JPH0469677B2 - - Google Patents

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JPH0469677B2
JPH0469677B2 JP60204926A JP20492685A JPH0469677B2 JP H0469677 B2 JPH0469677 B2 JP H0469677B2 JP 60204926 A JP60204926 A JP 60204926A JP 20492685 A JP20492685 A JP 20492685A JP H0469677 B2 JPH0469677 B2 JP H0469677B2
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JP
Japan
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coal
water
polymerization
polymer
dispersion stabilizer
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JP60204926A
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JPS6264896A (ja
Inventor
Kazutoshi Terada
Toshiaki Sato
Junnosuke Yamauchi
Takuji Okaya
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication of JPS6264896A publication Critical patent/JPS6264896A/ja
Publication of JPH0469677B2 publication Critical patent/JPH0469677B2/ja
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
A 産業上の利用分野 本発明は石炭微粉末の水スラリー系用の分散安
定剤に関する。 近年原油供給に対する不安からエネルギー源の
原油依存度を下げる努力をなされておりそのひと
つとして埋蔵量が多くかつ世界中に広く存在して
いる石炭の見直しが行なわれ、利用方法が種々検
討されている。しかし石炭は石油と異なり固体で
あるために輸送や貯蔵等取扱いの面で石油に比べ
著しく不利である。 この改善方法として石炭をスラリー状で取扱う
ことが提案されており、石炭粉末を油に分散させ
たスラリー(Coal−Oil−Mixture)、石炭粉末を
メタノールに分散させたスラリー(Methanol−
Coal−Mixture)および石炭粉末を水に分散させ
たスラリー(Coal−Water−Mixture)が開発さ
れているが、これらの中で完全な脱石油という点
や安全性の点から石炭−水スラリーが最も有望視
されている。 B 従来の技術 石炭粉末を水でスラリー化することにより該ス
ラリーは液体燃料として輸送、貯蔵、燃焼が可能
となり、燃焼系の操作、制御が容易になるととも
に安定燃料として発火や粉塵に対する対策が不要
となる等の長所を有するが、一方で石炭を水で稀
釈しているために燃料としての発熱量の低下がお
よび輸送費用の上昇は避けられず、スラリーとし
ては可能な限り高濃度であることが要求されてい
る。 水スラリー中の石炭濃度を上げかつ流動性を保
つために、これまで石炭粉末の粒子径分布を調節
することと、適切な分散安定剤を用いることによ
り種々の試みがなされている。分散安定剤として
はたとえばナフタレンスルホ酸塩のホルマリン縮
合物、リグニンスルホン酸塩、ポリオキシエチレ
ンアルキルフエニルエーテル、ポリアクリル酸
塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸
塩、アクリル酸とビニルモノマーの共重合体塩等
の分散安定剤が用いられているが、少なくとも70
重量%の高濃度においても充分な流動性を示し、
かつ放置安定性のすぐれた石炭−水スラリーとい
う観点からみると必ずしも満足できるものが得ら
れてない。 C 発明が解決しようとする問題点 本発明は上記した如く、高濃度、すなわち少な
くとも石炭濃度70重量%以上で流動性と放置安定
性のすぐれた石炭−水スラリーを与えうる分散安
定剤を提供するものである。 D 問題点を解決するための手段 本発明者らは高濃度で流動性と放置安定性のす
ぐれた石炭−水スラリーについて鋭意検討した結
果、一般式P1(−S−P2o〔nは1又は2〕で表わ
されるブロツク共重合体を有効成分として含有す
ることを特徴とする石炭−水スラリー系用の分散
安定剤 〔但し、P1は疏水性重合体を表わし、P2はアク
リル酸またはメタクリル酸、ないしはそのアルカ
リ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩
からなる重合体で、重合度が10以上3500以下の重
合体を表わす。〕 を用いることにより、上記の目的が達成されるこ
とを見出し、本発明を完成させたものである。 本発明に用いられる一般式P1(−S−P2o〔nは
1又は2〕で表わされるブロツク共重合体は、疏
水性重合体であるP1及びアクリル酸またはメタ
クリル酸、ないしはそれらのアルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩、アンモニウム塩からなる重合
体で、重合度が10以上3500以下の重合体P2とか
らなるブロツク共重合体である。 ここで疏水性重合体P1とは水に不溶の重合体
を意味するものであり、P1としてはポリスチレ
ン、ポリメタクリル酸メチル、ポリブテン、ポリ
酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリバーサテイツ
ク酸ビニル等に代表される水に不溶のビニル重合
体やビニル共重合体、ポリオキシプロピレンやポ
リオキシテトラメチレンの如き水に不溶のポリオ
キシアルキレン類、さらにはポリアミドやポリエ
ステル等の重合体が例示される。とりわけ、ポリ
スチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリオキシ
プロピレン、ポリオキシテトラメチレンまたはポ
リバーサテイツク酸ビニルが望ましい。 またP1の重合度は2以上500以下、好ましくは
2以上200以下、更に好ましくは2以上100以下で
ある。 P2はアクリル酸またはメタクリル酸、ないし
はそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ア
ンモニウム塩からなる重合体を表わすものである
が、P2がこれらの構成単位の2種以上からなる
場合も含まれる。さらに一般式P1(−S−P2o〔n
は1又は2〕で表わされる重合体が水溶性又は水
分散性である限りにおいて、P2が上記以外の他
の構成単位を含むことは何らさしつかえない。た
だし、他の構成単位の量が多過ぎる場合には、
P2の親水性が低くなつて目的の分散安定性が得
られなくなつたり、P2の重合度が目標のものが
得られにくくなつたりするので、他の構成単位の
含有量は好ましくは50モル%未満、更に好ましく
は20モル%以下である。 これらの構成単位としては、例えばマレイン
酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸等の酸
類、およびそれらの塩、無水マレイン酸等の酸無
水物類、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アク
リル酸エチル等の(メタ)アクリル酸エステル
類、(メタ)アクリルアミド及びその誘導体、エ
チレン、プロピレン、イソブテン等のα−オレフ
イン類、スチレン、アクリロニトリル、ビニルピ
ロリドン、塩化ビニル、弗化ビニル等が挙げられ
る。 また、P2の重合度は10〜3500、好ましくは10
〜500である。 本発明の一般式P1(−S−P2oで表わされるブロ
ツク共重合体は、水溶性から水分散性まで広い範
囲の程度の水溶性を有するものであり、水溶性の
もののみならず、水分散性のものも本発明に於い
て好適に用い得る。 本発明の一般式P1(−S−P2o〔nは1又は2〕
で表わされるブロツク共重合体は、これを構成す
る重合体P1およびP2の化学組成、分子量等によ
り石炭−水スラリー系用の分散安定剤としての効
果は異なるが、P1とP2の割合が、それぞれP1
びP2を構成するビニルモノマーのユニツト数比
(重合度比)が、 0.001≦P1/P2≦2 より好ましくは、 0.001≦P1/P2≦1 の組成を有するものが特に効果がすぐれる。 本発明のブロツク共重合体の製造方法に関して
は特に制限はないが、末端にチオール基を有する
疏水性重合体の存在下に、アクリル酸、メタクリ
ル酸を主体とするモノマーを重合し、得られた重
合体を水またはアルカリ水溶液に溶解する方法が
最も好ましい。 本発明の分散安定剤の石炭−水スラリー系への
添加量は、石炭の種類や粒度(分布)等により異
なるがスラリー中の石炭に対し0.01〜5.0重量%、
好ましくは0.05〜2.0重量%である。0.01重量%如
何では分散そのものが不十分であり一方5.0重量
%以上入れても効果の上昇は認められず、むしろ
凝集や沈降を生じやすい傾向となる。 また該分散安定剤の石炭−水スラリー系への添
加方法は特に制限はなく、たとえば乾式粉砕した
石炭では石炭粉末を分散させるべき水中に予め分
散剤を添加混合し、これに石炭粉末を加えて混合
する方法等が、また湿式粉砕の場合には、粉砕時
に添加することも、粉砕中もしくは粉砕後に添加
することもできる。 本発明の分散安定剤は石炭の種類によつて特に
制限をうけることはなく、亜瀝青炭、瀝青炭、無
煙炭等いずれであつてもよい。 また石炭の粉末の粒度(分布)はたしかにスラ
リーの粘度や安定性に影響をおよぼすが、200メ
ツシユパスが50重量%以上、好ましくは70重量%
以上であれば調整した石炭−水スラリーがバイプ
ライン輸送、バーナー燃焼等でトラブルをおこす
ことなく使用できる。 本発明の分散安定剤は他の界面活性剤、湿潤
剤、保護コロイドとして作用するポリマーたとえ
ば通常のポリビニルアルコール系重合体やカルボ
キシメチルセルロース等のセルロース誘導体と併
用して使用することももちろん差しつかえない。 E 作用および発明の効果 本発明の一般式P1(−S−P2o〔nは1又は2〕
であらわされるブロツク共重合体を有効成分とし
て含有する分散安定剤が極めて有効に作用する機
構については明らかではないが、該ブロツク共重
合体が界面活性を示し、疎水性重合体P1部分が
石炭粉末表面への吸着力を高めていることによる
と思われる。 以下に実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらに何ら限定されるものではな
い。なお以下で「部」、「%」は特にことわりのな
い限り「重量部」、「重量%」を意味する。 (A) 末端にチオール基を有する重合体の合成例 重合容器にメタクリル酸メチル300部を仕込
み、窒素雰囲気下で80℃に加温した後、チオ酢
酸40部、アゾビスイソブチロニトリル0.3部を
添加して6時間重合を行なつた。室温まで冷却
したのちn−ヘキサン中に重合液を投入してポ
リメタクリル酸メチルを得、アセトン−n−ヘ
キサン系で1回、アセトン−水系で2回再沈精
製をして、末端にチオ酢酸エステル基を有する
ポリメタクリル酸メチルを得た。続いて末端に
チオ酢酸エステル基を有するポリメタクリル酸
メチル180部をメタノール250部とアセトン100
部の混合溶媒に溶解し、窒素流下40℃で10%
NaOHのメタノール溶液10部を添加し、2時
間撹拌した。次に1N硫酸30部を含む5000部の
蒸留水中に投入し、末端にチオール基を有する
ポリメタクリル酸メチルを得た。この重合体は
ヨウ素滴定により、4.55×10-4eq/gのチオー
ル基を末端に含むものであつた。 (B) ブロツク共重合体の合成例 重合容器にアクリル酸700部、テトラヒドロ
フラン700部を仕込み、窒素雰囲気下で60℃に
加温した後、末端にチオール基を有するポリメ
タクリル酸メチル(PMMA)213部、アゾビス
イソブロチロニトリル1.4部を加えて重合を開
始した。6時間後に冷却して重合を停止した。
この時のアクリル酸の重合率は98%であつた。
この溶液を乾燥後、粉砕して粉末を得た。また
この溶液の一部を取つて大量のトルエンに投入
して得た重合体を、トルエンで充分洗浄し、乾
燥後1H−NMRスペクトルを測定したところ、
アクリル酸由来のメチンプロトンとPMMA由
来のメトキシ基のプロトンのシグナル強度比よ
り、ブロツク共重合体のポリアクリル酸部分の
数平均重合度は100であることが判明した。 前記重合体粉末100部に水1091部、水酸化ナ
トリウム43部を加えて溶解し、PMMAとポリ
アクリル酸ナトリウムのブロツク共重合体の10
%水溶液を得た。これを重合体〔A〕の10%水
溶液とする。 以下同様の方法でブロツク共重合体〔B〕〜
〔F〕の水溶液を作製した。詳細を表1に示す。 実施例1〜6及び比較例1〜5 (C) 石炭−水スラリーの調整法および評価法 予備乾燥したオーストラリア炭をボールミル
にて乾式粉砕し、200メツシユパスが80重量%
の石炭粉末を得た。前記重合体の10%水溶液を
稀釈して所定量の分散安定剤を含む水溶液と
し、これと所定量の石炭粉末を石炭濃度70%と
なるよう混合し、ホモミキサーにより5000rpm
で10分撹拌して、石炭−水スラリーを調整し
た。 得られたスラリーの粘度を25℃でBL型粘度
計を用いて測定し、流動性を評価した。また、
スラリーを1カ月室温にて静置し、上部と下部
の状態を観察してスラリーの放置安定性を評価
した。結果を表2に示す。 表2より本発明の分散安定剤を用いた石炭−
水スラリー系は粘度が低く、流動性にすぐれ、
かつ放置安定性にもすぐれることが明らかであ
る。
【表】 *2:中和度は用いた塩基性物質の重合体中のカル
ボキシル基に対するモル比を表わす
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式P1(−S/P2o〔nは1又は2〕で表わ
    されるブロツク共重合体を有効成分として含有す
    ることを特徴とする石炭−水スラリー系用の分散
    安定剤。 〔但し、P1は疏水性重合体を表わし、 P2はアクリル酸またはメタクリル酸、ないしは
    そのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アン
    モニウム塩からなる重合体で、重合度が10以上
    3500以下の重合体を表わす。〕 2 P1がポリスチレン、ポリメタクリル酸メチ
    ル、ポリオキシプロピレン、ポリオキシテトラメ
    チレンまたはポリバーサテイツク酸ビニルから選
    ばれた少くとも1種である特許請求の範囲第1項
    記載の石炭−水スラリー系用の分散安定剤。 3 P1の重合度が2以上500以下である特許請求
    の範囲第1項記載の石炭−水スラリー系用の分散
    安定剤。 4 P2の重合度が10以上500以下である特許請求
    の範囲第1項記載の石炭−水スラリー系用の分散
    安定剤。
JP60204926A 1985-09-16 1985-09-16 石炭−水スラリ−系用の分散安定剤 Granted JPS6264896A (ja)

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