一種兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于水煤漿添加劑領域，涉及一種兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 水煤漿是20世紀70年代末世界石油危機以后開發出來的煤炭新產品，是一種可 以代替重油和煤的新型潔凈燃料。水煤漿在各種工業應用中，燃燒效率達到到99 %以上，是 燃燒散煤的一倍，接近或達到燃油水平；一般兩噸水煤漿可代替一噸重油，可在工業鍋爐、 電站鍋爐和工業窯爐等代油或煤、氣燃用。由于水煤漿采用洗選加工后的精煤制備，灰分含 量小于7%，硫分含量小于0. 5%，因此燃用水煤漿環境質量優于燃重油，水煤漿在儲存、運 輸過程中也不污染環境，在儲、運過程中不易燃、不易爆，安全可靠。
[0003] 水煤漿分散劑包括離子型和非離子型。離子型包括磺酸鹽、羧酸鹽及少量磷酸酯 類，普遍應用的是磺酸鹽，如萘磺酸鹽、磺化腐植酸鹽、磺化木質素以及石油磺酸鹽、磺化瀝 青等。非離子型分散劑分為以下兩類聚氧乙烯系列，如：山梨糖醇聚氧乙烯醚，月桂醇聚氧 乙烯醚等。聚氧乙烷系列，如：聚氧乙烷與聚氧丙烷嵌段共聚物，此外，介于離子和非離子 型表面活性劑之間的混合型表面活性劑，在煤漿制備中易被采用，如碳數為22的不飽和烴 或4-22個碳的烷基或烯烴取代芳烴的系列添加劑，但現有的水煤漿添加劑的分散效果不 穩定、析水率尚，It存穩定性有待提尚，嚴重的影響其推廣。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種兩性殼聚糖衍生物水煤 漿添加劑及其制備方法，該水煤漿添加劑的穩定性分散效果不穩定，析水率小，貯存穩定性 較高，并且制備方法簡單。
[0005] 為達到上述目的，本發明所述的兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑的結構為：
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[0011] 本發明所述的兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑的制備方法包括以下步驟：
[0012] 1)取殼聚糖及乙酸溶液，將殼聚糖溶于乙酸溶液中，再將殼聚糖溶與乙酸溶液的 混合溶液置入到燒瓶中，然后向燒瓶中加入乙醇、丙酮及水的混合溶液，在常溫下攪拌均勻 后再升溫至50-60°C，然后再滴加 NaOH溶液，得混合溶液A，其中，混合溶液A的pH值為8-9， 再向燒瓶中加入反應物，再升溫至70-80°C，然后加入氫氧化鈉水溶液，使燒瓶中溶液的pH 值始終保持7-9,反應完成后，依次進行過濾、一次水洗、鹽酸溶液清洗、二次水洗及堿洗，再 水洗至中性，真空干燥后，得殼聚糖季銨鹽；
[0013] 2)在氮氣保護下將步驟1)得到的殼聚糖季銨鹽加入水中完全溶解，再加入引發 劑，攪拌后加入阻聚劑及添加劑，然后升溫至50-60°C，待其反應完成后，得兩性殼聚糖衍生 物水煤漿添加劑。
[0014] 步驟1)中乙酸溶液的質量分數為2-5% ;
[0015] 步驟1)中乙醇、丙酮及水的混合溶液的體積等于乙酸溶液的體積，乙醇、丙酮及 水的體積比為1:4:5,殼聚糖與乙酸溶液的比例為Ig :15mL-20mL ;
[0016] 步驟1)中殼聚糖的脫乙酰度為85-95%，分子量為I. 5X10S-5X IO5個；
[0017] 步驟1)中反應物的物質的量為殼聚糖的物質的量的2-8倍；
[0018] 步驟1)中氫氧化鈉水溶液的質量分數為5-15% ;
[0019] 步驟1)中鹽酸溶液的濃度為lmol/1 ;
[0020] 步驟2)中引發劑的質量為殼聚糖質量的0.2-1% ;
[0021] 步驟2)中阻聚劑的質量為反應物質量為0. 02-0. 08% ;
[0022] 步驟2)中添加劑的物質的量為殼聚糖物質的量1-7倍。
[0023] 步驟1)中常溫下攪拌10-20min后再升溫至50-60°C ;
[0024] 步驟1)中的反應時間為8-10h ;
[0025] 步驟2)中攪拌20-30min后加入阻聚劑及添加劑；
[0026] 步驟2)中反應的時間為3_4h。
[0027] 反應物為環氧丙基三甲基氯化銨、環氧丙基三乙基氯化銨、環氧丙基二甲基十二 烷基氯化銨及二甲基十四烷基環氧丙基氯化銨中的一種。
[0028] 引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨、硝酸鈰銨、偶氮二異丁腈及過氧化二苯甲酰中的一 種。
[0029] 阻聚劑為對苯二酚、對苯醌、酚噻嗪及對叔丁基鄰苯二酚中的一種。
[0030] 添加劑為烯丙基磺酸鈉、乙烯基磺酸鈉、苯乙烯磺酸鈉及2-丙烯酰胺-2-甲基丙 磺酸中的一種。
[0031] 本發明具有以下有益效果：
[0032] 本發明所述的兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑充分發揮季銨鹽和磺酸基的超強 靜電作用，分散性能好，析水率小，再結合殼聚糖上多羥基基團對水分子的氫鍵作用，從而 使本發明所述的兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑具有較高的貯存穩定性，穩定期長。在制 備所述兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑時，先將各原料混合、加熱、干燥制備出殼聚糖季銨 鹽，再將殼聚糖季銨鹽加入水中完全溶解，然后將引發劑、阻聚劑及添加劑，加熱后即可得 到所述兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑，制備方法較為簡單。
【具體實施方式】
[0033] 下面結合具體的實施例對本發明做進一步詳細描述，以下是對本發明的解釋而不 是限定。
[0034] 本發明所述的兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑的結構為：
CN 105176610 A 說明書 4/9 頁
[0040] 實施例一
[0041] 本發明所述的兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑的制備方法包括以下步驟：
[0042] 1)取殼聚糖及乙酸溶液，將殼聚糖溶于乙酸溶液中，再將殼聚糖溶與乙酸溶液的 混合溶液置入到燒瓶中，然后向燒瓶中加入乙醇、丙酮及水的混合溶液，在常溫下攪拌均勻 后再升溫至50°C，然后再滴加 NaOH溶液，得混合溶液A，其中，混合溶液A的pH值為8,再向 燒瓶中加入環氧丙基三甲基氯化銨，再升溫至70°C，然后加入氫氧化鈉水溶液，使燒瓶中 溶液的pH值始終保持7,反應完成后，依次進行過濾、一次水洗、鹽酸溶液清洗、二次水洗及 堿洗，再水洗至中性，真空干燥后，得殼聚糖季銨鹽；
[0043] 2)在氮氣保護下將步驟1)得到的殼聚糖季銨鹽加入水中完全溶解，再加入過硫 酸銨，攪拌后加入苯二酚及烯丙基磺酸鈉，然后升溫至50°C，待其反應完成后，得兩性殼聚 糖衍生物水煤漿添加劑。
[0044] 步驟1)中乙酸溶液的質量分數為3% ;
[0045] 步驟1)中乙醇、丙酮及水的混合溶液的體積等于乙酸溶液的體積，乙醇、丙酮及 水的體積比為1:4:5,殼聚糖與乙酸溶液的比例為Ig :15mL ;
[0046] 步驟1)中殼聚糖的脫乙酰度為85%，分子量為I. 5X IO5個；
[0047] 步驟1)中環氧丙基三甲基氯化銨的物質的量為殼聚糖的物質的量的4倍；
[0048] 步驟1)中氫氧化鈉水溶液的質量分數為5% ;
[0049] 步驟1)中鹽酸溶液的濃度為lmol/1 ;
[0050] 步驟2)中過硫酸銨的質量為殼聚糖質量的0. 3% ;
[0051] 步驟2)中苯二酚的質量為環氧丙基三甲基氯化銨質量為0. 05% ;
[0052] 步驟2)中烯丙基磺酸鈉的物質的量為殼聚糖物質的量3倍。
[0053] 步驟1)中常溫下攪拌IOmin后再升溫至50°C ;
[0054] 步驟1)中的反應時間為8h ;
[0055] 步驟2)中攪拌20min后加入苯二酚及烯丙基磺酸鈉；
[0056] 步驟2)中反應的時間為3h。
[0057] 實施例二
[0058] 本發明所述的兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑的制備方法包括以下步驟：
[0059] 1)取殼聚糖及乙酸溶液，將殼聚糖溶于乙酸溶液中，再將殼聚糖溶與乙酸溶液的 混合溶液置入到燒瓶中，然后向燒瓶中加入乙醇、丙酮及水的混合溶液，在常溫下攪拌均勻 后再升溫至60°C，然后再滴加 NaOH溶液，得混合溶液A，其中，混合溶液A的pH值為9,再向 燒瓶中加入環氧丙基二甲基十二烷基氯化銨，再升溫至80°C，然后加入氫氧化鈉水溶液，使 燒瓶中溶液的pH值始終保持8. 5,反應完成后，依次進行過濾、一次水洗、鹽酸溶液清洗、二 次水洗及堿洗，再水洗至中性，真空干燥后，得殼聚糖季銨鹽；
[0060] 2)在氮氣保護下將步驟1)得到的殼聚糖季銨鹽加入水中完全溶解，再加入過硫 酸銨，攪拌后加入對叔丁基鄰苯二酚及苯乙烯磺酸鈉，然后升溫至50°C，待其反應完成后， 得兩性殼聚糖衍生物水煤漿添加劑。
[0061] 步驟1)中乙酸溶