本发明专利技术涉及一种碱木素-酚-对氨基苯磺酸钠-甲醛缩聚物及其制备方法，所述缩聚物为液体产品或粉末产品，产品的重均分子量Mw为3200～100000，数均分子量Mn为1600～50000，通过碱木素在碱性条件下与酚及其衍生物直接进行酚化反应制备酚化碱木素，再与对氨基苯磺酸钠、甲醛进行缩聚反应，在碱木素的骨架上引入大量的活性酚羟基和磺酸基团，制备水煤浆添加剂碱木素-酚-对氨基苯磺酸钠-甲醛缩聚物，国内外目前尚未见文献报道。该制备工艺生产成本低、工艺方法简便，不仅可降低产品的生产成本，还能提高产品的煤种适应性、稳定性和分散性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水煤浆添加剂领域，更具体涉及一种碱木素-酚-对氨基苯磺酸 钠-甲醛缩聚物及其制备方法。
技术介绍
水煤浆作为一种新型燃料，因其良好的流动性及稳定性，已成为最具竞争力的以 煤代油的产品。影响水煤浆成浆性和流变性的因素十分复杂，包括煤的种类、化学性质、颗 粒度分布及形状、煤粒之间的相互作用、温度和浓度等。水煤浆是一种宽筛分、含固量高的复杂多级分散悬浮体系，易产生煤水分离。因 此，低黏度和良好的稳定性是水煤浆最为重要的性能。要改善这些性能，在制浆时必需加入 少量的化学添加剂，水煤浆添加剂有多种，不可缺少的是降粘分散剂与稳定剂。水煤浆添加 剂的主要作用是改变煤粒表面的亲水性，增强静电斥力，促进煤粒均勻地分散在水中，防止 煤粒聚结，提高水煤浆的流动性。在制浆中加入少量的添加剂能够改变煤粒的表面性质，使 煤粒表面紧紧地被添加剂分子和水化膜包围，让煤粒均勻地分散水中，并提高水煤浆的流 动性，其用量约为煤的1%。因此，添加剂不仅直接决定着水煤浆的质量，还影响着水煤浆的 制浆成本，其费用是制浆成本的第二大因素。目前，水煤浆添加剂主要采用高缩合度萘磺酸缩合物、丙烯酸与其它丙烯酸单体 共聚物、聚烯烃系列、木质素磺酸盐、腐植酸盐及磺化腐植酸盐系列、羧酸盐及磷酸盐系列、 非离子分散剂等。市场上应用较广泛的水煤浆添加剂(如萘系分散剂)存在着原料短缺、价 格高的缺陷，因此开发出一种以可再生资源为原料、性能优良的水煤浆添加剂势在必行。改性木质素水煤浆添加剂的原料主要来源于制浆造纸工业中的副产物一木质素， 它的最大优点是原料丰富，易于加工，价格便宜，且浆的稳定性好，可大大降低水煤浆的生 产成本，同时为造纸黑液中木质素的高值化利用开辟了一条有效途径，具有广阔的市场前 景和显著的经济效益。但是，市场上的改性木质素水煤浆添加剂也存在一定的缺点，如成浆 浓度低，用量大，杂质含量高，一般不能单独使用。木质素磺酸盐相对分子质量分布极不均 勻(从几百到几十万)、结构复杂、功能单一，又受网状分子结构的限制，只能做低品质的产 品。无论来源于酸法造纸工业还是经过对碱木质素磺化或磺甲基化获得的木质素磺酸盐， 作为水煤浆添加剂均存在性能较差，煤种的适应范围窄，生产应用受到限制等缺陷。因此， 研究开发出高性能的改性木质素水煤浆添加剂是水煤浆添加剂领域的重要发展方向之一。国内外关于改性木质素产品的研究与开发主要集中在改性木质素分散剂和胶黏 剂方面，有关改性木质素水煤浆添加剂的深入研究报道较少，主要集中在木质素磺酸盐(如 木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、木质素磺酸镁)方面，而且该系列产品的性能较为单一。目前 关于木质素-酚类聚合物的研究报道主要是木质素磺酸盐的酚化改性，将木质素直接进行 酚化改性主要用于制备木质素酚醛树脂胶粘剂，如Vikrant S等利用造纸黑液在碱性条件 下与苯酚酚化反应制备出性能较好的胶粘剂(US6632912，2003)；方红霞等在常压加热或热 催化条件下，以苯酚为液化试剂，加入木质素等进行反应，制得基于木质素酚化液的低游离醛环保型酚醛胶粘剂(ZL 200810035854, 2008)。碱木素在碱性条件下与酚及其衍生物直接进行酚化反应制备酚化碱木素，再与对 氨基苯磺酸钠、甲醛进行缩聚反应，在碱木素的骨架上引入大量的活性酚羟基和磺酸基团， 制备水煤浆添加剂碱木素-酚-对氨基苯磺酸钠_甲醛缩聚物，不仅可降低产品的生产成 本，且能提高产品的煤种适应性、稳定性和分散性。本专利技术国内外目前尚未见文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碱木素-酚-对氨基苯磺酸钠_甲醛缩聚物及其制 备方法。通过碱木素在碱性条件下与酚及其衍生物直接进行酚化反应制备酚化碱木素，再 与对氨基苯磺酸钠、甲醛进行缩聚反应，在碱木素的骨架上引入大量的活性酚羟基和磺酸 基团，制备水煤浆添加剂碱木素-酚-对氨基苯磺酸钠_甲醛缩聚物，国内外目前尚未见文 献报道。该制备工艺生产成本低、工艺方法简便，不仅可降低产品的生产成本，还能提高产 品的煤种适应性、稳定性和分散性。本专利技术是通过如下技术方案实施的一种碱木素-酚-对氨基苯磺酸钠_甲醛缩聚物，为液体产品或粉末产品，产品的重均 分子量Mw为3200 100000，数均分子量Mn为1600 50000。所述缩聚物在20°C时密度为1. 22 1. 35g/mL。水煤浆添加剂的质量浓度为1%时，溶液的PH则在7. 0 13. 0的范围内。所述制备方法的具体步骤为1)酚化碱木素的制备将碱木素、碱性调节剂、酚及其衍生物和水在90 120°C，反应 1. 0 3. Oh后得到酚化碱木素；2)半缩合物的制备在酚化碱木素中加入催化剂反应30min，再加入对氨基苯磺酸钠 和一半量的甲醛溶液继续反应2. 0 4. Oh,反应温度为90 120°C，制备出碱木素-酚-对 氨基苯磺酸钠-甲醛半缩合物；3)产品的制备再加入亚硫酸钠和另一半量的甲醛溶液，进一步反应2.0 4. Oh,反应 温度为90 120°C，得到液体状碱木素-酚-对氨基苯磺酸钠-甲醛缩合物，通过喷雾干燥 后即得粉末产品。所述制备方法的原材料的组分及其质量份数为 碱木素5. 0份 20. 0份碱性调节剂0. 2份 1. 8份 亚硫酸钠0. 5份 10. 0份 酚及其衍生物4. 5份 11. 5份 对氨基苯磺酸钠8. 0份 25. 0份 甲醛(分2次平均加入)7. 5份 15. 0份 催化剂0. 3份 1. 8份 水40. 0份 60. 0份。所述的碱木素原材料选自竹子、蔗渣、稻草、麦草、皇竹草、芨芨草、曲柳、柞木、杨 木、芦苇、桉木、桦木、马尾松中的一种或几种经碱法或硫酸盐法制浆黑液，通过沉淀、分离、 提取获得的碱木素，所述的碱性调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸钠、焦磷酸钠、二聚磷酸钠、三聚磷酸 钠、四硼酸钠、多聚磷酸钠中的一种或几种的混合物。所述的酚及其衍生物为苯酚、双酚A、双酚S、对甲酚、间甲酚、间苯二酚、儿茶酚、 α 一萘酚或β —萘酚中的一种或几种的混合物。所述的催化剂为过氧化氢/硫酸亚铁/氯化铝、过氧化氢/硫酸亚铁铵、过氧化氢 /硝酸铜/硫代硫酸钠、高锰酸钾/硫酸亚铁、次氯酸钠、过硫酸钾/氯化铝、过硫酸铵/氯 化铝中的一种或几种的混合物。该添加剂可适用于不同的煤种，如神华煤、山东衮州煤、山西大同煤、山西王庄煤、 山西晋城_阳城优质无烟煤、陕西神府煤、陕西神木煤和贵州水城老鹰山煤等。本专利技术具有以下优点和积极效果(1)本专利技术利用制浆造纸工业中的副产物碱木素来降低产品的成本，通过碱木素的酚 化、缩聚，提高产品的煤种适应性、分散性及稳定性协同作用性能。(2)在保持产品性能的基础上，本专利技术在碱木素结构上引入含苯环结构的酚类 物质，以提高产品的刚性结构，并提高产品的分子量，使其重均分子量Mw控制在3200 100000的范围内，从而有利于提高产品的综合性能，进而降低制浆过程中药剂的消耗。(3)本专利技术产品适用于不同煤种、不同级配的水煤浆，如神华煤、山东衮州煤、山西 大同煤、山西王庄煤、山西晋城-阳城优质无烟煤、陕西神府煤、陕西神木煤和贵州水城老 鹰山煤等。(4)本专利技术产品生产工艺简单，原料易得，生产周期短，产品稳定性好，无毒，且使 用不受季节、区域限制，便于存放和运输，反应温和本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种碱木素－酚－对氨基苯磺酸钠－甲醛缩聚物，其特征在于：所述缩聚物为液体产品或粉末产品，产品的重均分子量Ｍｗ为３２００～１０００００，数均分子量Ｍｎ为１６００～５００００。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明华，刘以凡，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：35
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