【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分散剂，更具体地是涉及一种磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂、制备和应用。
技术介绍
1、聚羧酸是一种阴离子聚电解质，通常由含羧基的不饱和单体通过聚合得到。对于溶液中的固体颗粒有明显的分散作用，在混凝土分散剂、染料分散剂、陶瓷添加剂等领域皆有应用。目前，在水溶液中较常使用的分散剂一般为高分子电解质，其中以聚羧酸及其衍生物为代表。
2、聚羧酸类分散剂中的羧基可以提供较强的锚固作用，可以根据不同颗粒粉体的极性来选择不同的锚固方式获得更紧密的结合，羧酸吸附在颗粒表面，足够长度的支链能够形成厚层，产生足够强的空间位阻。分散剂分子中的羧基还可以电离，对固体颗粒的带电情况进行改善，增加了静电斥力。水溶性梳型聚羧酸盐含有聚乙烯或聚丙烯氧化物支链，这些支链可以通过静电吸引、氢键或范德华力吸附到固体颗粒上，造成空间位阻效应。支链中可引入-so3h、酯基、醚基等功能性单体，使得聚合物能够牢固的吸附在悬浮液的颗粒表面，使其稳定分散。但是在实际工业应用中，聚羧酸系分散剂出现了很多问题，如：功能性产品较少，很难满足实际需要；黏度高，在高掺合、低水胶比材料配制中，其黏度太高，不利于施工；对砂石集料的含泥量敏感性强，适应也差，掺量敏感影响施工。从2007年以来，石油价格不断攀升，聚羧酸系分散剂的主要原材料聚乙二醇单甲醚等聚醚价格上涨，聚羧酸系分散剂生产成本不断攀升，给聚羧酸系分散剂的生产应用带来更大的挑战。因此迫切需要开发一种成本相对低廉、性能稳定的聚羧酸系分散剂，来满足行业的实际需求。同时，对聚羧酸分子结构进行化学改性，已成为解决
3、木质素是构成植物骨架的天然高分子有机化合物，是一种数量巨大、廉价易得、环境友好可再生、唯一可提供芳基化合物的非石油资源，具有巨大的环境效益和经济效益。目前改性木质素聚羧酸共聚物主要用作混凝土减水剂，国内外的科研工作者亦作了很多前期研究工作。孙振平等将聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯与甲基丙烯酸、木质素磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠采用水溶液一步聚合法合成了一种新型减水分散剂。中国专利cn1772687以非木本植物为制浆原料，制备出木质素磺酸镁，然后以木质素磺酸镁、甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸和马来酸酐聚乙二醇(400～1000)酯为原料，制备出聚羧酸分散剂。中国专利cn101070234将木质素磺酸盐水溶液，搅拌升温到50～80℃，依次投加重铬酸钾、聚乙烯醇、丙烯酸和引发剂，然后在80～100℃下，反应3～5h后得到聚羧酸系分散剂水溶液。美国专利us7691982利用木质素接枝不饱和羧酸，同时加入聚乙二醇单甲醚，在氮气的保护下，以抗坏血酸和巯基丙酸混合物作链转移剂，合成了木质素聚羧酸系分散剂。由于木质素和聚羧酸都具有较大分子体量，需要克服木质素与聚羧酸之间的空间位阻问题，难以准确找到反应活性位点进行有效的接枝，上述方法都有改性不彻底、合成难度大、木质素基聚羧酸分散剂的实际应用效果差的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本申请提供了一种磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂、制备和应用，以解决木质素与聚羧酸间的空间位阻、改性不彻底、合成困难和聚羧酸单体原料价格昂贵的问题。
2、为实现此目的，本专利技术的第一方面，专利技术人提供了一种磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂的制备方法，包括以下步骤：
3、制备木质素解聚产物：将木质素、碱活化剂与水搅拌均匀，加入金属负载型催化剂，于180～360℃下水热反应2～7h，待反应液冷却至40～60℃，去除固体残渣后得到木质素解聚产物；
4、制备磺化木质素解聚产物：将所述木质素解聚产物的ph值调节至10～11，加入甲醛，于60～95℃反应1.0～3.0h，升温至105～120℃，加入亚硫酸钠，反应2.5～4.0h，待其冷却至室温后，得到磺化木质素解聚产物。
5、制备磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂：将丙烯基聚氧乙烯醚和引发剂混合均匀，温度保持在30～60℃，缓慢滴加丙烯酸和丙烯酸羟乙酯，控制在1.5～3.5h内滴加完毕，缓慢滴加链转移剂、还原剂和所述磺化木质素解聚产物，控制在2.0～4.0h内滴加完毕，反应1.0～2.0h后降温出料，加入碱调节ph至7～8，得到棕褐色液体，干燥，即得所述磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂。
6、本专利技术优选的实施方案中，按质量百分数计，制备磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂的各种原料及其用量为：
7、木质素10.0％～30.5％，
8、碱活化剂5.0％～12.5％，
9、金属负载型催化剂0.5％～2.0％，
10、甲醛3.0％～6.5％，
11、亚硫酸钠4.5％～10.5％，
12、丙烯基聚氧乙烯醚15.0％～25.5％，
13、丙烯酸羟乙酯10.0％～15.0％，
14、丙烯酸6.0％～9.0％，
15、引发剂0.5％～2.0％，
16、还原剂0.2％～1.0％，
17、链转移剂0.2％～1.5％，和
18、水20.0％～35.0％。
19、在一些优选的实施方案中，所述金属负载型催化剂为ni/bc、fe/bc、cu/bc、co/bc、zn/bc、co@c中的至少一种。在这些实施方案中，采用上述金属负载型催化剂可以提高酚类得率并减少焦炭产生，避免采用微波辅助催化方法导致解聚产物发生重聚反应，产生低聚物或积碳导致酚类收率下降。
20、另一些优选的方案中，所述碱活化剂为koh、naoh、mg(oh)2、lioh、ca(oh)2中的至少一种。
21、其他一些优选的方案中，所述引发剂为过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁睛中的至少一种。
22、其他一些更优选的方案中，所述还原剂为抗坏血酸、二氧化硫脲、次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠或硫代硫酸钠中的至少一种。
23、其他一些更优选的方案中，所述链转移剂为巯基乙酸、2-巯基丙酸、3-巯基丙酸或甲基烯丙基磺酸钠中的至少一种。
24、还有一些更优选的方案中，所述木质素选自绿竹、毛竹、桦木、柞木、芨芨草、麦草、曲柳、芦苇、杨木、马尾松、桉木、蔗渣、皇竹草、稻草、菌草和/或玉米芯制取的木质素或酶解木质素中的至少一种。
25、本专利技术的第二方面，专利技术人提供了一种磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂，其为本专利技术第一方面提供的制备方法制得。
26、本专利技术的第三方面，专利技术人提供了将本专利技术第二方面提供的磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂作为陶瓷添加剂、染料分散剂或混凝土减水剂的用途。
27、区别于现有技术，上述技术方案利用碱活化剂、金属负载型催化剂对木质素在一定温度下进行水热解聚反应，提升反应效率并实现定向选择。解聚后的木质素主活性官能团酚羟基的量相比于原木质素大大提高，有利于进一步改性，提高利用价值。同时，改性的生产过程在常压下进行，具有工艺简单、效率高、性能价格比优本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按质量百分数计，各种原料及其用量为：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属负载型催化剂为Ni/BC、Fe/BC、Cu/BC、Co/BC、Zn/BC、Co@C中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱活化剂为KOH、NaOH、Mg(OH)2、LiOH、Ca(OH)2中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁睛中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂为抗坏血酸、二氧化硫脲、次亚磷酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠或硫代硫酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述链转移剂为巯基乙酸、2-巯基丙酸、3-巯基丙酸或甲基烯丙基磺酸钠中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述木质素选自绿竹、毛
9.一种磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂，其特征在于，其为采用权利要求1-8中任一种制备方法制得。
10.将权利要求9所述的磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂作为陶瓷添加剂、染料分散剂或混凝土减水剂的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种磺化木质素解聚产物改性聚羧酸分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按质量百分数计，各种原料及其用量为：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属负载型催化剂为ni/bc、fe/bc、cu/bc、co/bc、zn/bc、co@c中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱活化剂为koh、naoh、mg(oh)2、lioh、ca(oh)2中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二异丁睛中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原...
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