一種皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的制備方法
【專利摘要】一種皮革廢棄膠原接枝共聚物水煤漿添加劑的制備方法，在反應器中加入固含量20％皮革廢棄膠原水解液，于35～45℃攪拌使其完全溶解，再升高溫度至75-85℃，開始同時滴加引發(fā)劑和混合單體，滴加完畢，繼續(xù)保溫一定時間后冷卻至室溫，用質量分數30％的NaOH調節(jié)體系pH＝8～9，得到一種皮革廢棄膠原接枝共聚物水煤漿添加劑；本發(fā)明方法所得添加劑充分發(fā)揮了磺酸鹽、羧酸鹽的超強分散性能好的優(yōu)勢，結合皮革廢棄膠原的多肽鏈分子結構含有大量氨基和羧基親水基團對水分子的氫鍵作用而使水煤漿的貯存穩(wěn)定性提高，分散性能好，穩(wěn)定期長，同時又可以實現皮革廢棄膠原的再利用，也是一條解決皮革廢棄物對環(huán)境污染的有效途徑。
【專利說明】一種皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于水煤漿添加劑【技術領域】，特別涉及一種皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的 制備方法。

【背景技術】
[0002] 目前，工業(yè)應用的水煤漿添加劑中，各有優(yōu)缺點。萘系添加劑雖然其價格便宜，分 散性好、降黏作用強，但易析水產生硬沉淀，并且具有一定的毒性。木質素磺酸鹽性能較差， 一般與其他添加劑復配使用。腐殖酸系添加劑則存在制漿黏度大，投加量多的問題，而其他 非離子添加劑雖高效但價格昂貴，制漿成本高。聚羧酸系添加劑結構靈活，可根據實際要求 改變其分子量和分子結構，對水煤漿有很好的分散效果，但目前使用的聚羧酸系添加劑價 格較貴，制漿成本高。面對當前水煤漿添加劑的研究現狀及存在的問題，水煤漿添加劑有兩 個發(fā)展趨勢：一方面要求產品性能好，可生物降解，毒性低；另一方面，水煤漿添加劑的原 料來源應易得，價廉。從而，尋求新的原料來合成新型水煤漿添加劑，開發(fā)適合多煤種制漿、 性價比高的添加劑是當今水煤漿添加劑開發(fā)的重點。天然產物的改性物用作水煤漿添加劑 無疑成為焦點。
[0003] 目前，應用最廣的天然改性聚合物水煤漿添加劑為木質素改性物，由于其主要以 造紙黑夜為原料，成本低廉而得到廣泛應用，但木質素性能較差一般很少作為添加劑單獨 使用，常和其他添加劑復配使用，以提高水煤漿穩(wěn)定性。科研人員也可在研究其他天然產物 作為水煤漿的可能性。
[0004] 皮革廢棄膠原是動物結締組織或表皮組織膠原的水解產物，具有比合成高分子材 料無可比擬的生物相容性和可降解性，在食品、醫(yī)學、化妝品、飼料、農業(yè)、皮革等行業(yè)占有 很重要的地位，對皮革廢棄膠原進行接枝共聚改性方法不但可保留母體主鏈的主要性能， 而且改性后的聚合物還能從接枝側鏈中獲得新的性能，同時也為解決皮革廢棄物對環(huán)境污 染提供了一條途徑。


【發(fā)明內容】

[0005] 為了克服上述現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種皮革廢棄膠原水煤漿 添加劑的制備方法，以皮革廢棄膠原為主要原料之一，根據水煤漿對性能的需求選用不同 的功能單體對皮革廢棄膠原進行改性，制備適合水煤漿制漿的皮革廢棄膠原接枝共聚物添 加劑，其分散效果好，也對皮革廢棄物的再利用提供了一條途徑，綠色環(huán)保。
[0006] 為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0007] 一種皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的制備方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟1，在反應器中加入皮革廢棄膠原水解液并升高溫度至75-85°C;
[0009] 步驟2,同時向反應器中滴加引發(fā)劑和混合單體，并在60_120min內滴加完畢，繼 續(xù)保溫90-120min，冷卻至室溫；
[0010] 步驟3,用質量分數30%的NaOH調節(jié)體系pH= 8?9,得到一種皮革廢棄膠原接 枝共聚物水煤漿添加劑。
[0011] 所述皮革廢棄膠原水解液的制備方法為：在反應器中加入含水50%的廢皮革屑 50質量份，依次加入水200質量份和氧化鈣2質量份，升高溫度至100°C，保溫水解時間IOh后，過濾水解液，在水解濾液中加入3. 5?4. 0份的碳酸鈉純堿除鈣和鉻，降溫至室溫，再行 抽濾得到除鉻水解液，加熱濃縮至固含量20%。
[0012] 所述混合單體由摩爾比為（0. 3?0. 5) :4的磺化單體和丙烯酸單體組成，混合單 體與皮革廢棄膠原水解液中含固含量的質量比為（1. 5?2) : 1。
[0013] 所述磺化單體為苯乙烯磺酸鈉或烯丙基磺酸鈉或甲基烯丙基磺酸鈉。
[0014] 所述丙烯酸單體為甲基丙烯酸或丙烯酸。
[0015] 所述引發(fā)劑的加入量為反應物總質量的2?8%
[0016] 所述引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨或過硫酸鈉。
[0017] 與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0018] 1)利用皮革廢棄水解物制備的水煤漿添加劑，由于膠原纖維分子鏈通過接枝共聚 引入了具有羧基、磺酸基，使其具有良好的分散性能。
[0019] 2)利用皮革廢棄水解物制備的水煤漿添加劑同時發(fā)揮了膠原纖維良好的水溶性、 增稠性能，對水煤漿具有良好的穩(wěn)定作用，從而使制得的水煤漿穩(wěn)定性大大提高。
[0020] 3)由于利用了皮革廢棄物制備水煤漿添加劑，其具有成本低廉、可生物降解等特 點。

【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例詳細說明本發(fā)明的實施方式。
[0022] 實施例1
[0023] 在反應器中加入固含量20%的皮革廢棄膠原水解液500g，升溫至85°C，開始同時 滴加質量分數10%的過硫酸銨引發(fā)劑80g和由苯乙烯磺酸鈉53. 5g和丙烯酸146. 5g組 成的混合單體，并在120min內滴加完畢，繼續(xù)保溫90min，冷卻至室溫，用質量分數30%的 NaOH調節(jié)體系pH= 8?9,得到一種皮革廢棄膠原接枝共聚物水煤漿添加劑。
[0024] 實施例2
[0025] 在反應器中加入固含量20%的皮革廢棄膠原水解液500g，升溫至80°C，開始同時 滴加質量分數10%的過硫酸銨引發(fā)劑IOOg和由烯丙基磺酸鈉67g和丙烯酸133g組成的混 合單體，并在60min內滴加完畢，繼續(xù)保溫120min，冷卻至室溫，用質量分數30%的NaOH調 節(jié)體系pH= 8?9,得到一種皮革廢棄膠原接枝共聚物水煤漿添加劑。
[0026] 實施例3
[0027] 在反應器中加入固含量20%的皮革廢棄膠原水解液500g，升溫至75°C，開始同時 滴加質量分數10%的過硫酸銨引發(fā)劑80g和由甲基烯丙基磺酸鈉41. 7g和丙烯酸158. 3g 組成的混合單體，并在60-120min內滴加完畢，繼續(xù)保溫90-120min，冷卻至室溫，用質量分 數30%的NaOH調節(jié)體系pH= 8?9,得到一種皮革廢棄膠原接枝共聚物水煤漿添加劑。
[0028] 實施例4
[0029] 在反應器中加入固含量20%的皮革廢棄膠原水解液500g，升溫至75°C，開始同時 滴加質量分數10%的過硫酸銨引發(fā)劑80g和由烯丙基磺酸鈉35. 3g和甲基丙烯酸164. 7g 組成的混合單體，并在60-120min內滴加完畢，繼續(xù)保溫90-120min，冷卻至室溫，用質量分 數30%的NaOH調節(jié)體系pH=8?9,得到一種皮革廢棄膠原接枝共聚物水煤漿添加劑。
[0030]實施例5
[0031] 在反應器中加入固含量20%的皮革廢棄膠原水解液500g，升溫至75°C，開始同時 滴加質量分數10 %的過硫酸銨引發(fā)劑80g和由烯丙基磺酸鈉22g和甲基丙烯酸178g組成 的混合單體，并在60-120min內滴加完畢，繼續(xù)保溫90-120min，冷卻至室溫，用質量分數 30%的NaOH調節(jié)體系pH=8?9,得到一種皮革廢棄膠原接枝共聚物水煤漿添加劑。
[0032] 實施例6
[0033] 在反應器中加入固含量20%的皮革廢棄膠原水解液500g，升溫至85°C，開始同時 滴加質量分數10%的過硫酸銨引發(fā)劑80和由苯乙烯磺酸鈉45. 5g和甲基丙烯酸154. 5g組 成的混合單體，并在120min內滴加完畢，繼續(xù)保溫90min，冷卻至室溫，用質量分數30%的 NaOH調節(jié)體系pH= 8?9,得到一種皮革廢棄膠原接枝共聚物水煤漿添加劑。
[0034] 綜上所述，本發(fā)明的內容不限于實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本 發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
[0035] 選用陜西彬長煤為研究對象，通過破碎、磨礦、篩選和級配，攪拌均勻后制得相同 濃度的水煤漿（質量分數63% )500g，煤的粒徑級配：D(0.5) = 22ym;D(0.9) =ΙΙΟμπι; <75μπι= 80% ;〈5μπι= 20% ;平均粒徑=45μπι。添加劑加入量為0· 3% (占干基煤 wt% )，發(fā)明實施的添加劑對彬長煤的制漿性能測試結果如下表1所示，由表1可以看出，本 專利申請所述一種皮革廢棄膠原基陰離子接枝共聚物水煤楽添加劑在24h，48h、7天、14天 的分散效果穩(wěn)定，且效果優(yōu)于市售萘磺酸鹽縮合物。
[0036] 表1各實施例產品的成漿性能比較
[0037]

【權利要求】
1. 一種皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，在反應器中加入皮革廢棄膠原水解液并升高溫度至75-85°C ; 步驟2,同時向反應器中滴加引發(fā)劑和混合單體，并在60-120min內滴加完畢，繼續(xù)保 溫90-120min，冷卻至室溫； 步驟3,用質量分數30%的NaOH調節(jié)體系pH = 8?9,得到一種皮革廢棄膠原接枝共 聚物水煤漿添加劑。
2. 根據權利要求1所述皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，所述皮 革廢棄膠原水解液的制備方法為：在反應器中加入含水50%的廢皮革屑50質量份，依次加 入水200質量份和氧化鈣2質量份，升高溫度至100°C,保溫水解時間10h后，過濾水解液， 在水解濾液中加入3. 5?4. 0份的碳酸鈉純堿除鈣和鉻，降溫至室溫，再行抽濾得到除鉻水 解液，加熱濃縮至固含量20%。
3. 根據權利要求1所述皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，所述混 合單體由摩爾比為（〇. 3?0. 5) :4的磺化單體和丙烯酸單體組成，混合單體與皮革廢棄膠 原水解液中含固含量的質量比為（1. 5?2) : 1。
4. 根據權利要求3所述皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，所述磺 化單體為苯乙烯磺酸鈉或烯丙基磺酸鈉或甲基烯丙基磺酸鈉。
5. 根據權利要求3所述皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，所述丙 烯酸單體為甲基丙烯酸或丙烯酸。
6. 根據權利要求1至5任一權利要求所述皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的制備方法，其 特征在于，所述引發(fā)劑的加入量為反應物總質量的2?8%
7. 根據權利要求1至5任一權利要求所述皮革廢棄膠原水煤漿添加劑的制備方法，其 特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀或過硫酸銨或過硫酸鈉。
【文檔編號】C08F228/02GK104341559SQ201410624128
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權日:2014年11月7日
【發(fā)明者】朱軍峰, 李元博, 李俊國, 張光華, 王睿 申請人:陜西科技大學