1.本技术涉及减水剂技术领域，尤其是涉及水煤浆减水剂、水煤浆减水剂的制备方法、水煤浆。
背景技术：
2.水煤浆是一种将煤粉、水以及其他添加剂混合形成的悬浮液，通常可以替代传统的固体煤炭，主要应用于能源领域，具有节能减排的优势，并且可以降低运输和处理成本。水煤浆在制备的过程中，如若添加过量的水使得水煤浆的含水量过高，容易增加水煤浆的黏稠度，导致水煤浆的流动性变差，不易运输；同时，也容易导致水煤浆中的煤粉含量降低、水煤浆不稳定等情况。因此，对水煤浆减水剂的研发尤为重要。
3.现有技术中，水煤浆减水剂主要以萘系减水剂和聚羧酸型减水剂为主。但是，聚羧酸型减水剂的原料主要来自石油化工，且在制备聚羧酸型减水剂时，合成工艺较为复杂、成本较高。因此，在制备水煤浆时，主要选取萘系减水剂进行使用。然而，萘系减水剂又容易存在反应时间较短导致的反应不充分、原料适应性差的问题，均会导致水煤浆易出现减水效果不好、稳定性不足等现象。
技术实现要素：
4.为了解决上述至少一种技术问题，开发一种能够提高减水效果、保障水煤浆稳定性的减水剂，本技术提供水煤浆减水剂、水煤浆减水剂的制备方法、水煤浆。
5.一方面，本技术提供的一种水煤浆减水剂，按照重量份数计，包括如下原料：萘系减水剂70~90份，纯碱8~12份，木质素磺酸钠4~6份，缓凝剂4~6份；其中，所述萘系减水剂由如下原料制备而成：萘、浓硫酸、甲醛、聚乙二醇、聚对苯二甲酰对苯二胺以及水，且所述萘、所述浓硫酸、所述甲醛、所述聚乙二醇、所述聚对苯二甲酰对苯二胺以及所述水之间的质量之比为0.8~1.2:1.8~3:0.8~1.5:1.2~2:0.5~0.8:0.8~1.2。
6.通过采用上述技术方案，本技术提供的水煤浆减水剂以萘系减水剂为主，并向萘系减水剂中加入了纯碱、木质素磺酸钠和缓凝剂，增强了减水剂的分散性和稳定性，能够提高减水剂与水煤浆中的颗粒之间的相互作用力，避免水煤浆中的颗粒沉降，能够保证水煤浆的均匀性和稳定性，也能够抑制水煤浆中的颗粒产生堆积和凝结现象导致的流动性下降。本技术还对萘系减水剂的配方进行了进一步改进，特定引入了聚乙二醇和聚对苯二甲酰对苯二胺进行萘系减水剂的制备，引入的聚乙二醇能够在萘、浓硫酸以及甲醛的反应中形成胶束结构，包裹和保护各反应物，并提供更大的表面积和更好的分散性，也能够减少甲醛的聚集和萘的聚集，有助于提高各反应物之间的接触面积和反应速率，加大反应进程，使得反应更为完全，而引入的聚对苯二甲酰对苯二胺则可以与胶束结构中的聚乙二醇形成更为稳定的复合结构，增强了胶束结构的稳定性，防止胶束结构被破坏和析出；同时，聚乙二醇和聚对苯二甲酰对苯二胺并不直接参与反应，在制备萘系减水剂结束后，聚乙二醇和聚
对苯二甲酰对苯二胺还能够被直接用于水煤浆减水剂中，降低水煤浆的黏度，并提高水煤浆的稳定性。
7.可选的，按照重量份数计，包括如下原料：萘系减水剂80份，纯碱10份，木质素磺酸钠5份，缓凝剂5份。
8.通过采用上述技术方案，对本技术提供的水煤浆减水剂的原料组分进行了进一步限定，能够进一步优化水煤浆减水剂的组成，进而提高水煤浆减水剂的分散性和稳定性。
9.可选的，所述萘系减水剂中，所述萘、所述浓硫酸、所述甲醛、所述聚乙二醇、所述聚对苯二甲酰对苯二胺以及所述水之间的质量之比为1:2:1.2:1.5:0.6:1。
10.通过采用上述技术方案，对本技术提供的水煤浆减水剂中所使用的萘系减水剂中原料组分进行了进一步限定，能够进一步加大反应进程，使得反应更加完全。
11.可选的，所述萘系减水剂中，所述聚乙二醇的聚合度为1800~5000。
12.通过采用上述技术方案，对本技术提供的水煤浆减水剂中所使用的萘系减水剂中，聚乙二醇的聚合度进行了进一步限定，能够提高胶束结构的稳定性。
13.可选的，所述缓凝剂选自葡钠母液和元明粉，且所述葡钠母液和所述元明粉之间的质量之比为0.8~1.2:1。
14.通过采用上述技术方案，对本技术提供的水煤浆减水剂中所使用的缓凝剂的组成进行了进一步限定，能够进一步减缓水煤浆的凝结速度，延长水煤浆的流动性；同时，也能够防止水煤浆中的颗粒的团聚和沉积，维持水煤浆的均匀性和稳定性。
15.第二方面，本技术提供了上述水煤浆减水剂制备方法，包括以下步骤：s1、按重量份数制备萘系减水剂；s2、按重量份数提供纯碱、木质素磺酸钠以及缓凝剂，向所述萘系减水剂中加入所述纯碱后，再加入所述木质素磺酸钠和所述缓凝剂，混合，制得所述水煤浆减水剂；其中，所述步骤s1包括：按重量份数提供萘、浓硫酸、甲醛、聚乙二醇、聚对苯二甲酰对苯二胺以及水；将所述萘和所述浓硫酸混合，得到磺化料；向所述磺化料中加入所述水，得到水解液；将所述聚乙二醇分为两份，其中一份所述聚乙二醇加入所述水解液中得到混合物料一，其中另外一份所述聚乙二醇加入所述甲醛中得到混合物料二；将所述混合物料二加入至所述混合物料一中，并加入所述聚对苯二甲酰对苯二胺，混合，制得所述萘系减水剂。
16.通过采用上述技术方案，本技术在制备水煤浆减水剂所使用的萘系减水剂时，将聚乙二醇分为了两份并分别加入了由萘和浓硫酸反应得到的水解液和甲醛中，得到混合物料一和混合物料二，再将混合物料一和混合物料二混合，能够使得各反应物之间通过胶束结构包裹缠绕，进一步增大反应接触面积和反应速率；同时，在将混合物料一和混合物料二进行混合时，进一步引入了聚对苯二甲酰对苯二胺，能够提高胶束结构的稳定性。
17.可选的，所述步骤s1中，将所述萘和所述浓硫酸混合的操作包括：将所述萘加热至120~130℃，向加热后的所述萘中加入所述浓硫酸，加毕，加热至150~180℃，反应3~5h，得到所述磺化料。
18.可选的，所述步骤s1中，加入所述水解液的所述聚乙二醇和加入所述甲醛的所述
聚乙二醇之间的质量之比为1:1。
19.通过采用上述技术方案，对加入水解液和甲醛中的聚乙二醇的质量进行了进一步限定，能够进一步提高各反应物之间的反应接触面积。
20.第三方面，本技术还提供了一种水煤浆，包括上述水煤浆减水剂制备而成。
21.通过采用上述技术方案，采用本技术提供的水煤浆减水剂制备水煤浆，能够进一步避免水煤浆中的颗粒发生沉降和聚集，提高了水煤浆的流动性。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1. 本技术提供的水煤浆减水剂以萘系减水剂为主，并加入了纯碱、木质素磺酸钠和缓凝剂，能够增强减水剂的分散性和稳定性，并提高减水剂与水煤浆中的颗粒之间的相互作用力，避免了水煤浆中的颗粒的沉降，能够保证水煤浆的均匀性和稳定性，也能够抑制水煤浆中的颗粒产生堆积和凝结现象导致的流动性下降。
23.2. 本技术对水煤浆减水剂所使用的萘系减水剂的配方进行了改进，特定引入的聚乙二醇能够在反应的过程中形成胶束结构，提供更大的表面积和更好的分散性，也能够减少反应物的聚集，有助于提高各反应物之间的接触面积和反应速率，加大反应进程，使得反应更为完全；特定引入的聚对苯二甲酰对苯二胺可以与胶束结构中的聚乙二醇形成更为稳定的复合结构，增强了胶束结构的稳定性，防止胶束结构被破坏和析出。
24.3. 本技术对水煤浆减水剂所使用的萘系减水剂的配方进行改进时，特定引入的聚乙二醇和聚对苯二甲酰对苯二胺并不直接参与反应，故而，在制备萘系减水剂结束后，还能够使得聚乙二醇和聚对苯二甲酰对苯二胺被直接用于水煤浆减水剂中，发挥降低水煤浆的黏度的效果，也能够提高水煤浆的稳定性。
25.4. 本技术提供的水煤浆减水剂的制备方法中，在制备萘系减水剂时，将聚乙二醇分为了两份并分别加入了水解液和甲醛中，再进行混合，能够使得各反应物之间通过胶束结构包裹缠绕，进一步增大反应接触面积和反应速率；同时，进一步引入的聚对苯二甲酰对苯二胺，提高了胶束结构的稳定性。
具体实施方式
26.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
27.本技术设计了一种水煤浆减水剂，按照重量份数计，包括如下原料：萘系减水剂70~90份，纯碱8~12份，木质素磺酸钠4~6份，缓凝剂4~6份；其中，所述萘系减水剂由如下原料制备而成：萘、浓硫酸、甲醛、聚乙二醇、聚对苯二甲酰对苯二胺以及水，且所述萘、所述浓硫酸、所述甲醛、所述聚乙二醇、所述聚对苯二甲酰对苯二胺以及所述水之间的质量之比为0.8~1.2:1.8~3:0.8~1.5:1.2~2:0.5~0.8:0.8~1.2。
28.本技术的水煤浆减水剂采用以下方法制备，包括以下步骤：s1、按重量份数制备萘系减水剂；s2、按重量份数提供纯碱、木质素磺酸钠以及缓凝剂，向所述萘系减水剂中加入所述纯碱后，再加入所述木质素磺酸钠和所述缓凝剂，混合，制得所述水煤浆减水剂；其中，所述步骤s1包括：按重量份数提供萘、浓硫酸、甲醛、聚乙二醇、聚对苯二甲酰对苯二胺以及水；
将所述萘和所述浓硫酸混合，得到磺化料；向所述磺化料中加入所述水，得到水解液；将所述聚乙二醇分为两份，其中一份所述聚乙二醇加入所述水解液中得到混合物料一，其中另外一份所述聚乙二醇加入所述甲醛中得到混合物料二；将所述混合物料二加入至所述混合物料一中，并加入所述聚对苯二甲酰对苯二胺，混合，制得所述萘系减水剂。
29.本技术还提供了一种水煤浆，包括上述水煤浆减水剂制备而成。
30.具体实施例
31.在本技术的制备例、实施例以及对比例中，如无特殊说明，所使用的各原料均为市售产品：萘：选自工业萘，湖北鑫润德化工有限公司，纯度99%；浓硫酸：质量分数98%；甲醛：南通润丰石油化工有限公司，纯度99%；聚乙二醇：以乙二醇为原料进行制备，聚合度在1000~6000之间；乙二醇，山东满堂红新材料有限公司，纯度99.5%；聚对苯二甲酰对苯二胺：选自聚对苯二甲酰对苯二胺聚合物分散液；聚对苯二甲酰对苯二胺，东莞市凯茜利塑胶原料有限公司；水：选自自来水；纯碱：选自工业纯碱，上海坦度实业有限公司，纯度99.2%；木质素磺酸钠：湖北鑫红利化工有限公司，纯度99%；缓凝剂：葡钠母液，选自工业级葡钠母液，济南德旺化工有限公司，含量40%；所述元明粉，唐山市腾展商贸有限公司，纯度99%。
32.本技术的制备例1~13和制备对比例1~4分别提供了一种萘系减水剂的制备方法，本技术的实施例1~21和对比例1~4分别提供了一种水煤浆减水剂的制备方法。
33.对本技术实施例1~21和对比例1~4提供的水煤浆减水剂进行实验检测时，将煤粉和水按照7:3的质量之比混合，并向其中加入实施例1~21和对比例1~4提供的水煤浆减水剂制得水煤浆，随后再进行实验检测，检测项目和检测方法如下：1. 减水率：记录加入水煤浆减水剂前水煤浆的含水量a和加入水煤浆减水剂后水煤浆的含水量b，计算减水率；其中，减水率=[(a-b)/a]
×
100%；2. 流动性：以表观黏度为指标进行检测，参照《gbt 18856.4-2008 水煤浆试验方法》中的第4部分进行检测；3. 稳定性：检测加入水煤浆减水剂的水煤浆在经过1d、7d、15d以及30d的静置后，是否会出现煤粉颗粒沉淀的现象。
[0034]
制备例1提供萘10kg、浓硫酸22.5kg、甲醛10kg、聚乙二醇15kg、聚对苯二甲酰对苯二胺6.25kg以及水10kg；其中，聚乙二醇的聚合度为1000~1800；将萘加热至120℃，向加热后的萘中加入浓硫酸，加毕，加热至150℃，反应5h，得到磺化料；向磺化料中加入水，得到水解液；将聚乙二醇分为两份，其中一份聚乙二醇加入水解液中得到混合物料一，其中另
外一份聚乙二醇加入甲醛中得到混合物料二；其中，加入水解液的聚乙二醇和加入甲醛的聚乙二醇之间的质量之比为2:1；将混合物料二加入至混合物料一中，并加入聚对苯二甲酰对苯二胺，混合，制得萘系减水剂。
[0035]
制备例2~5和制备对比例1~2以制备例1为基础，与制备例1的区别在于提供的原料组成不同，参见表1；其余步骤、条件以及参数均与制备例1中的一致。
[0036]
表1 制备例2~5和制备对比例1~2原料组成
[0037]
实施例1
[0038]
提供制备例1制得的萘系减水剂70kg、纯碱8kg、木质素磺酸钠4kg以及缓凝剂4kg，向萘系减水剂中加入纯碱后，再加入木质素磺酸钠和缓凝剂，混合，制得水煤浆减水剂；其中，缓凝剂为葡钠母液。
[0039]
实施例2~5和对比例1~2以实施例1为基础，与实施例1的区别在于所使用的萘系减水剂不同，分别为制备例2~5和制备对比例1~2提供的萘系减水剂；其余步骤、条件以及参数均与实施例1中的一致。
[0040]
实验检测对实施例1~5和对比例1~2提供的水煤浆减水剂进行实验检测，检测结果参见表2。
[0041]
表2 实施例1~5和对比例1~2检测结果汇总表
[0042]
参见表2，由表2的检测结果可知，在采用实施例1~5提供的水煤浆减水剂制备水煤浆时，减水率最少能够达到36%以上，表观黏度均在750mpa
·
s以内，且在静置15d后才开始出现极少软沉淀，以此说明了采用本技术提供的水煤浆减水剂的减水效果较为优异且制得的水煤浆的流动性和稳定性较好；但是，在采用对比例1~2提供的水煤浆减水剂制备水煤浆时，减水率不足17%，表观黏度均在900mpa
·
s以上，且在静置1d后即出现了沉淀现象，以此说明了本技术提供的水煤浆减水剂所使用的萘系减水剂中，同时采用聚乙二醇和聚对苯二甲酰对苯二胺进行制备的优越性。
[0043]
制备对比例3以制备例5为基础，与制备例5的区别在于：省略将聚乙二醇分为两份并将其中一份加入甲醛中的步骤，直接将聚乙二醇全部加入至水解液中，再和甲醛混合；其余步骤、条件以及参数均与制备例5中的一致。
[0044]
制备对比例4以制备例5为基础，与制备例5的区别在于：省略将聚乙二醇分为两份并将其中一份加入水解液中的步骤，直接将聚乙二醇全部加入至甲醛中，再和水解液混合；其余步骤、条件以及参数均与制备例5中的一致。
[0045]
对比例3~4以实施例5为基础，与实施例5的区别在于所使用的萘系减水剂不同，分别为制备对比例3~4提供的萘系减水剂；其余步骤、条件以及参数均与实施例5中的一致。
[0046]
实验检测对对比例3~4提供的水煤浆减水剂进行实验检测，检测结果参见表3。
[0047]
表3 对比例3~4检测结果汇总表
[0048]
参见表3，由表3的检测结果可知，在采用对比例3~4提供的水煤浆减水剂制备水煤浆时，减水率不足24%，表观黏度均在900mpa
·
s以上，且在静置15d后即出现了少量硬沉淀现象、静置30d后即出现了较多硬沉淀现象，以此说明了本技术提供的水煤浆减水剂所使用的萘系减水剂，在采用特定步骤进行制备的优越性。
[0049]
制备例6以制备例5为基础，与制备例5的区别在于：将萘加热至125℃，向加热后的萘中加入浓硫酸，加毕，加热至165℃，反应4h，得到磺化料；其余步骤、条件以及参数均与制备例5中的一致。
[0050]
制备例7以制备例5为基础，与制备例5的区别在于：将萘加热至130℃，向加热后的萘中加入浓硫酸，加毕，加热至180℃，反应3h，得到磺化料；其余步骤、条件以及参数均与制备例5中的一致。
[0051]
实施例6~7以实施例5为基础，与实施例5的区别在于所使用的萘系减水剂不同，分别为制备例6~7提供的萘系减水剂；其余步骤、条件以及参数均与实施例5中的一致。
[0052]
实验检测对实施例6~7提供的水煤浆减水剂进行实验检测，检测结果参见表4。
[0053]
表4 实施例6~7检测结果汇总表
[0054]
参见表4，由表4的检测结果可知，在采用实施例6~7提供的水煤浆减水剂制备水煤浆时，减水率均在41%以上，表观黏度均在715mpa
·
s以内，且在静置15d后才开始出现极少软沉淀，以此说明了本技术提供的水煤浆减水剂所使用的萘系减水剂的制备方法的可行性。
[0055]
制备例8~11以制备例6为基础，与制备例6的区别在于聚乙二醇的聚合度不同，分别为1800~3000、3000~4000、4000~5000以及5000~6000；其余步骤、条件以及参数均与制备例6中的一
致。
[0056]
实施例8~11以实施例6为基础，与实施例6的区别在于所使用的萘系减水剂不同，分别为制备例8~11提供的萘系减水剂；其余步骤、条件以及参数均与实施例6中的一致。
[0057]
实验检测对实施例8~11提供的水煤浆减水剂进行实验检测，检测结果参见表5。
[0058]
表5 实施例8~11检测结果汇总表
[0059]
参见表5，由表5的检测结果可知，在采用实施例8~11提供的水煤浆减水剂制备水煤浆时，减水率均在42.5%以上，表观黏度均在700mpa
·
s以内，且在静置15d后才开始出现极少软沉淀；具体的，实施例8~9的减水率提升较快，实施例10~11的减水率提升效果不明显，且实施例10~11的表观黏度小幅度上升，以此说明了本技术提供的水煤浆减水剂所使用的萘系减水剂，在采用特定聚合度的聚乙二醇进行制备的优越性。
[0060]
制备例12~13以制备例9为基础，与制备例9的区别在于加入水解液的聚乙二醇和加入甲醛的聚乙二醇之间的质量之比不同，分别为1:1和1:2；其余步骤、条件以及参数均与制备例9中的一致。
[0061]
实施例12~13以实施例9为基础，与实施例9的区别在于所使用的萘系减水剂不同，分别为制备例12~13提供的萘系减水剂；其余步骤、条件以及参数均与实施例9中的一致。
[0062]
实验检测对实施例12~13提供的水煤浆减水剂进行实验检测，检测结果参见表6。
[0063]
表6 实施例12~13检测结果汇总表
[0064]
参见表6，由表6的检测结果可知，较实施例9和实施例13的检测结果相比，实施例12的减水率在45%以上，且表观黏度在670mpa
·
s以内，以此说明了在制备水煤浆减水剂所使用的萘系减水剂时，向水解液和甲醛中加入特定质量之比的聚乙二醇的优越性。
[0065]
实施例14~17以实施例12为基础，与实施例12的区别在于提供的原料组成不同，参见表7；其余步骤、条件以及参数均与实施例12中的一致。
[0066]
表7 实施例14~17原料组成
[0067]
实验检测对实施例14~17提供的水煤浆减水剂进行实验检测，检测结果参见表8。
[0068]
表8 实施例14~17检测结果汇总表
[0069]
参见表8，由表8的检测结果可知，在采用实施例14~17提供的水煤浆减水剂制备水煤浆时，减水率均在45%以上，表观黏度均在665mpa
·
s以内，且在静置15d后才开始出现极少软沉淀，以此说明了本技术提供的水煤浆减水剂的优越性；另外，在实施例14~17内，实施例17的减水率高达47.8%、表观黏度低至645mpa
·
s，以此说明了采用特定的原料组成制备水煤浆减水剂的优越性。
[0070]
实施例18~21以实施例17为基础，与实施例17的区别在于所使用的缓凝剂不同，分别为元明粉、质量之比为0.8:1的葡钠母液和元明粉、质量之比为1:1的葡钠母液和元明粉以及质量之比为1.2:1的葡钠母液和元明粉；其余步骤、条件以及参数均与实施例17中的一致。
[0071]
实验检测
对实施例18~21提供的水煤浆减水剂进行实验检测，检测结果参见表9。
[0072]
表9 实施例18~21检测结果汇总表
[0073]
参见表9，由表9的检测结果可知，在采用实施例18~21提供的水煤浆减水剂制备水煤浆时，减水率均在48%以上，表观黏度均在645mpa
·
s以内，且在静置15d后才开始出现极少软沉淀；具体的，实施例19~21的减水率均高于实施例17~18，实施例19~21的表观黏度均低于实施例17~18，以此说明了本技术提供的水煤浆减水剂在采用特定组分构成的缓凝剂的优越性。
[0074]
以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。