专利名称：一种复合分散剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合分散剂的制备方法，具体为一种(垸基)萘磺酸 甲醛缩合物和木质素磺酸盐的复合清洁生产工艺。
(二)
背景技术：
(烷基)萘磺酸甲醛縮合物及木质素磺酸盐类分散剂常被广泛用于染 料商品化后整理和水泥添加剂中，起分散颗粒、润湿、稀释及均匀制品的 作用。通常它们被单独添加至配制品中，或将各自的液体或粉末结合后添 加至配制品中
(烷基)萘磺酸甲醛縮合物的现有制备方法，是以(垸基)萘为原料， 采用浓硫酸进行磺化，再与甲醛縮合进行生产，因硫酸消耗高，縮合产物 中含有较多的过量硫酸，必须设有用氢氧化钙除去过量硫酸的中和过程， 及除去生成的硫酸钙废渣的过滤工序等。 一般流程如下-
磺化—縮合—氢氧化钙及氢氧化钠中和—过滤硫酸钙—再中和脱钙 —再过滤—干燥。
上述方法具有工艺流程长，生成大量的硫酸钙废渣，设备投资高，劳 动强度大及产品含杂质钙离子高等缺点，若全部使用液碱中和，则会导致 产品中硫酸钠含量高而品质下降。
另外，木质素磺酸盐的现有制备方法，多以碱性造纸黑液为原料，经 硫酸酸析、过滤洗涤后，与亚硫酸盐进行磺化，再与甲醛进行羟甲基化反 应制备。 一般工艺流程如下
酸析—过滤—洗涤—磺化~>羟甲基化—干燥
该流程中存在的主要问题是由于酸析过程要将造纸黑液的pH从 12 13降到4以下，因此要加大量的酸，处理成本高；另外需要升温，又增加了能耗；酸析后的滤液还会造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合分散剂的清洁生产工艺，该工艺摒弃 了 (烷基)萘磺酸甲醛縮合物生产中的"氢氧化钙及氢氧化钠中和、过滤 硫酸钙、再中和脱钙"的工序，以及木质素磺酸盐生产中的"酸析工序"， 而是将(垸基)萘经磺化縮合后得到的酸性产物、与未经酸析的造纸黑液 经磺化羟甲基化后得到的碱性产物进行混合，既实现了两者的相互中和， 又完成了拼混。
本发明采用的技术方案是
一种复合分散剂的制备方法，所述方法包括
(1)将式(I )所示的萘类化合物，与浓硫酸在140 165。C下进行磺 化反应，磺化反应结束后降温至85 95°C，加入水和甲醛， 95 145'C进行縮合反应2 6小时，縮合液备用；所述萘类化合 物可以水溶液形式投料，也可以粉末形式投料，以粉末形式投 料时，则是在熔融状态下与浓硫酸反应；
R为H或C1 C4的烷基；
(2)向固含量20~50%的碱性造纸黑液中加入亚硫酸盐和水，常温
下充分搅拌进行磺化反应，磺化反应结束后升温至50 6(TC，滴
加甲醛于70 10(TC下进行羟甲基化反应，羟甲基化反应结束后，
于75 8(TC下加入双氧水，搅拌，得到羟甲基化料液备用；
所述的造纸黑液主要来源于碱法制桨(应用碱性溶液蒸煮
植物纤维原料的化学制浆方法)如硫酸盐法或烧碱法制浆过程
4所产生的黑液。造纸所用的植物原料主要由纤维素、木质素、 聚糖类物质组成，碱法造纸黑液中包括蒸煮过程中加入的碱、 原料中的无机杂质以及溶解化合的木质素、半纤维素(戊糖类) 以及残留的少量小纤维杂细胞等。碱性造纸黑液的pH范围约 11.5 12.5，其主要组成如下各种黑液固形物中有机物约占
65~70%，无机物占30~35%，有机物与无机物之比为2.2±0.3， 各种黑液固形物中的木质素含量均在20 30%、有机酸含量为 6 10%、总钠含量为20 26%。如果所用碱性造纸黑液固含量范 围不在上述20~50%范围内，可通过浓縮或稀释以使之满足该固 含量范围。
(3)将步骤(1)制得的縮合液和步骤(2)制得的料液在40 100°C 进行混合，縮合液与羟甲基化料液以干重计用量比为1: 0.5 2.0， 控制终点pH为6.0 9.0，得到所述复合分散剂。得到的混合液 可以液态形式、或干燥后的粉末形态应用于染料或水泥制品中 作为添加剂使用。若按照上述重量比混合，自身pH不能达到 6.0 9.0的，可通过补加少量的碱或酸进行调节。 所述步骤(1)中浓硫酸、甲醛用量以使萘类化合物充分反应为宜， 也可过量，本发明步骤(1)中萘类化合物、浓硫酸、甲醛质量用量比优 选为0.8 1.2: 0.8 1.2: 0.2~0.6。
所述步骤(2)中亚硫酸盐、甲醛用量以使碱性造纸黑液中的木质素 充分反应为宜，也可过量，本发明步骤(2)中碱性造纸黑液中的木质素、 亚硫酸盐、甲醛质量用量比优选为0.8-1.2: 0.3 0.5: 0.1 0.2。
优选的，所述步骤(3)中縮合液与羟甲基化料液用量以干重约比为1: 1。
优选的，所述萘类化合物为萘或甲基萘。
本发明所述的清洁生产工艺，其有益效果体现在(垸基)萘磺酸甲醛縮合物的制备中，摒弃了中和过滤工序，节省了加碱的生产成本；木质素磺酸盐的生产中，不经过酸析处理直接利用黑液，减少加酸的生产成本，同时也简化了工艺、避免了二次污染；反应产物互相混合，自身的酸碱性得到调节，资源得到充分利用；工艺简单、操作方便、成本低廉、适宜推广应用。
简言之，本发明所述的复合分散剂的清洁生产工艺，成本低、流程
短，对保护环境起到积极的作用，具有较大的经济效益和社会效益。具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此
实施例1:
甲基萘磺酸甲醛縮合液的制备
在带有冷凝器、温度计、搅拌器及加料口的四口烧瓶中，加65%甲基萘水溶液66g，缓慢滴加98%浓硫酸65g，搅拌20min;升温到160°C,保温搅拌3小时；降温到8(TC，加蒸馏水55g， 10min内滴加37%甲醛30g，随之升温到135'C，保温搅拌3小时；反应完毕，得到甲基萘磺酸甲醛縮合液。
木质素磺酸钠的制备
在带有冷凝器、温度计、搅拌器及加料口的四口烧瓶中，加入以麦草
为原料碱法制浆过程得到的造纸黑液128g (含固率为24%)， 35%亚硫酸钠水溶液30g，开动搅拌器，保持20min;通水于冷凝管冷凝，水浴加热至60°C ， 10min内滴加37%甲醛水溶液9g进行羟甲基化，然后升温70°C ，保温反应3小时；再升温到98'C 10(TC，保温反应3小时；降温到8(TC，加入双氧水lg，搅拌20min后，得到木质素磺酸钠浆料。反应产物的中和混合
取按照上述方法制得的甲基萘磺酸甲醛縮合液25克(干重)、木质素磺酸钠浆料25克(干重)，在60。C相互混合，pH控制在4.0 6.0，再用少量氢氧化钙调整pH至中性，最后过滤得混合滤料，喷雾干燥，即可制得本发明所述的复合分散剂。应用实施例 '
取C.I.分散蓝79滤饼20克(干重)、经干燥的复合分散剂粉末30克，加水150克，充分研磨，按照GB/T5540所述的方法评定，其分散性^A/3级，参照HG/T2499中所述耐热稳定性的方法测试，其耐热温度^145'C。
实施例2:
萘磺酸甲醛縮合液的制备
在带有冷凝器、温度计、搅拌器及加料口的四口烧瓶中，加65%的萘水溶液66g，边搅拌边升温到140°C ，缓慢滴加98%浓硫酸65g，在160°C ，保温搅拌3小时，进行磺化反应；降温到8(TC，加蒸馏水55g，缓慢滴加37。/。甲醛水溶液30g，随之升温到105 115°C，縮合反应5小时；反应完
毕，得到萘磺酸甲醛縮合液。
取按照上述方法制得的萘磺酸甲醛縮合液20克(干重)，按照实施例1方法制得的木质素磺酸钠30克(干重)，在5(TC相互混合，pH控制在4.5 6.0，再用少量氢氧化钙调整pH至中性，最后过滤得混合滤料，喷雾干燥，即可制得本发明所述工艺中的复合分散剂。
应用实施例
取C.I.分散蓝79滤饼20克(干重)、经干燥的复合分散剂粉末30克，加水150克，充分研磨，分散性SA/3级，耐热温度S145X:。
权利要求
1. 一种复合分散剂的制备方法，所述方法包括(1)将式(I)所示的萘类化合物，与浓硫酸在140～165℃下进行磺化反应，磺化反应结束后降温至85～95℃，加入水和甲醛，95～145℃进行缩合反应2～6小时，缩合液备用；R为H或C1～C4的烷基；(2)向固含量20～50％的碱性造纸黑液中加入亚硫酸盐和水，常温下充分搅拌进行磺化反应，磺化反应结束后升温至50～60℃，滴加甲醛于70～100℃下进行羟甲基化反应，羟甲基化反应结束后，于75～80℃下加入双氧水，搅拌，得到羟甲基化料液备用；(3)将步骤(1)制得的缩合液和步骤(2)制得的料液在40～100℃进行混合，缩合液与羟甲基化料液用量以干重计为1∶0.5～2.0，控制终点pH为6.0～9.0，得到所述复合分散剂。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述步骤(1)中萘类化合物、 浓硫酸、甲醛质量比为0.8~1.2: 0.8~1.2: 0.2-0.6。
3. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述步骤(2)中碱性造纸黑液 中的木脂素、亚硫酸盐、甲醛质量比为0.8~1.2: 0.3~0.5: 0.1~0.2。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述步骤(3)中縮合液与羟甲 基化料液用量以干重计为1: 1。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于所述萘类化合物为萘或甲基萘。
全文摘要
本发明提供了一种复合分散剂的制备方法，所述方法摒弃了(烷基)萘磺酸甲醛缩合物生产中的“氢氧化钙及氢氧化钠中和、过滤硫酸钙、再中和脱钙”的工序，以及木质素磺酸盐生产中的“酸析工序”，而是将(烷基)萘(I)经磺化缩合后得到的酸性产物、与未经酸析的造纸黑液经磺化羟甲基化后得到的碱性产物进行混合，既实现了两者的相互中和，又完成了拼混。本发明所述的复合分散剂的清洁生产工艺，成本低、流程短，对保护环境起到积极的作用，具有较大的经济效益和社会效益。
文档编号B01F17/00GK101474543SQ200810163889
公开日2009年7月8日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者其 欧, 钟玉霞, 陈伟章, 高怀庆 申请人:浙江龙盛染料化工有限公司