0. 引言

　　分散剂在水煤浆的制备中起着极其关键的作用。现有的分散剂种类主要有萘系、聚烯烃系、腐殖酸系、木质素系、非离子型分散剂等。但是它们普遍存在用量大、普适性差、稳定性不好或价格昂贵的问题。丙烯酸共聚物可以作为水煤浆分散剂。迪昆精细化工公司研制的CWF 一15 和WCS 一AC 型水煤浆分散剂为丙烯酸一丙烯腈共聚物，性能高效，降黏作用好。孙慈忠等合成丙烯酸共聚物，研究其作为水煤浆添加剂应用于神府、大屯、新汶煤的制浆性能，水煤浆浓度高，浆液稳定。敖先权等以丙烯酸和丙烯酸酯共聚物为分散剂，对贵州老鹰山煤制备水煤浆进行了研究。丙烯酸共聚物分子大多呈梳形，结构非常灵活，主链的不同位置上分别可以连有一定数量、不同性质基团的共聚物或均聚物。本试验采用可聚合单体直接共聚的方法，以乙酸(AC)、聚乙二醇(PEO)、丙烯酸(AA)为原料先合成大分子单体(PEA)，再将该活性大分子单体与苯乙烯磺酸钠(SSS)、马来酸酐(CBA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等单体共聚制备新型水煤浆分散剂。

　　1.聚丙烯酸系列分散剂的合成

　　1.1 大分子单体的制备

　　将一定比例的乙酸、聚乙二醇和浓硫酸加入到500ml 四口烧瓶中，在一定温度下反应一定时间，再按一定配比加入丙烯酸和对苯二酚继续酯化，制得大分子单体。

　　1.2 共聚试验

　　用烧杯称取一定配比的 PEA、AA、MMA 或CBA 和异丙醇，然后先把烧杯中的混合物倒入四口烧瓶，再加入SSS 溶液和过硫酸钾溶液。打开搅拌器，使其以某一固定转速搅动，同时打开电热套，程序升温至80～100℃，反应一定时间。反应结束后，取出产物，往其中滴加NaOH 溶液，调整其PH 值在10～12 之间。

　　1.3 成浆试验

　　选用常村原煤，采用干法制备水煤浆，对合成出来的分散剂进行性能评价。

　　2. 结果分析

　　2.1 酯化的影响因素

　　1)酸醇摩尔比(AC/PEO 和AA/PEO)，酯化反应为平衡反应，若增加某一反应原料浓度，就能使平衡向有利于酯化反应进行的方向移动，酯化率增加。如图2-1 和图2-2，当AC/PEO 增至1.10:1，AA/PEO 增至4:1 时，酯化率都趋于平衡。故选取AC/PEO 为1.10:1，AA/PEO 为4:1。

　　2)催化剂用量，增加催化剂用量不仅能够加快酯化反应的速率, 而且在一定范围内可以提高酯化率。但当浓硫酸超过5%时，过量的浓硫酸会使反应物炭化，造成反应物的损失，进而影响酯化率。故最适的催化剂用量是反应物总质量的5%。

　　3)阻聚剂用量，阻聚剂可以有效地防止丙烯酸在进行酯化反应的过程中发生聚合, 其用量对酯化率也有一定的影响。阻聚剂的加入有效阻止了聚合，保证了体系酯化反应的顺利进行，减少了丙烯酸的损失。但当其量超过丙烯酸质量的0.6%，损失率趋于平衡。因此，阻聚剂的{zj0}用量为丙烯酸质量的0.6%。

　　2.2 共聚试验

　　试验以上述自制的大分子单体、AA、SSS、CBA 或MMA 为原料共聚合成了1#、2#、3#三个水煤浆分散剂。

　　2.3 成浆试验

　　试验用常村原煤考察了上述 3 种分散剂的性能，研究了它们对煤样的{zg}制浆浓度以及制浆时适宜的添加剂用量。常村原煤小于200 目的含量为78.73%。

　　1)分散剂用量对水煤浆黏度的影响选定成浆浓度为 74%，改变添加剂用量，考查其对水煤浆成浆黏度的影响。

　　对于常村原煤，本试验所合成的聚丙烯酸系列添加剂，当其用量增加时，水煤浆的黏度值会降低，但降低的幅度会越来越小。当其用量低于2‰时，不能对煤成浆；当其用量由2‰增加到3‰时，水煤浆的黏度值降幅较大(降到800 mPa·s 以下)；其中1#和2#在用量为5‰，3#在用量为4‰时，水煤浆黏度值{zd1}；此后随着分散剂用量增加，水煤浆黏度反而有所增加。因此，从合成成本来考虑，制浆时，本系列分散剂的用量在3‰～5‰为宜。

　　2){zj0}成浆浓度固定添加剂用量为4‰，改变成浆浓度分别制浆，然后测定所得水煤浆的黏度值，由此观察本系列添加剂的适宜制浆浓度。

　　可以看出，对于常村原煤，在添加剂用量为4‰的条件下，用各个试剂所制出的水煤浆的黏度都随浓度的增大而增大，与它们对应的适宜的制浆浓度在74%与76%之间(水煤浆黏度值在460 mPa·s 至1100 mPa·s 之间)，它们的{zg}制浆浓度在78%左右，在此成浆浓度下，1#制得的水煤浆黏度值在1400mPa·s 左右，2#制得的水煤浆黏度值在1100mPa·s 左右，3#制得的水煤浆在浓度77%时黏度值为1100 mPa·s 左右。

　　3. 结论

　　(1)确定了该分散剂中所用大分子单体的{zj0}合成条件为：在温度为100±1℃时，AC/PEO 为1.10:1，AA/PEO 为4:1，催化剂浓硫酸的用量为反应物总质量的5%，阻聚剂用量为丙烯酸质量0.6%。

　　(2) 以 PEA、AA、MMA 或CBA 为原料合成出来了1#、2#、3#三个聚丙烯酸系列添加剂。

　　(3)选用常村原煤，研究了1#、2#、3#三种分散剂的用量与水煤浆表观黏度的关系、水煤浆表观黏度与成浆浓度的关系。结果表明：1#的最适用量为0.4%，其适宜制浆浓度为74%～76%；2#的最适用量为0.5%，其适宜制浆浓度为74%～77%；3#的最适用量为0.4%，其适宜制浆浓度为73%～75%。