CN104388133A - 一种皂素基水煤浆添加剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种皂素基水煤浆添加剂的制备方法，该添加剂主成分为茶皂素、工业级明胶、羧甲基淀粉(CMS)、羧甲基纤维素钠(CMC)和十二烷基磺酸钠，所述成分与水混合，搅拌同时升高温度至75-85℃，至物料充分混合溶解，冷却后用NaOH溶液调节体系pH＝8～9，得到一种皂素基水煤浆添加剂，本发明方法所得添加剂充分发挥了茶皂素较强的分散性能，结合明胶、羧甲基淀粉、羧甲基纤维素钠等的稳定性能优势，使所制备的水煤浆分散性能好，贮存稳定性高，同时又可以扩大我国植物皂素利用，本发明方法是一种操作简单、经济、环保的水煤浆添加剂制备方法。

Description

一种皂素基水煤浆添加剂的制备方法

技术领域

本发明属于水煤浆添加剂技术领域，特别涉及一种皂素基水煤浆添加剂的制备方法。

背景技术

目前，工业应用的水煤浆添加剂中，各有优缺点。萘系添加剂虽然其价格便宜，分散性好、降黏作用强，但易析水产生硬沉淀，并且具有一定的毒性。木质素磺酸盐性能较差，一般与其他添加剂复配使用。腐殖酸系添加剂则存在制浆黏度大，投加量多的问题，而其他非离子添加剂虽高效但价格昂贵，制浆成本高。聚羧酸系添加剂结构灵活，可根据实际要求改变其分子量和分子结构，对水煤浆有很好的分散效果，但目前使用的聚羧酸系添加剂价格较贵，制浆成本高。面对当前水煤浆添加剂的研究现状及存在的问题，水煤浆添加剂有两个发展趋势：一方面要求产品性能好，可生物降解，毒性低；另一方面，水煤浆添加剂的原料来源应易得，价廉。从而，寻求新的原料来合成新型水煤浆添加剂，开发适合多煤种制浆、性价比高的添加剂是当今水煤浆添加剂开发的重点。天然产物的物理或者化学改性物用作水煤浆添加剂无疑成为焦点。

茶皂素是从山茶科植物油茶种子中提取得到的五环三萜类糖苷化合物，纯净的茶皂素是无色柱状晶体，易溶于热水、甲醇、含水乙醇、和正丁醇。茶皂素是一种优良的天然非离子表面活性剂，具有良好的分散能力，可广泛应用于轻工，化工，农药，饮料，养殖，纺织，采油，采矿，建材与高速公路建设等领域。我国盛产茶籽，为茶皂素的生产提供了足够的资源。茶皂素分子是由亲水性糖体和疏水性的配位基及有机酸构成，茶皂素的稠环结构疏水部分能与煤有较好的吸附作用，可以对煤表面进行亲水改性。用茶皂素与明胶、羧甲基淀粉、羧甲基纤维素钠和十二烷基磺酸钠进行复配制备水煤浆添加剂，发挥了茶皂素高的分散能力，借助了其他添加物的稳定性能，所制备的添加剂分散及稳定性皆具有优越性，同时，开发此添加剂也为茶皂素的利用开拓了一条途径。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种皂素基水煤浆添加剂的制备方法，以茶皂素为主要原料之一，根据水煤浆对性能的需求选用不同的辅助添加剂对茶皂素进行复配改性，制备适合水煤浆制浆的皂素基添加剂，其分散效果及浆体稳定性能好，也对茶皂素的利用提供了一条途径，绿色环保。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种皂素基水煤浆添加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，在反应器中加入茶皂素、十二烷基磺酸钠和水，搅拌并升高温度至75-85℃，并保持搅拌至加入物料完全溶解；

步骤2，向反应器中加入其它混合物料，同时搅拌，继续保温75-85℃，至所有物料完全混合溶解，冷却至室温；

步骤3，搅拌情况下，用NaOH溶液调节体系pH＝8～9，得到皂素基水煤浆添加剂。

所述十二烷基磺酸钠与茶皂素的质量比为(0.01～0.2):1，溶解后，茶皂素溶液质量百分浓度为5～10％。

所述其它混合物料由工业级明胶、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素钠中一种或两种组成，混合物料的总质量与茶皂素的质量比为(0.1～1.0):1。

当所述其它混合物料由工业级明胶、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素钠中的两种组成时，两种物料之间的质量比为(0～2.0):1。

所述NaOH溶液的质量百分浓度为20～30％。

所述制备的皂素基水煤浆添加剂固含量为5～25％(质量份数)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)利用天然产物茶皂素制备的水煤浆添加剂，由于茶皂素五环三萜类糖苷化合物，一种性能优良的天然非离子型表面活性剂，对煤具有良好的分散性能。

2)利用茶皂素复配明胶、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素钠制备的水煤浆添加剂，具有协同效应，同时发挥了明胶、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素钠较好的水溶性、增稠性能，对水煤浆具有良好的稳定作用，从而使制得的水煤浆稳定性大大提高。

3)由于利用了茶皂素与明胶、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素钠复配制备水煤浆添加剂，其具有工艺简单、成本低廉、可生物降解等特点。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明的实施方式。

实施例1

在反应器中加入茶皂素9g,十二烷基磺酸钠1g，水88g，搅拌，加热升温至80℃，待溶解后加入明胶1g和羧甲基淀粉1g，保温80℃，搅拌至所有物料混合溶解，冷却至室温，用30％NaOH调节体系pH＝8～9，得到一种皂素基水煤浆添加剂。

实施例2

在反应器中加入茶皂素8g,十二烷基磺酸钠0.5g，水89g，搅拌，加热升温至80℃，待溶解后加入明胶1g和羧甲基淀粉1.5g，保温80℃，搅拌至所有物料混合溶解，冷却至室温，用30％NaOH调节体系pH＝8～9，得到一种皂素基水煤浆添加剂。

实施例3

在反应器中加入茶皂素8g,十二烷基磺酸钠0.8g，水88g，搅拌，加热升温至85℃，待溶解后加入明胶1g和羧甲基纤维素钠2.2g，保温85℃，搅拌至所有物料混合溶解，冷却至室温，用30％NaOH调节体系pH＝8～9，得到一种皂素基水煤浆添加剂。

实施例4

在反应器中加入茶皂素10g,十二烷基磺酸钠1.5g，水85.5g，搅拌，加热升温至80℃，待溶解后加入明胶3g，保温80℃，搅拌至所有物料混合溶解，冷却至室温，用30％NaOH调节体系pH＝8～9，得到一种皂素基水煤浆添加剂。

实施例5

在反应器中加入茶皂素10g,十二烷基磺酸钠1g，水86g，搅拌，加热升温至85℃，待溶解后加入羧甲基淀粉3g，保温85℃，搅拌至所有物料混合溶解，冷却至室温，用30％NaOH调节体系pH＝8～9，得到一种皂素基水煤浆添加剂。

实施例6

在反应器中加入茶皂素5g,十二烷基磺酸钠1g，水92g，搅拌，加热升温至85℃，待溶解后加入羧甲基纤维素钠2g，保温85℃，搅拌至所有物料混合溶解，冷却至室温，用30％NaOH调节体系pH＝8～9，得到一种皂素基水煤浆添加剂。

综上所述，本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。配方中百分比为质量百分比，所用原料及助剂均从其它厂家购买。

选用陕西彬长煤为研究对象，通过破碎、磨矿、筛选和级配，搅拌均匀后制得相同浓度的水煤浆(质量分数64％)300g，煤的粒径级配：D(0.5)＝22μm；D(0.9)＝110μm；<75μm＝80％；<5μm＝20％；平均粒径＝45μm。添加剂(固含量折合为质量百分30％来计算)加入量为0.3％(占干基煤wt％)，发明实施的添加剂对彬长煤的制浆性能测试结果如下表1所示，析水率为体积百分数，由表1可以看出，本专利申请所述一种皂素基水煤浆添加剂在24h，48h、7天、14天的分散效果稳定，且效果优于市售萘磺酸盐缩合物。

表1 各实施例产品的成浆性能比较

Claims (6)

1.一种皂素基水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在反应器中加入茶皂素、十二烷基磺酸钠和水，搅拌并升高温度至75-85℃，并保持搅拌至加入物料完全溶解；

步骤2，向反应器中加入其它混合物料，同时搅拌，继续保温75-85℃，至所有物料完全混合溶解，冷却至室温；

步骤3，搅拌情况下，用NaOH溶液调节体系pH＝8～9，得到皂素基水煤浆添加剂。

2.根据权利要求1所述皂素基水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于，所述十二烷基磺酸钠与茶皂素的质量比为(0.01～0.2):1，溶解后，茶皂素溶液质量百分浓度为5～10％。

3.根据权利要求1所述皂素基水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于，所述其它混合物料由工业级明胶、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素钠中一种或两种组成，混合物料的总质量与茶皂素的质量比为(0.1～1.0):1。

4.根据权利要求3所述皂素基水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于，当所述其它混合物料由工业级明胶、羧甲基淀粉和羧甲基纤维素钠中的两种组成时，两种物料之间的质量比为(0～2.0):1。

5.根据权利要求1所述皂素基水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于，所述NaOH溶液的质量百分浓度为20～30％。

6.根据权利要求1所述皂素基水煤浆添加剂的制备方法，其特征在于，所述制备的皂素基水煤浆添加剂固含量为5～25％(质量份数)。