为2-6min，反应过程中将试管密封；步骤五：将制备的聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂按比例分别加入烧杯中，加入后对其进行充分搅拌，得到复合型水煤浆分散剂成品，聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂的分配比例为聚羧酸系水煤浆分散剂：碱木素分散剂=8：5。实施例二：本发明提供了一种复合型水煤浆分散剂，包括聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂，所述聚羧酸系水煤浆分散剂由以下成分组成：聚羧酸大单体、丙烯酸、丙乙烯磺酸、对苯二酚、氧化剂、碱和异丙醇，所述碱木素分散剂由以下成分组成：麦草碱木素、碱、甲醛、磺化剂和活性单体，所述聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂中各成分按照质量份数采用以下配比：聚羧酸大单体30份、丙烯酸2份、丙乙烯磺酸15份、对苯二酚2份、氧化剂0.5份、碱2份、异丙醇5份、麦草碱木素50份、碱0.5份、甲醛20份、磺化剂10份、活性单体10份。所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸铵或者过硫酸，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，硫化剂为亚硫酸钠或浓硫酸，活性单体为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。本发明还提供了一种复合型水煤浆分散剂的制备方法，具体制备步骤为：步骤一：将对苯二酚和异丙醇加入烧瓶中后添加适量的去离子水，使用套式恒温器将烧瓶加热，加热温度为70℃，加热时间为5min；步骤二：用滴液漏斗连续、慢速向烧瓶中依次滴入活性单体、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠和过硫酸钾，滴完后，保温一段时间至反应完成，保温温度为70℃，保温时间为8min，反应过程中将烧瓶密闭，用冷凝管排出多余水分，反应完成后冷却至室温，缓慢搅拌产物，得到橙色透明液体即为聚羧酸系水煤浆分散剂；步骤三：将麦草碱木素溶液加入至试管中，随后使用氢氧化钠溶液将麦草碱木素溶液ph值调整至10~11，并对其进行搅拌加热，加热温度为90℃；步骤四：向试管中加入甲醛溶液进行羟甲基化反应，随后加入含羟基官能团的活性单体对麦草碱木素进行活化，活化完成后再加入亚硫酸钠进行磺化反应，反应结束后得到碱木素分散剂，磺化反应过程中对试管进行加热，加热温度为85℃，反应时间为6min，反应过程中将试管密封；步骤五：将制备的聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂按比例分别加入烧杯中，加入后对其进行充分搅拌，得到复合型水煤浆分散剂成品，聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂的分配比例为聚羧酸系水煤浆分散剂：碱木素分散剂=5:3。实施例三：本发明提供了一种复合型水煤浆分散剂，包括聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂，所述聚羧酸系水煤浆分散剂由以下成分组成：聚羧酸大单体、丙烯酸、丙乙烯磺酸、对苯二酚、氧化剂、碱和异丙醇，所述碱木素分散剂由以下成分组成：麦草碱木素、碱、甲醛、磺化剂和活性单体，所述聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂中各成分按照质量份数采用以下配比：聚羧酸大单体35份、丙烯酸6份、丙乙烯磺酸20份、对苯二酚5份、氧化剂2.5份、碱8份、异丙醇7份、麦草碱木素60份、碱2份、甲醛30份、磺化剂15份、活性单体15份。所述氧化剂为过氧化氢、过硫酸铵或者过硫酸，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾，硫化剂为亚硫酸钠或浓硫酸，活性单体为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。本发明还提供了一种复合型水煤浆分散剂的制备方法，具体制备步骤为：步骤一：将对苯二酚和异丙醇加入烧瓶中后添加适量的去离子水，使用套式恒温器将烧瓶加热，加热温度为70-100℃，加热时间为3-5min；步骤二：用滴液漏斗连续、慢速向烧瓶中依次滴入活性单体、丙烯酸、苯乙烯磺酸钠和过硫酸钾，滴完后，保温一段时间至反应完成，保温温度为70-80℃，保温时间为5-8min，反应过程中将烧瓶密闭，用冷凝管排出多余水分，反应完成后冷却至室温，缓慢搅拌产物，得到橙色透明液体即为聚羧酸系水煤浆分散剂；步骤三：将麦草碱木素溶液加入至试管中，随后使用氢氧化钠溶液将麦草碱木素溶液ph值调整至10~11，并对其进行搅拌加热，加热温度为90℃；步骤四：向试管中加入甲醛溶液进行羟甲基化反应，随后加入含羟基官能团的活性单体对麦草碱木素进行活化，活化完成后再加入亚硫酸钠进行磺化反应，反应结束后得到碱木素分散剂，磺化反应过程中对试管进行加热，加热温度为85-95℃，反应时间为2-6min，反应过程中将试管密封；步骤五：将制备的聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂按比例分别加入烧杯中，加入后对其进行充分搅拌，得到复合型水煤浆分散剂成品，聚羧酸系水煤浆分散剂和碱木素分散剂的分配比例为聚羧酸系水煤浆分散剂：碱木素分散剂=:5:3-8：5。实施例四：将实施例一、实施例二和实施例三分别制得的一种复合型水煤浆分散剂与目前市场上常见的分散剂a进行制浆实验，并将实验数据记录如下表：分散剂a实施例一实施例二实施例三分散剂添加（%）110110110110水煤浆质量分数（%）69197151946413862153表观粘度（mpa#s）1166793802660稳定性稳定性一般稳定性较好稳定性较好稳定性很好表观粘度是通过采用乌式黏度计，测定不同质量浓度msl水溶液的流出时间,利用哈根-泊肃叶公式以外推法计算特性黏度；由上表中可以得出，实施例三所制得的一种复合型水煤浆分散剂具有结构灵活、可以根据实际需要改变分子量和分子结构特点，是目前制备高浓度低粘性的优质水煤浆的首选，另外在实验中通过对不同分量的分散剂添加实验，现有的分散剂在较低的添加量时分散降黏能力较好,而随着添加量的增加,浆体的黏度上升较快；而对本发明所提供的一种复合型水煤浆分散剂，变质程度较低、内水和氧含量较高的煤种,如神华煤和大同煤,在较高的添加量下对水煤浆仍具有较好的降黏能力。最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12