CN106432750B - 电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法 - Google Patents

电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，制备方法如下：（1）将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以1.0～3.0V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.1～0.5m/min的流速流过电极，每5～30min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，对制浆黑液原料进行处理；（2）将去除带电杂质后的制浆黑液加入到另一反应器中，升温至60～80℃并加入氧化剂反应0.5～2.0h，然后加入醛类化合物在60～100℃下反应0.5～3.0h后再加入磺化剂在90～130℃下反应，反应2.0～5.0h后调节反应体系PH至11～13，加入次磷酸钠，在80～120℃下反应1.0～4.0h后加入季铵化试剂，反应1.0～4.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，干燥即得木质素基分散剂粉剂。

Description

电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法
技术领域
本发明属于精细化工、环境友好材料及表面活性剂领域，具体涉及一种电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法。
背景技术
木质素是一种可持续利用大量存在的天然资源，是自然界唯一能提供可再生芳基化合物的非化石资源。目前，我国的制浆造纸工业以碱法和亚硫酸盐法制浆废液为主，有些大型的制浆造纸企业利用碱回收技术将制浆黑液燃烧后回收碱液来消除制浆黑液的污染，但该方法会造成木质素资源的巨大浪费，因此木质素还没有得到很好的利用，我国仅6％的木质素得到利用[1]，大部分作为废物遗弃大自然中，不仅浪费了资源，而且对周围环境造成严重污染。基于环境的压力和相关法律的出台，工业木质素的回收和资源化利用越来越受到科研工作者的重视。
木质素结构中存在酚羟基、芳香基、甲氧基、醇羟基和共轭双键等活性基团[2]，具有一定的反应活性。既可以在侧链上发生亲核反应，也可以在木质素结构单元中芳环上发生亲电取代反应和亲核反应，达到还原、氧化、醇解、水解、酚化、酸解、酰化、烷基化、磺化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应的目的。
近几年来，对木质素基分散剂的研究主要集中在对木质素进行合适的化学修饰，以提高其性能，Willam等人[3]采用O3为氧化剂氧化碱法制浆黑液，经过氧化反应后，所制备的木质素磺酸盐衍生物的羧基含量和活性均有所提高，在水和酸性溶剂中均可溶，可用作农药及染料的分散剂。磺化改性后的木质素具有良好的亲水性，可用混凝土减水剂、染料分散剂、陶瓷分散剂等[4]。Cerrutti B M等人[5]对甘蔗渣中提取的木质素进行了羟甲基化，发现其在陶瓷浆料中有较好的分散效果；Matsushita等[6]研究了羟甲基磺酸钠在100～150℃与酸析木质素的磺甲基化反应。吴宜锴等人[7]通过微波辐射制备木质素基陶瓷添加剂，结果表明，该产品对陶瓷浆料有着较好的分散和增强效果。叶晓霞等人[8]制备了季铵化木质素基染料分散剂并将其应用于还原染料橄榄T的扩散性能及耐热稳定性进行了测试，结果表明其扩散性和耐热稳定性均表现优良，实际应用的适应性较强，可以在国产还原染料生产企业中加以推广。
木质素来源广泛，价格低廉，而且木质素几乎对动物和人体无毒，可被微生物降解在当前注重环境保护的时代，这一性质是工业木质素的强有力的优势[9]。木质素本身缺乏强亲水性官能团，高活性反应位置不足，故其水溶性和化学反应性能不良，限制了其应用范围与价值。通过对木质素进行物理化学改性能在木质素结构中引入高活性基团，优化木质素的结构性能，赋予其不同的功能，能够将其应用于染料、陶瓷、混凝土等多个行业。
原染料都是以半成品的形式从合成车间合成出来，并不能直接投入使用，须经过染料加工后才能直接投入市场使用[10,11]。作为染料加工过程中的必要助剂，染料分散剂起着至关重要的作用，除了分散作用以外，染料分散剂还具备稀释、均染、润湿以及调整强度等多种作用[12]。陶瓷添加剂泛指为提高陶瓷产品质量和效果所添加的化学试剂的通称，包括减水剂、增强剂、助磨剂、润湿剂、结合剂、除泡剂、防腐剂及干燥剂等[13]，特别使用在陶瓷的粉料制备、浆料调配、可塑坯体制备、坯体成型、坯体干燥、坯体烧成等工序中，陶瓷添加剂的加入量一般为0.50wt％～2.00wt％之间[14,15]，却对工艺参数的改善、陶瓷制品的质量提高有着非常大的作用。而混凝土减水剂能在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度，或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量[16]。
由碱法制浆蒸煮产生的黑液，是一种碱性物质，含有纤维素、半纤维素、木质素以及木糖和一些金属离子等，而金属离子会对黑液的回收利用造成一定干扰，影响其改性效果，故我们需要对造纸黑液进行预处理。电容去离子法是根据电化学双电层充电原理[17]，即在电场的作用下，水中阴、阳离子或其他带电粒子由于静电作用，分别向带相反电荷的电极表面迁移，形成双电层，会使水中的溶解盐类、胶体颗粒以及其他带电物质滞留在电极表面，在不断通电条件下，带点离子会不断富集吸附在电极表面而从水溶液中除去；当电极达到饱和时，将电源切断或者反接，吸附在电极上面的带电粒子便会脱落，进而实现了电极的再生。该方法在去除离子过程中只需要使用低压直流电，将电源切断或者反接便可实现电极的再生，不需要更换电极或者利用强酸强碱来清洗，因此不产生二次污染物，具有节能、高效以及环保等特点。利用电容法脱盐，可以去除水中各种重金属离子[18]。
以制浆造纸废液为原料，先利用电容去离子法纯化黑液，再对其进行改性制备多功能改性木质素基分散剂，能应用于陶瓷添加剂、混凝土减水剂以及染料分散剂等多个领域，不仅能降低成本，提高木质素的利用价值，也减少造纸厂废液污染难处理的问题，同时满足了开发可再生资源、发展循环经济、走可持续发展道路的要求，具有重要的经济和环境意义。
参考文献：
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发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，该方法通过纯化制浆黑液，制备得到的多功能木质素基分散剂，可用于染料分散剂、混凝土减水剂、陶瓷添加剂等多种领域，该制备方法简便、生产条件要求不高、所需设备为常规设备。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
(1)将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以1.0～3.0V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.1～0.5m/min的流速流过电极，每5～30min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
(2)将去除带电杂质后的制浆黑液加入到另一反应器中，升温至60～80℃并加入氧化剂反应0.5～2.0h，然后加入醛类化合物在60～100℃下反应，反应0.5～3.0h后再加入磺化剂在90～130℃下反应，反应2.0～5.0h后调节反应体系PH至11～13，加入次磷酸钠，在80～120℃下反应1.0～4.0h后加入季铵化试剂，反应1.0～4.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，再将黑褐色液体产品进行干燥即得木质素基分散剂的固体粉剂。
所述的步骤(2)另一反应器中添加的各组份按重量份数计为：
制浆黑液：50.0份～65.0份；
氧化剂：0.5份～4.0份；
醛类化合物：1.0份～6.0份；
磺化剂：2.0份～8.0份；
次磷酸钠：0.5份～6.0份；
季铵化试剂：0.5份～6.0份；
水：15.0份～35.0份。
所述的制浆黑液包括醇解黑液、溶解浆黑液、磨木浆黑液、棉浆粕黑液中的一种或两种以上。
所述的制浆黑液为竹子、蔗渣、稻草、麦草、曲柳、芒杆、杨木、芦苇、桉木、柞木、桦木、马尾松中的一种或两种以上通过碱法制浆后产生的制浆黑液。
所述的制浆黑液固含量为15～50％，其中木质素含量为8.2％～45％，所述的制浆黑液密度为0.89～1.50g/ml
所述的氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、过氧乙酸、高铁酸钾、重铬酸钾中的一种或两种以上的混合物。
所述的醛类化合物为甲醛、三聚甲醛、乙醛、戊二醛、丙烯醛中的一种或两种以上的混合物。
所述的磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中的一种或两种以上的混合物。
所述的季铵化试剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、硫酸氢四丁基铵、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或两种以上的混合物。
所述的木质素基分散剂可作为陶瓷添加剂、染料分散剂、混凝土减水剂。
本发明产品使用时，可以粉剂直接掺加，也可以配成水溶液使用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：
(1)本发明是利用电容去离子法纯化制浆黑液，具有电极不损耗，能重新利用等优点，同时有效去除制浆黑液中一些带电杂质，有利于制浆黑液的后续改性。
(2)本发明无需通过酸化处理回收木质素后再进行改性，生产过程无“三废”(废水、废气、废渣)的排放，解决了造纸厂的制浆黑液污染问题，而且提高了木质素的利用价值，本发明的生产工艺简单，生产原料易得，生产周期短，反应温和，所需设备为常规设备，便于进行工业化大生产。
(3)本发明主要通过对制浆黑液中的碱木素进行化学改性，使木质素磺酸盐具有磺酸基和膦酸基等阴离子亲水基团，以及季铵基等阳离子亲水基团，制备两性型表面活性剂，用途广泛，可用于染料分散剂、陶瓷添加剂、混凝土减水剂等多个领域。
(4)本发明中制备的产品具有分散、络合、螯合等多种功能，用作陶瓷添加剂能够降低陶瓷浆料含水率、提高浆料的流动性，使质点保持稳定的分散状态；同时能将生坯中各种微细的陶土颗粒聚集在一起，进而增加坯体强度。
具体实施方式
本发明方法步骤如下：
(1)将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以1.0～3.0V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.1～0.5m/min的流速流过电极，每5～30min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
(2)将50.0～65.0份去除带电杂质后的制浆黑液加入到反应器中，升温至60～80℃并加入0.5～4.0份氧化剂反应0.5～2.0h，然后加入1.0～6.0份醛类化合物在60～100℃下反应，反应0.5～3.0h后再加入2.0～8.0份磺化剂在90～130℃下反应，反应2.0～5.0h后调节反应体系PH至11～13，加入0.5～6.0份次磷酸钠，在80～120℃下反应1.0～4.0h后加入0.5～6.0份季铵化试剂，反应1.0～4.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，再将黑褐色液体产品进行干燥即得木质素基分散剂的固体粉剂。
所述的步骤(2)另一反应器中添加的各组份按重量份数计为：
制浆黑液：50.0份～65.0份；
氧化剂：0.5份～4.0份；
醛类化合物：1.0份～6.0份；
磺化剂：2.0份～8.0份；
次磷酸钠：0.5份～6.0份；
季铵化试剂：0.5份～6.0份；
水：15.0份～35.0份。
所述的制浆黑液包括醇解黑液、溶解浆黑液、磨木浆黑液、棉浆粕黑液中的一种或两种以上。
所述的制浆黑液为竹子、蔗渣、稻草、麦草、曲柳、芒杆、杨木、芦苇、桉木、柞木、桦木、马尾松中的一种或两种以上通过碱法制浆后产生的制浆黑液。
所述的制浆黑液固含量为15～50％，其中木质素含量为8.2％～45％，所述的制浆黑液密度为0.89～1.50g/ml
所述的氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、过氧乙酸、高铁酸钾、重铬酸钾中的一种或两种以上的混合物。
所述的醛类化合物为甲醛、三聚甲醛、乙醛、戊二醛、丙烯醛中的一种或两种以上的混合物。
所述的磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中的一种或两种以上的混合物。
所述的季铵化试剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、硫酸氢四丁基铵、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或两种以上的混合物。
所述的木质素基分散剂可作为陶瓷添加剂、染料分散剂、混凝土减水剂。
以下实施例所添加药品总和均为1000千克。
实施例1：
1.本实施例步骤(2)另一反应器中所添加的各组份如下(单位：千克)：
制浆黑液(马尾松和竹子制浆黑液混合料，质量配比为1:1，固含量40％)：625.0千克；
氧化剂(过氧化氢)：10.0千克；
醛类化合物(甲醛)：25.0千克；
磺化剂(亚硫酸氢钠)：50.0千克；
次磷酸钠：19.0千克；
季铵化试剂(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵)：15.0千克；
水：256.0千克。
2.制备方法步骤及参数：
(1)将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以2V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.2m/min的流速流过电极，每10min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
(2)将625.0千克固含量40％去除带电杂质后的制浆黑液、10.0千克氧化剂放入反应器中在80℃条件下反应0.5h后升温至100℃，加入25.0千克醛类化合物，反应1.0h后再将温度升至110℃，然后缓慢加入50.0千克的磺化剂，反应4.0h后将体系pH调至12.0，调节温度至100℃，加入19.0千克次磷酸钠，反应2.0h后加入15.0千克季铵化试剂，反应2.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，将黑褐色液体产品干燥即得木质素基分散剂的固体粉剂。
实施例2：
1.本实施例步骤(2)另一反应器中所添加的各组份如下(单位：千克)：
制浆黑液(马尾松和蔗渣制浆黑液混合料，质量配比为1:1，固含量45％)：550千克；
氧化剂(过氧化氢和过氧乙酸的混合物，质量配比为1:1)：15.0千克；
醛类化合物(甲醛和戊二醛的混合物，质量配比为3:1)：30.0千克；
磺化剂(亚硫酸氢钠和亚硫酸钠的混合物，质量配比为2:1)：53.0千克；
次磷酸钠：20.0千克；
季铵化试剂(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵)：15.0千克；
水：317.0千克。
2.制备方法步骤及参数：
(1)将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以2V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.3m/min的流速流过电极，每20min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
(2)将550.0千克固含量45％去除带电杂质后的制浆黑液、15.0千克氧化剂放入反应器中在80℃条件下反应1.0h后升温至100℃，加入10.0千克醛类化合物，反应1.0h后再将温度升至110℃，然后缓慢加入53.0千克的磺化剂，反应3.0h后将体系pH调至11.5，调节温度至100℃，加入20.0千克次磷酸钠，反应1.0h后加入15.0千克季铵化试剂，反应2.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，将黑褐色液体产品干燥即得木质素基分散剂的固体粉剂。
实施例3：
1.本实施例步骤(2)另一反应器中所添加的各组份如下(单位：千克)：
制浆黑液(马尾松和桦木制浆黑液混合料，质量配比为2:1，固含量50％)：500千克；
氧化剂(过氧化氢和高铁酸钾的混合物，质量配比为1:1)：40.0千克；
醛类化合物(甲醛和戊二醛的混合物，质量配比为2:1)：55.0千克；
磺化剂(亚硫酸氢钠和亚硫酸钾的混合物，质量配比为1:1)：50.0千克；
次磷酸钠：13.0千克；
季铵化试剂(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和硫酸氢四丁基铵的混合物，质量配比为3:2)：10.0千克；
水：332.0千克。
2.制备方法步骤及参数：
(1)将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以1V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.5m/min的流速流过电极，每30min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
(2)将500.0千克固含量50％去除带电杂质后的制浆黑液、40.0千克氧化剂放入反应器中在80℃条件下反应0.5h后升温至100℃，加入55.0千克醛类化合物，反应1.5h后再将温度升至130℃，然后缓慢加入50.0千克的磺化剂，反应2.0h后将体系pH调至12.5，调节温度至120℃，加入13.0千克次磷酸钠，反应1.0h后加入10.0千克季铵化试剂，反应3.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，将黑褐色液体产品干燥即得木质素基分散剂的固体粉剂。
实施例4：
1.本实施例步骤(2)另一反应器中所添加的各组份如下(单位：千克)：
制浆黑液(麦草和芦苇制浆黑液混合料，质量配比为2:1，固含量15％)：650千克；
氧化剂(过氧化氢和高铁酸钾的混合物，质量配比为1:1)：30.0千克；
醛类化合物(甲醛、三聚甲醛和乙醛的混合物，质量配比为2:1:1)：10.0千克；
磺化剂(亚硫酸钠和亚硫酸钾的混合物，质量配比为1:1)：65.0千克；
次磷酸钠：60.0千克；
季铵化试剂(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵的混合物，质量配比为2:1)：32.0千克；
水：153.0千克。
2.制备方法步骤及参数：
(1)将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以1.5V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.5m/min的流速流过电极，每5min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
(2)将600.0千克固含量15％去除带电杂质后的制浆黑液、30.0千克氧化剂放入反应器中在70℃条件下反应0.5h后降温至60℃，加入10.0千克醛类化合物，反应3.0h后再将温度升至110℃，然后缓慢加入65.0千克的磺化剂，反应4.0h后将体系pH调至13.0，调节温度至110℃，加入60.0千克次磷酸钠，反应4.0h后加入32.0千克季铵化试剂，反应1.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，将黑褐色液体产品干燥即得木质素基分散剂的固体粉剂。
实施例5：
1.本实施例步骤(2)另一反应器中所添加的各组份如下(单位：千克)：
制浆黑液(芒杆、杨木和桦木制浆黑液混合料，质量配比为1:1:1，固含量40％)：500千克；
氧化剂(过氧化氢和高铁酸钾的混合物，质量配比为1:1)：5.0千克；
醛类化合物(乙醛、戊二醛和丙烯醛的混合物，质量配比为1:1:1)：60.0千克；
磺化剂(亚硫酸氢铵、亚硫酸氢钠和亚硫酸钾的混合物，质量配比为1:1:1)：20.0千克；
次磷酸钠：50.0千克；
季铵化试剂(十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵和硫酸氢四丁基铵的混合物，质量配比为1:1)：60.0千克；
水：305.0千克。
2.制备方法步骤及参数：
(1)将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以1.5V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.3m/min的流速流过电极，每25min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
(2)将500.0千克固含量40％去除带电杂质后的制浆黑液、5.0千克氧化剂放入反应器中在70℃条件下反应2.0h后升温至90℃，加入60.0千克醛类化合物，反应1.5h后保持温度90℃，然后缓慢加入20.0千克的磺化剂，反应5h后将体系pH调至11.5，调节温度至90℃，加入50.0千克次磷酸钠，反应2.0h后加入60.0千克季铵化试剂，反应2.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，将黑褐色液体产品干燥即得木质素基分散剂固体粉剂。
实施例6：
1.本实施例步骤(2)另一反应器中所添加的各组份如下(单位：千克)：
制浆黑液(马尾松、杨木和桦木制浆黑液混合料，质量配比为1:1:1，固含量35％)：500千克；
氧化剂(过氧化氢和高铁酸钾的混合物，质量配比为1:1)：15.0千克；
醛类化合物(乙醛、戊二醛和丙烯醛的混合物，质量配比为1:1:1)：20.0千克；
磺化剂(亚硫酸氢铵、亚硫酸氢钠和亚硫酸钾的混合物，质量配比为1:1:1)：80.0千克；
次磷酸钠：50.0千克；
季铵化试剂(十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵和硫酸氢四丁基铵的混合物，质量配比为1:1)：5.0千克；
水：330.0千克。
2.制备方法步骤及参数：
(1)将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以3V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.2m/min的流速流过电极，每15min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
(2)将500.0千克固含量35％去除带电杂质后的制浆黑液、15.0千克氧化剂放入反应器中在60℃条件下反应2.0h后升温至90℃，加入20.0千克醛类化合物，反应0.5h后再将温度升至100℃，然后缓慢加入80.0千克的磺化剂，反应3h后将体系pH调至11.0，调节温度至80℃，加入50.0千克次磷酸钠，反应2.0h后加入5.0千克季铵化试剂，反应2.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，将黑褐色液体产品干燥即得木质素基分散剂固体粉剂。
实施例7：
1.本实施例步骤(2)另一反应器中所添加的各组份如下(单位：千克)：
制浆黑液(桉木、柞木和麦草制浆黑液混合料，质量配比为1:1:1，固含量45％)：612千克；
氧化剂(过氧化氢、重铬酸钾和高铁酸钾的混合物，质量配比为3:1:1)：35.0千克；
醛类化合物(甲醛和乙醛的混合物，质量配比为3:1)：37.0千克；
磺化剂(亚硫酸钠、亚硫酸氢铵和亚硫酸氢钾的混合物，质量配比为1:1:1)：60.0千克；
次磷酸钠：26.0千克；
季铵化试剂(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、硫酸氢四丁基铵和十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵的混合物，质量配比为3:2:1)：45.0千克；
水：185.0千克。
2.制备方法步骤及参数：
(1)将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以1.5V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.1m/min的流速流过电极，每5min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
(2)将612.0千克固含量45％去除带电杂质后的制浆黑液、35.0千克氧化剂放入反应器中在90℃条件下反应1.5h后，加入37.0千克醛类化合物，反应1.5h后再将温度升至140℃，然后缓慢加入60.0千克的磺化剂，反应4.0h后将体系pH调至13.0，调节温度至120℃，加入26.0千克次磷酸钠，反应2.0h后加入45.0千克季铵化试剂，反应3.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，将黑褐色液体产品干燥即得木质素基分散剂固体粉剂。
实施例8：
1.本实施例步骤(2)另一反应器中所添加的各组份如下(单位：千克)：
制浆黑液(马尾松、柞木和芦苇制浆黑液混合料，质量配比为2:1:1，固含量40％)：650千克；
氧化剂(过氧化氢、重铬酸钾和高铁酸钾的混合物，质量配比为3:1:1)：30.0千克；
醛类化合物(甲醛和乙醛的混合物，质量配比为3:1)：40.0千克；
磺化剂(亚硫酸钠和亚硫酸氢钾的混合物，质量配比为4:1)：60.0千克；
次磷酸钠：20.0千克；
季铵化试剂(硫酸氢四丁基铵和十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵的混合物，质量配比为3:1)：40.0千克；
水：160.0千克。
2.制备方法步骤及参数：
(1)将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以2.5V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.3m/min的流速流过电极，每20min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
(2)将650.0千克固含量40％去除带电杂质后的制浆黑液、30.0千克氧化剂放入反应器中在100℃条件下反应2.0h后，加入40.0千克醛类化合物，反应1.0h后再将温度升至150℃，然后缓慢加入60.0千克的磺化剂，反应3.5h后将体系pH调至12.5，调节温度至90℃，加入20.0千克次磷酸钠，反应2.0h后加入40.0千克季铵化试剂，反应4.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，将黑褐色液体产品干燥即得木质素基分散剂固体粉剂。
性能测试
1、陶瓷添加剂
以陶瓷添加剂为例，陶瓷泥浆组成(wt％)见表1，本发明产品与其他同类产品的流动性、黏度、生坯强度比较见表2，其中，生坯抗折强度测试参照国际GBT3810.4-2006第4部分：断裂模数和破坏强度的测定。
表1陶瓷泥浆组成(wt％)
叶腊石 黏土 黑滑石 钙米 高岭土
20 40 10 15 15
表2产品的流动性、黏度、生坯强度比较(添加量：0.5％)
产品 流出时间(s) 厚化度 生坯强度(MPa)
三聚磷酸钠 43.3 1.20 1.88
焦磷酸钠 39.9 1.15 1.90
硅酸钠 33.2 1.27 1.89
实施例1 34.5 1.10 2.22
实施例2 34.1 1.13 2.10
实施例3 34.9 1.14 2.02
实施例4 36.3 1.14 2.20
实施例5 37.0 1.15 2.12
实施例6 35.9 1.14 2.08
实施例7 35.0 1.14 2.17
实施例8 36.5 1.13 2.10
2、染料分散剂
以染料分散剂为例，本发明产品对还原染料的耐热稳定性按HG/T 3507-2008《木质素磺酸钠分散剂》和HG/T 3399-2001《染料扩散性能的测定》来检测及评级。其测试结果见表3。
表2产品的热稳定性比较
3、混凝土减水剂
以混凝土外加剂为例，本发明产品与其它同类产品对不同品种水泥的净浆流动度比较情况见表3；
表3产品的对不同品种水泥的流动性比较(添加量0.3％)
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：
（1）将制浆黑液加入到反应器中，利用电极以1.0～3.0V的直流电压进行去除制浆黑液中的带电杂质，制浆黑液以0.1～0.5m/min的流速流过电极，每5～30min断电一次对电极进行清洗后再重新利用，继续对制浆黑液原料进行处理，去除制浆黑液中的带电杂质；
（2）将去除带电杂质后的制浆黑液加入到另一反应器中，升温至60～80℃并加入氧化剂反应0.5～2.0h，然后加入醛类化合物在60～100℃下反应，反应0.5～3.0h后再加入磺化剂在90～130℃下反应，反应2.0～5.0h后调节反应体系pH 至11～13，加入次磷酸钠，在80～120℃下反应1.0～4.0h后加入季铵化试剂，反应1.0～4.0h后降温出料得到黑褐色液体产品，再将黑褐色液体产品进行干燥即得木质素基分散剂的固体粉剂。
2.根据权利要求1所述的电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，其特征在于：所述的制浆黑液包括醇解黑液、溶解浆黑液、磨木浆黑液、棉浆粕黑液中的一种或两种以上。
3.根据权利要求2所述的电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，其特征在于：所述的制浆黑液为竹子、蔗渣、稻草、麦草、曲柳、芒杆、杨木、芦苇、桉木、柞木、桦木、马尾松中的一种或两种以上通过碱法制浆后产生的制浆黑液。
4.根据权利要求1所述的电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，其特征在于：所述的制浆黑液固含量为15～50%，其中木质素含量为8.2%～45%，所述的制浆黑液密度为0.89～1.50g/ml。
5.根据权利要求1所述的电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，其特征在于：所述的氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、过氧乙酸、高铁酸钾、重铬酸钾中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，其特征在于：所述的醛类化合物为甲醛、三聚甲醛、乙醛、戊二醛、丙烯醛中的一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，其特征在于：所述的磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中的一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的电容去离子法纯化制浆黑液制备木质素基分散剂的方法，其特征在于：所述的季铵化试剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、硫酸氢四丁基铵、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或两种以上的混合物。
9.一种如权利要求1所述的方法制得的木质素基分散剂的应用，其特征在于：所述的木质素基分散剂作为陶瓷添加剂、染料分散剂、混凝土减水剂。
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