CN113307384A

CN113307384A - 一种用于海水淡化的无磷阻垢剂及其制备方法

Info

Publication number: CN113307384A
Application number: CN202110604947.3A
Authority: CN
Inventors: 姚斌
Original assignee: Jiangsu Yaoshi Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Yaoshi Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2021-08-27

Abstract

本申请涉及阻垢剂的领域，具体公开了一种用于海水淡化的无磷阻垢剂及其制备方法。一种用于海水淡化的无磷阻垢剂，包括以下重量份物质：10‑20份腐植酸、20‑30份壳聚糖、15‑25份磺酸木质素、20‑40份稳定剂、0.01‑0.05份引发剂和5‑8份缓蚀剂，所述稳定剂包括丙烯酸，所述引发剂为过硫酸钠。其制备方法为：S1、制备一次产物；S2、制备阻垢剂。本申请制备的用于海水淡化的无磷阻垢剂可用于海水淡化、循环水净化、锅炉水净化等，其具有阻垢效果优异、无磷不易导致海水富营养化，绿色环保的优点。

Description

一种用于海水淡化的无磷阻垢剂及其制备方法

技术领域

本申请涉及阻垢剂领域，更具体地说，它涉及一种用于海水淡化的无磷阻垢剂。

背景技术

海水淡化是一种将海水脱盐处理制备淡水的方法。海水淡化的方法有电渗析法、反渗透膜法、海水冻结法、蒸馏法等，目前较为常用的方法主要为反渗透膜法和蒸馏法。反渗透膜法通过渗透膜将海水中的钠离子、钙离子进行过滤，得到淡水，由于渗透膜在长期使用的过程中，渗透膜上会附着海水中的钙镁离子等，导致渗透膜无法对海水进行过滤，因此需要在待处理的海水中添加阻垢剂，减少渗透膜上结垢的现象的产生。

目前市面上应用较广的阻垢剂为有机含磷阻垢剂，该类阻垢剂在海水中对结垢物进行分解，但在分解的过程中，阻垢剂中的磷元素同时分散于海水中，使海水富营养化，从而恶化了海水的生态环境，为了减少水体富营养化现象的发生，现在一般采用无磷阻垢剂对海水进行阻垢处理，但是由于无磷阻垢剂的稳定性较差，通常采用在无磷阻垢剂中添加稳定剂，以提高无磷阻垢剂的稳定性。

针对上述相关技术，发明人认为简单地在无磷阻垢剂中添加稳定剂，稳定剂在无磷阻垢剂中的分散性能不佳，使得无磷阻垢剂的稳定性能较差，存在无磷阻垢剂阻垢效果较差的缺陷。

发明内容

为了改善无磷阻垢剂的阻垢效果较差的缺陷，本申请提供一种用于海水淡化的无磷阻垢剂及其制备方法。

本申请提供的一种用于海水淡化的无磷阻垢剂及其制备方法采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种用于海水淡化的无磷阻垢剂，采用如下的技术方案：

一种用于海水淡化的无磷阻垢剂，包括以下重量份物质：10-20份腐植酸、20-30份壳聚糖、15-25份磺酸木质素、20-40份稳定剂、0.01-0.05份引发剂和5-8份缓蚀剂，所述稳定剂包括丙烯酸，所述引发剂为过硫酸钠。

通过采用上述技术方案，采用腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素进行复配制备无磷阻垢剂，通过引发剂使得稳定剂丙烯酸与腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素之间进行交联，提高稳定剂在阻垢剂之间的分散效果和结合效果，有效提高阻垢剂的阻垢效果。

其次，由于腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素均为天然高分子聚合物，一方面，制备后的阻垢剂中不含磷元素，降低了对海水富营养化现象的出现，另一方面，聚合物中含有大量的羟基、羧基、醛基等基团，因此具有螯合以及分散效果，进而可与海水中的金属离子进行螯合，降低钙镁离子等原本溶解于水中的物质在水分减少时析出的可能性，从而减少了渗透膜表面结垢现象的发生；同时由于缓蚀剂的加入，使得阻垢剂缓慢且长效发挥除垢效果。

优选的，所述壳聚糖为经改性剂改性处理制得，所述改性剂包括3-5重量份亚硝酸、10-20重量份乙酸和3-5重量份4-（溴甲基）苯甲酸。

通过采用上述技术方案，首先，通过亚硝酸和乙酸二者共同复配处理壳聚糖，使得壳聚糖上接枝有羧乙基，提高壳聚糖自身的稳定性，使得壳聚糖可长效对金属进行吸附和螯合，提高无磷阻垢剂的阻垢效果，此外还具有一定的杀菌效果，减少微生物的生成，进一步降低结垢的速率。

同时，本申请中采用4-（溴甲基）苯甲酸对壳聚糖进行改性，制得羧苄基壳聚糖，可有效提高壳聚糖自身的静电作用，实现对金属离子的多分子层吸附作用，从而提高无磷阻垢剂的缓蚀作用。

优选的，所述改性剂还包括3-8重量份2，3－环氧丙基三甲基氯化铵。

通过采用上述技术方案，2，3－环氧丙基三甲基氯化铵、丙烯酸以及乙酸对壳聚糖进行改性，制备得到羧乙基－季铵两性壳聚糖，使得壳聚糖具有两个羧基和季铵基团两性电学特征的基团，进一步提高壳聚糖的静电作用，有效提高壳聚糖对金属的吸附效果，提升壳聚糖的缓蚀和阻垢效果。

优选的，所述引发剂还包括：0.01-0.03重量份过硫酸钾和0.03-0.05重量份过氧化氢，所述过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化氢的质量比为1-5：1-3：3-5。

通过采用上述技术方案，通过过硫酸钾和过氧化氢以及过硫酸钠进行复配，改善腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素与丙烯酸之间的结合效果，提高阻垢剂的稳定性，同时腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素之间的结合效果更佳，这是由于过硫酸钾对腐植酸的反应进行引发，不仅提高腐植酸与丙烯酸的交联效果，还提高壳聚糖与腐植酸之间的结合效果，过氧化氢对磺酸木质素的反应进行反应，进一步增强磺酸木质素与丙烯酸之间的交联效果，提高磺酸木质素的稳定性，使得阻垢剂具有长效且稳定的阻垢效果。

优选的，还包括3-6重量份分散剂，所述分散剂包括按质量比1：1：100混合的高锰酸钾、硫酸和苯酚。

通过采用上述技术方案，通过高锰酸钾、硫酸以及过氧化氢进行复配氧化腐植酸，将大分子腐植酸氧化为小分子腐植酸，增加腐植酸上活性基团的数量，再通过苯酚对小分子腐植酸进行改性，在腐植酸上引入更多的活性基团，不仅提高腐植酸对金属离子的吸附和分散效果，同时进一步提高腐植酸与丙烯酸之间的结合效果，提高腐植酸的稳定性，提高阻垢剂的缓蚀以及阻垢效果。

优选的，所述缓蚀剂为葡萄糖酸钠或硫酸锌中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，由于通过改性剂改性的壳聚糖具有一定的缓蚀效果，通过与硫酸锌或葡萄糖酸钠进行复配，形成较佳的协同作用，即可有效提高无磷阻垢剂的缓蚀效果。

第二方面，本申请提供一种用于海水淡化的无磷阻垢剂的制备方法，采用如下的技术方案：

一种用于海水淡化的无磷阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备一次产物：先将上述称量的壳聚糖和20％的质量引发剂加入到丙烯酸中，恒温反应1-2h，制得一次产物；S2、制备阻垢剂：向一次产物中依次加入上述称量的磺酸木质素、腐植酸、缓蚀剂和80％质量的引发剂，搅拌混合，恒温反应2-4h，制得阻垢剂。

通过采用上述技术方案，先将壳聚糖与丙烯酸进行交联反应，形成两性壳聚糖，制得一次产物具有较佳的阻垢效果，同时具有一定的缓蚀效果；再向一次产物中添加磺酸木质素、腐植酸以及缓蚀剂，在引发剂的引发作用下，改善了磺酸木质素、腐植酸与丙烯酸之间的交联程度，同时由于壳聚糖上引入了较多的活性基团，使得壳聚糖、磺酸木质素、腐植酸之间的结合效果有所提升，具有较佳的协同作用，提高了无磷阻垢剂的阻垢以及缓蚀效果。

优选的，所述恒温反应的温度为60-80℃。

通过采用上述技术方案，在适宜的温度下，引发剂的活性较佳，使得壳聚糖、磺酸木质素、腐植酸与丙烯酸的交联效果较佳，从而制得的阻垢剂的稳定性优异，无磷阻垢剂获得优异的阻垢效果，此外，壳聚糖、磺酸木质素、腐植酸与丙烯酸交联程度适宜，使得整体体系粘稠度适宜，进而可有效分散于海水中与金属离子进行螯合，保障无磷阻垢剂的阻垢效果。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请通过丙烯酸的加入，使得壳聚糖、磺酸木质素、腐植酸均可在引发剂的引发作用下与丙烯酸发生交联反应，即丙烯酸对壳聚糖、磺酸木质素、腐植酸进行接枝改性，提高了阻垢剂的稳定性，使得阻垢剂长效且稳定的发挥阻垢效果；由于本申请采用壳聚糖、磺酸木质素、腐植酸三种天然高分子聚合物复配制得阻垢剂，不仅绿色环保，还具有较为优异的阻垢效果；同时，由于丙烯酸与壳聚糖、磺酸木质素、腐植酸交联后，形成交叉网状结构，获得了较为优异的缓蚀以及阻垢效果。

2、本申请中优选采用改性剂对壳聚糖进行改性，由于经改性剂改性后的壳聚糖具有两性电学特征基团，可有效改善壳聚糖对海水中金属离子的吸附和螯合，进一步提高阻垢剂的阻垢以及缓蚀效果，因此制得的阻垢剂获得了长效阻垢的效果。

3、本申请的方法，通过依次向丙烯酸中加入壳聚糖、磺酸木质素、以及腐植酸，这是由于经改性后的壳聚糖首先与丙烯酸进行交联，提高壳聚糖的稳定性，同时再向其中加入磺酸木质素和腐植酸，腐植酸在引发剂的氧化作用下，氧化为小分子的腐植酸进而不仅与丙烯酸进行交联反应，同时与壳聚糖进行交联反应，使得最终制得的阻垢剂具有互穿的网状结构，不仅具有较为优异的螯合、吸附金属离子的效果，同时具有优异的缓蚀效果，因此制得的阻垢剂获得了长效阻垢的效果。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例中，所选用的仪器设备如下所示，但不以此为限：

仪器：上海凌科实业发展有限公司集热式恒温加热磁力搅拌器、巩义市瑞德仪器设备有限公司SHZ-95B真空泵循环水式真空泵、浙江纳德科学仪器有限公司Secura125-1CN分析天平。

药品：苏州启航生物科技有限公司分析纯2，3－环氧丙基三甲基氯化铵、廊坊瑞源环保科技有限公司货号01的缓蚀剂、盛诺生物科技开发大城县有限公司的阻垢分散剂、济南汇锦川化工有限公司的乙醛酸、广州飞翔生物科技有限公司甲磺酸、济南德乔化工科技有限公司DTBP引发剂、河南瑞伦特生物科技有限公司水溶性壳聚糖、颖心实验室的4-（溴甲基）苯甲酸。

制备例

改性壳聚糖制备例

制备例1

先称量3kg质量分数为15%的亚硝酸、10kg质量分数为30%的乙酸、5kg壳聚糖以及3kg4-（溴甲基）苯甲酸，先将壳聚糖与亚硝酸混合，洗涤抽滤得滤饼，烘干制得预氧化壳聚糖；将预氧化壳聚糖加入乙酸和4-（溴甲基）苯甲酸的混合溶液中，搅拌混合，制得改性壳聚糖1。

制备例2

与制备例1的区别在于：先称量4kg质量分数为15%的亚硝酸、15kg质量分数为30%的乙酸以及4kg4-（溴甲基）苯甲酸，制备改性壳聚糖2，其余制备条件与制备环境均与制备例1相同。

制备例3

与制备例1的区别在于：先称量5kg质量分数为15%的亚硝酸、20kg质量分数为30%的乙酸以及5kg4-（溴甲基）苯甲酸，制备改性壳聚糖3，其余制备条件与制备环境均与制备例1相同。

性能检测

（1）阻垢性能测试：参照国标《GB/T 16632-1996水处理剂阻垢性能的测定－碳酸钙沉积法》，计算阻垢率η，分别对硫酸钙、碳酸钙、碳酸镁、硫酸镁的阻垢效果进行试验，计算得η₁、η₂、η₂、η₄。

（2）杀菌性能测试，采用小瓶测试法进行异养菌杀菌效果的评价，并用MPN法进行计数。

（3）缓蚀性能检测：根据《GB/T 34550.1-2.17海水冷却水处理药剂性能评价方法》测量钢片的失重情况，进而可以计算得到缓蚀率X。

表1制备例1-3性能检测

结合表1性能检测可以发现：

制备例1-3中根据各组分比例的调整，改性壳聚糖的阻垢效果以及缓蚀效果有所提升，这是由于亚硝酸对壳聚糖进行初步氧化，使得大分子壳聚糖氧化为小分子壳聚糖，进而与乙酸进行反应，在壳聚糖上接枝有羧乙基，增加壳聚糖上的活性基团，使得壳聚糖提高壳聚糖的阻垢效果；同时由于4-（溴甲基）苯甲酸的加入，在壳聚糖上接枝有羧苄基，可以减缓海水对碳钢的缓蚀作用，这是由于壳聚糖可吸附于金属表面，形成保护膜，因此改性后的壳聚糖具有较佳的阻垢效果和缓蚀效果，结合表1可以看出，制备例2中改性壳聚糖2的阻垢以及缓蚀效果较佳，说明制备例2中的各组分的配比较为合适。

制备例4

制备例4与制备例2的区别在于：分别称量3kg2，3－环氧丙基三甲基氯化铵以及30kg去离子水，将改性壳聚糖与2，3－环氧丙基三甲基氯化铵混合搅拌，在搅拌过程中加入去离子水，搅拌混合均匀，制备改性壳聚糖4，其余制备条件与制备环境均与制备例2相同。

制备例5

制备例5与制备例4的区别在于：分别称量4kg2，3－环氧丙基三甲基氯化铵以及40kg去离子水，制备改性壳聚糖5，其余制备条件与制备环境均与制备例4相同。

制备例6

制备例6与制备例4的区别在于：分别称量5kg2，3－环氧丙基三甲基氯化铵以及50kg去离子水，制备改性壳聚糖6，其余制备条件与制备环境均与制备例4相同。

性能检测

表2制备例4-6性能检测

结合表1和表2性能检测可以发现：

制备例4-6中根据各组分比例的调整，改性壳聚糖的阻垢效果以及杀菌效果显著提升，这是由于改性壳聚糖2与2，3－环氧丙基三甲基氯化铵之间生成具有羧乙基－季铵两性壳聚糖，改性后的壳聚糖具有两性电性基团，提高壳聚糖对金属离子的吸引作用，壳聚糖与金属离子螯合效果更佳，提高壳聚糖的阻垢效果，同时由于季铵基团的引入，壳聚糖对异养菌的杀菌效果有所提升，保障水体的质量，减少微生物导致水体腐败现象的发生，根据表2可以看出，制备例4中制得的改性壳聚糖具有较佳的阻垢效果和杀菌效果，这说明制备例4中的各组分的比例较为合适。

缓蚀剂制备例

制备例7

取过硫酸钠制备引发剂1。

制备例8

分别称量0.01kg过硫酸钠、0.01kg过硫酸钾和0.03kg过氧化氢搅拌混合，制备引发剂2。

制备例9

分别称量0.03kg过硫酸钠、0.02kg过硫酸钾和0.04kg过氧化氢搅拌混合，制备引发剂3。

制备例10

分别称量0.05kg过硫酸钠、0.03kg过硫酸钾和0.05kg过氧化氢搅拌混合，制备引发剂4。

缓蚀剂制备例

制备例11

取1kg葡萄糖酸钠制备缓蚀剂1。

制备例12

取1kg硫酸锌制备缓蚀剂2。

制备例13

取1kg葡萄糖酸钠和1kg硫酸锌搅拌混合，制备缓蚀剂3。

实施例

实施例1

首先分别称量10kg腐植酸、20kg壳聚糖、15kg磺酸木质素、20kg丙烯酸、0.01kg引发剂1、5kg缓蚀剂1以及100kg去离子水；再将改性壳聚糖2、0.002kg引发剂1添加至丙烯酸和去离子水的混合液中，搅拌混合，于60℃恒温反应2h，制备一次产物；最后向一次产物中依次加入磺酸木质素、腐植酸以及0.008kg引发剂1以及缓蚀剂1，搅拌混合，于60℃恒温反应4h，制备阻垢剂1。

实施例2

与实施例1的区别之处在于：分别称量15kg腐植酸、25kg壳聚糖、20kg磺酸木质素、30kg丙烯酸、0.03kg引发剂1、6.5kg缓蚀剂1和120kg去离子水，制备阻垢剂2，其余制备条件与制备环境均与实施例1相同。

实施例3

与实施例1的区别之处在于：分别称量20kg腐植酸、30kg壳聚糖、25kg磺酸木质素、40kg丙烯酸、0.05kg引发剂1、8kg缓蚀剂1和140kg去离子水，制备阻垢剂3，其余制备条件与制备环境均与实施例1相同。

性能检测

表3实施例1-3性能检测

结合表3性能检测可以发现：

实施例1-3中根据各组分比例的调整，阻垢剂的阻垢效果有所提升，这说明本申请采用腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素进行复配，并在引发剂的引发作用下与丙烯酸进行交联，使得阻垢剂与稳定剂之间的结合效果有所提升，不仅提高阻垢剂的稳定性，还可有效提高阻垢剂的阻垢效果，这是由于腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素均为天然高分子聚合物，自身具有一定的羟基、羧基、醛基等活性基团，可以对金属离子进行吸附和螯合，降低结垢发生的可能性。

腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素在引发剂的引发作用下与丙烯酸进行交联，制得的阻垢剂的稳定性有所提升，使得阻垢剂阻垢效果长效且稳定。

由于腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素均为天然分子，在阻垢剂的制备中并未添加含磷物质，降低海水发生富营养化的可能性，因此制得的阻垢剂具有绿色环保且长效稳定的阻垢效果，根据表3可以看出，实施例3中制得阻垢剂的阻垢效果较为优异，这说明实施例3中各组分的比例较为合适。

实施例4

与实施例2的区别之处在于：本实施例采用改性壳聚糖2以代替壳聚糖，制备阻垢剂4，其余制备条件与制备环境均与实施例2相同。

实施例5

与实施例4的区别之处在于：本实施例采用改性壳聚糖5以代替改性壳聚糖2，制备阻垢剂5，其余制备条件与制备环境均与实施例4相同。

性能检测

表4实施例4-5性能检测

结合表3和表4性能检测可以发现：

（1）将实施例4与实施例2进行对比，实施例4中制得的阻垢剂的阻垢效果有所提升，这说明本申请采用改性剂对壳聚糖进行改性，制得的阻垢剂具有较佳的阻垢效果，这是由于乙酸与亚硝酸对壳聚糖进行氧化改性后，不仅使得壳聚糖氧化为小分子壳聚糖，提高壳聚糖在海水中的分散效果，从而壳聚糖与海水中金属离子的螯合效果更佳，还在壳聚糖上引入羧乙基，增加活性基团的数量，进一步提高对海水中金属离子的吸附效果，提高阻垢剂的阻垢效果。

（2）将实施例4与实施例5进行对比，实施例5中制得的阻垢剂的阻垢效果有所提升，杀菌效果显著提升，这说明本申请采用改性剂对壳聚糖进行改性，制得的阻垢剂具有较佳的阻垢以及杀菌效果，这是由于引入羧乙基的壳聚糖与2，3－环氧丙基三甲基氯化铵发生接枝改性，进而使得壳聚糖上形成季铵－羧乙基两性电性基团，进一步提高壳聚糖对金属离子的吸附效果，从而有效提高制得的阻垢剂的吸附效果，同时由于季铵基团的引入，提高阻垢剂对异养菌的杀菌效果，减少水体富营养化现象的产生，绿色环保。

实施例6-8

与实施例5的区别之处在于：本实施例采用引发剂2、引发剂3、引发剂4以代替引发剂1，制备阻垢剂6、7、8，其余制备条件与制备环境均与实施例5相同。

性能检测

表5实施例6-8性能检测

结合表4和表5性能检测可以发现：

实施例6-8中根据各组分比例的调整，阻垢剂的阻垢效果以及缓蚀效果有所提升，这说明本申请采用过硫酸钾、过硫酸铵以及过氧化氢复配制成引发剂，制得的阻垢剂具有较佳的阻垢效果，这是由于过硫酸钾、过硫酸铵以及过氧化氢进行复配后，不仅可提高腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素之间的结合效果，还能提高腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素与丙烯酸之间交联程度，使得阻垢剂中具有互穿的网状结构，提高阻垢剂的稳定性，使得阻垢剂获得长效较佳的阻垢效果以及缓蚀效果，根据表5可以看出，实施例7中制得的阻垢剂具有较佳的阻垢效果，这说明实施例7中引发剂之间的配比较为合适。

实施例9

与实施例7的区别之处在于：向一次产物中加入0.05kg高锰酸钾和0.05kg质量分数为11％的硫酸，搅拌混合后，再加入5kg苯酚，搅拌混合，制备阻垢剂9，其余制备条件与制备环境均与实施例7相同。

实施例10

与实施例7的区别之处在于：向一次产物中加入0.1kg高锰酸钾和0.1kg质量分数为11％的硫酸，搅拌混合后，再加入6kg苯酚，搅拌混合，制备阻垢剂10，其余制备条件与制备环境均与实施例7相同。

实施例11

与实施例7的区别之处在于：向一次产物中加入0.2kg高锰酸钾和0.15kg质量分数为11％的硫酸，搅拌混合后，再加入8kg苯酚，搅拌混合，制备阻垢剂11，其余制备条件与制备环境均与实施例7相同。

性能检测

表6实施例9-11性能检测

结合表6性能检测可以发现：

实施例9-11中根据各组分比例的调整，阻垢剂的阻垢效果以及缓蚀效果有所提升，这说明本申请中采用在一次产物中加入分散剂，制得的阻垢剂具有较佳的阻垢效果，这是由于高锰酸钾和硫酸以及过氧化氢复配，共同氧化腐植酸，使得大分子腐植酸被氧化为小分子腐植酸，改善腐植酸在海水中的分散效果，改善腐植酸对金属离子的分散和螯合效果，提高阻垢剂的阻垢效果，同时加入苯酚后，在腐植酸上引入酚羟基，增加腐植酸上的活性基团数量，进一步改善腐植酸与丙烯酸之间的结合效果，提高腐植酸的稳定性，使得阻垢剂获得稳定的阻垢效果，结合表6可以看出，实施例9中阻垢剂的阻垢效果以及缓蚀效果较佳，说明实施例9中的各组分的配比较为合适。

实施例12

与实施例9的区别之处在于：本实施例采用缓蚀剂2以代替缓蚀剂1制备阻垢剂10，其余制备条件与制备环境均与实施例6相同。

实施例13

与实施例9的区别之处在于：本实施例采用缓蚀剂3以代替缓蚀剂1制备阻垢剂13，其余制备条件与制备环境均与实施例6相同。

性能检测

表7实施例12-13性能检测

结合表6和表7性能检测可以发现：

（1）将实施例12与实施例9进行对比可以发现，实施例12中制得的阻垢剂的缓蚀效果较佳，这说明本申请采用硫酸锌与改性壳聚糖进行复配，可有效提高阻垢剂的缓蚀效果，这是由于硫酸锌与壳聚糖上的羧苄基具有较佳的协同作用，即可有效提高阻垢剂的缓蚀效果。

（2）将实施例13与实施例9和实施例12进行对比可以发现，实施例13中制得的阻垢剂具有较佳的缓蚀效果，这说明本申请采用葡萄糖酸钠、硫酸锌以及改性壳聚糖进行复配，可有效提高阻垢剂的缓蚀效果，这是由于带有羧苄基的壳聚糖与葡萄糖酸钠的复配效果不佳，但带有羧苄基的壳聚糖先与硫酸锌进行复配后，再与葡萄糖酸钠进行复配，葡萄糖酸钠、硫酸锌以及改性壳聚糖之间可形成较为优异的稳定协同效果，因此制得的阻垢剂具有较佳的缓蚀效果。

实施例14

与实施例13的区别之处在于：本实施例中恒温反应的温度为70℃，制备阻垢剂14。

实施例15

与实施例13的区别之处在于：本实施例中恒温反应的温度为80℃，制备阻垢剂15。

性能检测

表8实施例14-15性能检测

结合表7和表8性能检测可以发现：

将实施例14-15中根据温度的调整，阻垢剂的阻垢效果以及缓蚀效果有所提升，这说明本申请在制备阻垢剂的过程中，采用适宜的温度，可有效提高阻垢剂的阻垢效果，这是由于适宜的温度使得壳聚糖、磺酸木质素、腐植酸与丙烯酸的交联效果较佳，提高阻垢剂的稳定性同时获得稳定的网状交联结构，保障阻垢剂具有较佳的阻垢效果以及稳定的缓蚀效果，根据表8可以看出，实施例14中制得的阻垢剂的阻垢效果较佳，这说明实施例14中的温度较为适宜。

对比例

对比例1

与实施例14的区别之处在于：采用甲磺酸对壳聚糖进行改性，制备改性壳聚糖，以替代实施例14中的改性壳聚糖5，制备阻垢剂，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。

对比例2

与实施例14的区别之处在于：采用乙醛酸对壳聚糖进行改性，制备改性壳聚糖，以替代实施例14中的改性壳聚糖5，制备阻垢剂，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。

对比例3

与实施例14的区别之处在于：采用市售引发剂，以替代实施例14中的引发剂3，制备阻垢剂，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。

对比例4

与实施例14的区别之处在于：采用市售分散剂，制备阻垢剂以替代实施例14中的阻垢剂14，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。

对比例5

与实施例14的区别之处在于：恒温处理的温度选用40℃，制备阻垢剂，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。

对比例6

与实施例14的区别之处在于：恒温处理的温度选用120℃，制备阻垢剂，其余制备条件与制备环境均与实施例14相同。

性能检测

表9对比例1-6性能检测

结合表8和表9性能检测可以发现：

（1）将对比例1、对比例2与实施例14和实施例5相比，可以发现，实施例5和实施例14中的阻垢剂的阻垢效果较佳，这说明本申请中采用改性剂对壳聚糖进行改性，制得的阻垢剂具有较佳的阻垢效果，这是由于通过亚硝酸、乙酸以及2，3－环氧丙基三甲基氯化铵使得壳聚糖上形成羧乙基－季铵两性基团，可有效提高壳聚糖对海水中金属离子的吸附螯合效果，提高阻垢剂的阻垢效果，通过4-（溴甲基）苯甲酸的加入使得壳聚糖上接枝有羧苄基，提高壳聚糖的静电作用，进一步提高阻垢剂对金属离子的吸附效果，即提高阻垢剂的阻垢效果。

（2）将对比例3与实施例14相比，实施例14中制得的阻垢剂的阻垢效果较佳，这说明本申请中采用多种引发剂复合对腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素与丙烯酸之间的交联进行引发，制得的阻垢剂具有较佳的阻垢效果，这是由于过硫酸钾、过硫酸铵以及过氧化氢之间形成复配，有效提高腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素与丙烯酸之间的交联效果，同时过氧化氢可对腐植酸进行氧化，将腐植酸氧化为小分子腐植酸，提高腐植酸对金属离子的吸附效果，使得阻垢剂获得较佳的阻垢效果。

（3）将对比例4与实施例14相比，实施例14中制得的阻垢剂的阻垢效果较佳，这说明本申请中采用在一次产物中加入分散剂，制得的阻垢剂具有较佳的阻垢效果，这是由于经高锰酸钾以及硫酸氧化后的小分子腐植酸，苯酚对腐植酸进行改性，在腐植酸上引入酚羟基，不仅提高腐植酸对金属离子的吸附效果，还可改善腐植酸与磺酸木质素以及壳聚糖之间的交联效果，形成互穿的网状结构，提高阻垢剂的缓蚀效果。

（4）将对比例4、对比例5与实施例14进行对比，实施例14中制得的阻垢效果较佳，这说明本申请中采用适宜的温度，制得的阻垢剂具有较佳的阻垢效果，这是由于温度较高时，壳聚糖、磺酸木质素、腐植酸与丙烯酸之间的交联程度较大，制得的阻垢剂在海水中的分散效果不佳，从而对海水中金属离子的吸附以及分散效果不佳；当温度过低时，壳聚糖、磺酸木质素、腐植酸与丙烯酸之间的交联程度较小，进而丙烯酸对腐植酸、壳聚糖以及磺酸木质素的改性效果不佳，进而使得阻垢剂的稳定性不佳，使得阻垢效果不佳，因此适宜的温度不仅交联程度适宜，且引发剂的活性较佳，制得的阻垢剂具有较为优异的阻垢效果以及缓蚀效果。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种用于海水淡化的无磷阻垢剂，其特征在于，包括以下重量份物质：10-20份腐植酸、20-30份壳聚糖、15-25份磺酸木质素、20-40份稳定剂、0.01-0.05份引发剂和5-8份缓蚀剂，所述稳定剂为丙烯酸，所述引发剂包括过硫酸钠。

2.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化的无磷阻垢剂，其特征在于：所述壳聚糖为经改性剂改性处理制得，所述改性剂包括3-5重量份亚硝酸、10-20重量份乙酸和3-5重量份4-（溴甲基）苯甲酸。

3.根据权利要求2所述的一种用于海水淡化的无磷阻垢剂，其特征在于，所述改性剂还包括3-8重量份2，3－环氧丙基三甲基氯化铵。

4.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化的无磷阻垢剂，其特征在于：所述引发剂还包括：0.01-0.03重量份过硫酸钾和0.03-0.05重量份过氧化氢，所述过硫酸钠、过硫酸钾、过氧化氢的质量比为1-5：1-3：3-5。

5.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化的无磷阻垢剂，其特征在于：还包括3-6重量份分散剂，所述分散剂包括按质量比1：1：100混合的高锰酸钾、硫酸和苯酚。

6.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化的无磷阻垢剂，其特征在于：所述缓蚀剂为葡萄糖酸钠或硫酸锌中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种用于海水淡化的无磷阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备一次产物：先将上述称量的壳聚糖和20％质量的引发剂加入到丙烯酸中，恒温反应2h，制得一次产物；

S2、制备阻垢剂：向一次产物中依次加入上述称量的磺酸木质素、腐植酸、缓蚀剂和80％质量的引发剂，搅拌混合，恒温反应4h，制得阻垢剂。

8.根据权利要求7所述的一种用于海水淡化的无磷阻垢剂的制备方法，其特征在于：所述恒温反应的温度为60-80℃。