[发明专利]一种阴离子缩聚物及其制备方法与应用

说明书

本发明属于清洁能源技术领域，具体涉及一种阴离子缩聚物及其制备方法与应用。本发明提供的阴离子缩聚物在由苯环和亚甲基组成的主链上引入聚乙二醇侧链以及羧基、磺酸基和羟基等活性基团，主链中的苯环能够吸附在煤粉颗粒表面，同时使得侧链外伸，一方面可以在煤粉颗粒表面形成水膜，改善煤粉颗粒表面的润湿性，另一方面还可以提供空间位阻，提高煤粉的分散性，降低水煤浆的粘度，提高水煤浆的稳定性，并且羧基、磺酸基和羟基等活性基团还可赋予煤粉颗粒负电荷，利用静电斥力将煤粉颗粒分散开，降低水煤浆的粘度。本发明的水煤浆分散剂只需少许掺量即可取得很好的分散效果，使水煤浆具有很好的流动性和稳定性。

技术领域

本发明属于清洁能源技术领域，具体涉及一种阴离子缩聚物及其制备方法与应用。

背景技术

我国是典型的多煤少油国家，石油资源紧缺，而煤炭储量丰富，高达1万亿吨，居世界第三。传统煤炭利用方式具有粉尘大、污染大、运输困难和利用率低等问题，这与我们的“绿色发展”和“节能减排”观念不符。水煤浆技术正好可以解决这一难题。水煤浆是由煤炭、水和分散剂三者构成的，其中煤粉的质量分数在60～70％，水份约为30～40％，还有少量的分散剂。水煤浆保持了煤炭的可燃性，同时具有液体燃料的利用率高，污染少的特点。此外，水煤浆能够利用泵和管道输送，解决了煤炭的储运难题，是煤炭能源清洁利用的有效手段。水煤浆分散剂是水煤浆制备过程中必不可少的添加剂，因为煤炭本身是一种疏水性物质，很难被水润湿，且煤粉颗粒本身又具有较高的表面能，很容易吸附成一团，形成沉淀，所以必须加入水煤浆分散剂，以改善水煤浆的可流动性和稳定性。

目前，我国市场上主要的水煤浆分散剂产品是木质素磺酸盐和萘系磺酸盐类分散剂，具有原料便宜的优势，但缺点是掺量高(一般为煤粉质量的1％)，浆体稳定性差。聚羧酸类的分散剂还处在理论研究阶段，主要问题在于羧基与煤粉并不能形成很好的吸附，浆体稳定性不佳。因此，积极研究开发新型分散剂，解决水煤浆的流动性和稳定性问题，助力水煤浆替代原油在生产生活中的能源地位对我国的经济社会发展具有重大意义。

发明内容

鉴于此，本发明的首要目的是提供一种只需少许掺量即可提高水煤浆的稳定性和流动性的水煤浆分散剂。

本发明的另一个目的是提供一种只需少许掺量即可提高水煤浆的稳定性和流动性的水煤浆分散剂的制备方法与应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种阴离子缩聚物，所述阴离子缩聚物的分子结构中包含式(II)～式(V)所示的结构单元：

式(II)中m为5～10的整数，式(IV)中R为H、K或Na，式(V)中 R为H、K或Na。

在本发明的一些实施例中，所述阴离子缩聚物的重均分子量为 15000～25000。

在本发明的一些实施例中，所述式(II)所示结构单元的聚合度x为10～25 的整数，所述式(III)所示结构单元的聚合度n为10～60的整数，所述式(IV) 所示结构单元的聚合度y为0～50的整数，所述式(V)所示结构单元的聚合度 z为0～50的整数，且y与z的和为30～60。

优选地，m为7，x为11，y为22，z为33，且n为11；或者

m为7，x为10，y为30，z为20，且n为30；或者

m为7，x为20，y为10，z为40，且n为60；或者

m为7，x为10，y为10，z为40，且n为30；或者

m为7，x为20，y为0，z为40，且n为20。

另一方面，本发明还提供了一种制备上述阴离子缩聚物的方法，包括如下步骤：