CN114084969B - 一种冷却水阻垢剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水处理剂的领域，具体公开了一种冷却水阻垢剂及其应用。一种冷却水阻垢剂包括20‑30份聚环氧琥珀酸、5‑10份聚天冬氨酸、5‑15份锌盐、5‑10份钼酸盐和10‑15份分散剂，分散剂包括质量比为1‑2:1‑4的蒙脱土和丙烯酸类化合物，蒙脱土为纳米级的层状蒙脱土；其应用包括以下步骤：S1、阻垢剂添加；S2、阻垢处理。本申请的阻垢剂可用于冷却水、循环水中进行阻垢，其具有分散效果较佳、阻垢性能较为优异的优点。

Description

一种冷却水阻垢剂及其应用

技术领域

本申请涉及水处理剂的领域，尤其是涉及一种冷却水阻垢剂及其应用。

背景技术

在工业生产中，通常会产生较多的废热，需要通过传热介质转移至自然环境中，使工业设备可运行顺畅。在传热介质上，天然水具有较佳的热传递效果并且成本较低，因此通常作为工业生产中的冷却水。在工厂实际生产过程中，装配循环冷却水系统用于冷却工业设备的方案较为常见，该冷却水系统能实现冷却水的循环使用，从而降低冷却水的用量，提高冷却水利用率。

但是，在冷却水循环的过程中，由于空冷却水中的杂质较多，冷却水较易在循环设备内壁结垢上，从而降低了循环冷却水系统的传热效率，所以，现有的冷却水循环系统中需要添加阻垢剂来改善冷却水结垢的现象。

现有常用的阻垢剂，主要通过破坏结垢离子的结合，降低结垢现象。应用较为广泛的阻垢剂包括有机磷酸阻垢剂和磷酸盐阻垢剂等，但单一的有机磷或者磷酸盐阻垢剂的使用，会导致磷元素排放并引起水体富营养化，因此近年来无磷阻垢剂被广泛使用，在使用时，间隔一定时间将阻垢剂添加至冷却水中，降低冷却水结垢的可能性，改善循环冷却水的传热效率。

针对上述相关技术，发明人认为简单地在冷却水中添加阻垢剂，阻垢剂与冷却水混合时，阻垢剂的分散性不佳，进而对冷却水中微晶抑制效果不均，即阻垢剂存在阻垢效果不佳的缺陷。

发明内容

为了改善因简单地在水中添加阻垢剂，阻垢剂在冷却水中的分散性不佳，导致阻垢剂阻垢效果不佳的缺陷，本申请提供一种冷却水阻垢剂及其应用。

第一方面，本申请提供一种冷却水阻垢剂，采用如下的技术方案：

一种冷却水阻垢剂，包括以下重量份物质：20-30份聚环氧琥珀酸、5-10份聚天冬氨酸、5-15份锌盐、5-10份钼酸盐和10-15份分散剂，所述分散剂包括质量比为1-2:1-4的蒙脱土和丙烯酸类化合物，所述蒙脱土为纳米级的层状蒙脱土。

通过采用上述技术方案，由于阻垢剂中各组分均为水溶性，改善了阻垢剂在冷却水中的分散效果，同时本申请采用的聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、锌盐、钼酸盐等原料中，无含磷原料，改善了冷却水中使用阻垢剂导致微生物富营养化的现象，从而降低冷却水因微生物过多而结垢的可能性；

其次，通过在阻垢剂中添加蒙脱土以及丙烯酸类化合物，由于蒙脱土为层状结构，聚环氧琥珀酸可插入蒙脱土的层状结构中，且蒙脱土为纳米级粒子，能提高插接于蒙脱土中的聚环氧琥珀酸在冷却水中的分散效果。同时本申请采用的蒙脱土，具有良好的网状结构以及较大的表面能，能有效增强聚环氧琥珀酸对结垢离子的螯合效果，并进一步改善阻垢剂中的稳定连接效果，使其均匀地分散于冷却水中。

此外，通过丙烯酸类化合物与聚环氧琥珀酸接枝，由于丙烯酸类化合物的亲水性较佳，改善聚环氧琥珀酸的分散效果，同时可增强对冷却水中的结垢离子的螯合效果；并且丙烯酸类化合物可与蒙脱土发生交联，进一步增加阻垢剂中的网状结构的面积，因此，阻垢剂获得较佳的分散效果以及阻垢效果。

优选的，所述分散剂还包括天然化合物，所述天然化合物与蒙脱土、丙烯酸类化合物的质量比为0.5-1:1-2:1-4，所述天然化合物包括壳聚糖、木质素磺酸盐、羧甲基纤维素中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，首先，由于壳聚糖具有较佳的分散性，通过壳聚糖与阻垢剂交联，进一步改善阻垢剂的分散效果；同时壳聚糖的聚阳离子结构，对冷却水中的结垢离子进行较强的吸附，导致结垢晶体发生畸变，阻止结垢晶体生长并提高其松散度。

其次，由于木质素磺酸盐与阻垢剂交联后，阻垢剂上可引入磺酸基团，不仅增强阻垢剂在冷却水中的分散效果，并且可进一步增强阻垢剂对结垢离子的螯合效果，改善阻垢剂的阻垢效果。

最后，由于羧甲基纤维素与阻垢剂交联后，在阻垢剂的表面引入阴离子活性基团，增强阻垢剂表面对阳离子的螯合、吸附效果，降低冷却水中结垢离子形成沉淀并负载于设备内壁结垢的可能性。

本申请采用壳聚糖、木质素磺酸盐以及羧甲基纤维素相互配合，通过聚阳离子结构、磺酸基团以及提高阻垢剂表面阴离子活性的方案，协同改善阻垢剂分散性的同时，加快冷却水中的结垢离子与阻垢剂的结合速度，提高阻垢剂的阻垢效果。

优选的，所述蒙脱土为经表面处理的蒙脱土，所述表面处理包括以下步骤：将蒙脱土与盐酸混合，浸渍处理30s，过滤，保留滤饼，得到中间产物，将中间产物与硅烷偶联剂搅拌混合，无水乙醇冲洗，烘干，得到经表面处理的蒙脱土。

通过采用上述技术方案，采用盐酸对蒙脱土进行表面刻蚀，一方面，消除蒙脱土表面灰分，使得蒙脱土可与阻垢剂中基材连接稳定；另一方面，进一步增大蒙脱土的比表面积以及表面能，提高蒙脱土对结垢离子的螯合效果。硅烷偶联剂与蒙脱土混合后，不仅增强蒙脱土表面的粘接强度，改善阻垢剂中各组分之间的连接效果，还增强蒙脱土的表面能，改善聚环氧琥珀酸与蒙脱土的插接效果，即稳定改善阻垢剂在冷却水中的分散效果。此外阻垢剂在螯合金属的同时，阻垢剂可负载于循环设备内壁上，形成缓蚀膜，降低结垢离子负载于设备内壁上的可能性。

优选的，所述聚环氧琥珀酸为经改性剂改性处理的聚环氧琥珀酸，所述改性剂与聚环氧琥珀酸的质量比为1:1-2，所述改性剂包括质量比为1-2:1-3的氨基酸和硫脲。

通过采用上述技术方案，氨基酸、硫脲与聚环氧琥珀酸交联后，在聚环氧琥珀酸上接枝有氨基酸，氨基酸具有较佳表面活性，使得阻垢剂可对结垢离子进行吸附；同时氨基酸可在循环设备内壁形成保护膜，降低腐蚀性结垢离子对循环设备的腐蚀；此外，通过改变的聚环氧琥珀酸线性结构，使与阻垢剂接触的结垢晶体发生畸变并变得松软，不易负载于循环设备内壁上，降低结垢的发生，改善阻垢剂的阻垢效果。

硫脲接枝于聚环氧琥珀酸，在聚环氧琥珀酸上引入酰胺基以及氨基等极性基团，增大电子云密度，发生静电作用，增强聚环氧琥珀酸与结垢离子的螯合效果。由于氨基酸改变了聚环氧琥珀酸的线性结构，增强聚环氧琥珀酸和硫脲的接枝效果，提高聚环氧琥珀酸上酰胺基以及氨基的数量，稳定改善阻垢剂的阻垢效果。

优选的，所述改性处理包括以下步骤：按配方称量聚环氧琥珀酸和改性剂，将聚环氧琥珀酸与改性剂中的氨基酸搅拌混合，先调整pH为4-5，于100-110℃，持续反应1-2h，再加入改性剂中的硫脲，调整pH为6-7，于80-90℃，持续反应1-2h，制得经改性处理的聚环氧琥珀酸。

通过采用上述技术方案，先在酸性条件下，使聚环氧琥珀酸与氨基酸改性，改变聚环氧琥珀酸的线性结构，增加聚环氧琥珀酸的活性面积，进而在中性条件下，使聚环氧琥珀酸与硫脲发生接枝，增加聚环氧琥珀酸上电子云的数量，改善阻垢剂的阻垢效果。

优选的，所述分散剂还包括降解剂，所述降解剂包括由内至外顺次设置的抑菌层、富集层以及包覆层，所述抑菌层包括竹叶提取物层，所述富集层包括蛋白胨层，所述包覆层包括海藻酸钠层。

通过采用上述技术方案，当阻垢剂上络合有较多结垢离子时，结垢离子络合大分子将包覆层挤压破裂，暴露富集层，使冷却水中的微生物富集在富集层上，并对阻垢剂进行生物降解，使得阻垢剂中的网状结构断裂，使络合物可分散为粒径较小的络合物，提高负载有络合物的阻垢剂的分散效果。

同时，通过在降解剂的作用下，有效暴露活性基团，进一步提高阻垢剂对结垢离子的吸附以及螯合效果。此外，在阻垢剂网状结构破裂后，富集层消耗完毕，抑菌层暴露，对冷却水中的微生物进行抑制以及杀灭，降低冷却水中微生物富集的可能性。

优选的，所述抑菌层、富集层、包覆层的厚度比为2-3:0.5-1:1-2。

通过采用上述技术方案，包覆层不仅可对富集层进行稳定地包覆，还可在金属络合物的挤压下发生破裂，暴露富集层，即阻垢剂上形成较多金属络合物时，富集层暴露吸附微生物，微生物对阻垢剂的网状结构进行降解。由于富集层的厚度较薄，微生物不易过度富集，抑菌层即暴露，对冷却水中的微生物进行抑制生长以及灭杀，由于抑菌层较厚，即可长效对冷却水中的微生物进行抑制。

优选的，所述降解剂的制备包括以下步骤：分别称量以下重量份物质：20-30份竹叶提取物、5-10份蛋白胨、2-3份琼脂和10-20份海藻酸钠，将蛋白胨、琼脂与水搅拌混合，制得混合液，将竹叶提取物加入到混合液中，超声分散，冷却，得到混合凝胶，将混合凝胶进行破碎处理，再向经破碎处理的混合凝胶中加入海藻酸钠，搅拌混合后，得到降解剂。

通过采用上述技术方案，将竹叶提取物、蛋白胨以及琼脂混合后，通过超声分散，使得竹叶提取物可均匀分散并被富集层均匀包覆。将混合凝胶进行破碎处理，使混合凝胶破碎为小颗粒的同时，析出部分液体，使得海藻酸钠可稳定包覆于富集层外，便于对富集层进行保护，使富集层可稳定培养微生物。

第二方面，本申请提供一种冷却水阻垢剂的应用，采用如下的技术方案：

一种冷却水阻垢剂的应用，包括以下步骤：S1、阻垢剂添加：按质量比0.1-0.2:1000将阻垢剂加入到冷却水中；S2、阻垢处理：对冷却水进行磁化处理，并调整冷却水的温度为30-50℃。

通过采用上述技术方案，采用磁场与阻垢剂相互配合，在磁场的影响下，冷却水中的钙离子和碳酸氢根离子从水合状态解放，并且结垢微晶形貌转变，再通过阻垢剂的加入，使得结垢微晶的结构断裂，晶型紊乱，结构疏松，颗粒分布较为松散，不易相互结合结垢，进而改善阻垢剂对冷却水中的阻垢效果。通过调整冷却水的温度，使得冷却水中结构微晶的晶型发生改变，并且可提高阻垢剂的中羧基、羟基等基团的活性，进一步提高阻垢剂对冷却水中的阻垢效果。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请采用聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、锌盐、钼酸盐等复配制备阻垢剂，聚环氧琥珀酸具有较佳的水分散效果，改善阻垢剂的水分散效果，同时均为可为生物将降解的绿色阻垢剂成分，降低对阻垢剂对环境的影响；其次通过蒙脱土和丙烯酸类化合物与阻垢剂中基材进行反应，阻垢剂中的聚环氧琥珀酸可插接入蒙脱土的层状结构中，并且聚环氧琥珀酸上接枝有羧基等活性基团，通过蒙脱土的纳米结构以及羧基活性基团的亲水性，改善聚环氧琥珀酸的分散性；并且蒙脱土可形成网状结构，增强阻垢剂中各组分的结合效果，稳定改善阻垢剂的分散效果，提高阻垢剂的阻垢效果，因此，阻垢剂获得了较佳的分散以及阻垢效果。

2、本申请中优选采用氨基酸以及硫脲对聚环氧琥珀酸进行改性，由于氨基酸可改变聚环氧琥珀酸的线性结构，使得聚环氧琥珀酸可形成网状结构，增加阻垢剂各组分之间的连接以及交联程度，增强阻垢剂的表面活性，提高阻垢剂的阻垢效果，并且后续硫脲可在聚环氧琥珀酸引入更多的酰胺基团、氨基基团等极性基团，增大电子云密度，提高聚环氧琥珀酸的静电作用，因此，阻垢剂获得了较佳的阻垢效果。

3、本申请的应用，通过磁场与阻垢剂相互配合，冷却水中的钙离子和碳酸氢根离子从水合状态解放，并且结垢微晶形貌转变，再通过阻垢剂的加入，使得结垢微晶的结构断裂，晶型紊乱，颗粒分布较为松散，不易相互结合结垢，提高阻垢剂对冷却水中的结垢离子的吸附以及螯合效果，通过调整冷却水的温度，提高阻垢剂的活性，协同改善阻垢剂的阻垢效果，因此获得了冷却水不易结垢效果。

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：济宁奥超电子设备有限公司JA-2型超声分散仪、上海向帆仪器有限公司KQS-900型破碎仪。

药品：聚环氧琥珀酸为山东登诺新材料科技有限公司dn32055型聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸为茌平县金顺化工有限公司的A型聚天冬氨酸、蒙脱土为浙江丰虹新材料股份有限公司DK2型蒙脱土、丙烯酸类化合物为山东多聚化学有限公司9007-20-9型聚丙烯酸、市售有机磷阻垢剂为成都蓝鲸科技有限公司 LJ-33-02型有机磷缓蚀阻垢剂、市售抗菌剂为上海紫一试剂厂货号为090330的葡萄糖酸氯己定、硅烷偶联剂为济南腾岳化工有限公司的KH-550硅烷偶联剂、氨基酸为陕西源优生物科技有限公司货号为mw111的L－半胱氨酸、硫脲为青州市金汇化工厂的JHHG-01型硫脲、竹叶提取物为宁夏香草生物技术有限公司货号为xcsw20210308的水溶性竹叶提取物。

制备例

天然化合物制备例

制备例1-7

分别称量壳聚糖、木质素磺酸盐、羧甲基纤维素，木质素磺酸盐为木质素磺酸钠，具体质量见表1，搅拌混合，制得天然化合物1-7。

表1制备例1-7天然化合物组成

蒙脱土制备例

制备例8

取1kg纳米级层状蒙脱土，作为蒙脱土1。

制备例9

取1kg纳米级层状蒙脱土和质量分数为3％的盐酸搅拌混合，浸渍处理30s，过滤，保留滤饼，得到中间产物，将中间产物浸渍于硅烷偶联剂中，搅拌混合，无水乙醇冲洗，烘干，得到经表面处理的蒙脱土2。

改性剂制备例

制备例10-12

分别称量氨基酸和硫脲，具体质量见表2，制得改性剂1-3。

表2制备例10-12改性剂组成

降解剂制备例

制备例13-15

分别称量竹叶提取物、蛋白胨、琼脂、海藻酸钠，具体质量见表3。先将蛋白胨、琼脂和水搅拌混合后，高温灭菌，制得混合液，将竹叶提取物加入到混合液中，超声分散，冷却，得到混合凝胶，将混合凝胶置于破碎机中进行破碎，再向经破碎处理的混合凝胶中加入海藻酸钠，搅拌混合，制得降解剂1-3。

表3制备例13-15降解剂组成

聚环氧琥珀酸制备例

制备例16

取10kg聚环氧琥珀酸，作为环氧琥珀酸1。

制备例17-18

分别称量聚环氧琥珀酸和改性剂1，具体质量见表4，将聚环氧琥珀酸与改性剂1中的氨基酸搅拌混合，加入质量分数为2％的盐酸，调整pH为4，控制温度为105℃，持续搅拌，反应2h，再降温至85℃，加入改性剂1中的硫脲以及质量分数为2％的氢氧化钠，调整pH为7，持续搅拌，制得经改性处理的聚环氧琥珀酸2-3。

表4制备例17-18改性剂组成

制备例19-20

与制备例18的区别在于：分别取改性剂2-3，以代替实施例18中的改性剂1，制备聚环氧琥珀酸4-5，其余制备条件与制备环境均与制备例18相同。

分散剂制备例

制备例21-26

分别称量蒙脱土1、丙烯酸类化合物、天然化合物1、降解剂1，丙烯酸类化合物为聚丙烯酸，具体质量见表5，搅拌混合，制备分散剂1-6。

表5制备例21-26分散剂组成

制备例27-32

与制备例26的区别在于：采用天然化合物2-7，以代替制备例26中的天然化合物1，制备分散剂7-12，其余制备条件与制备环境均与制备例26相同。

制备例33

与制备例32的区别在于：采用蒙脱土2，以代替制备例32中的蒙脱土1，制备分散剂13，其余制备条件与制备环境均与制备例32相同。

制备例34-35

与制备例33的区别在于：采用降解剂2-3，以代替制备例33中的降解剂1，制备分散剂14-15，其余制备条件与制备环境均与制备例33相同。

实施例

实施例1-3

分别称量聚环氧琥珀酸1、聚天冬氨酸、锌盐、钼酸盐和分散剂1，具体质量见表6，锌盐为硫酸锌，钼酸盐为钼酸钠，搅拌混合，制得阻垢剂1-3。

表6实施例1-3阻垢剂组成

实施例4-7

与实施例2的区别在于：采用聚环氧琥珀酸2-5，以代替实施例2中的聚环氧琥珀酸1，制备阻垢剂4-7，其余制备条件与制备环境均与实施例2相同。

实施例8-21

与实施例7的区别在于：采用分散剂2-15，以代替实施例7中的分散剂1，制备阻垢剂8-21，其余制备条件与制备环境均与实施例7相同。

实施例22

取0.1kg阻垢剂1，加入到1000kg冷却水中，搅拌混合，制得中间溶液，使中间溶液流经磁处理器，并调整冷却水的温度为45℃，得到阻垢冷却水1，持续循环，7天后补加阻垢剂1。

实施例23

与实施例22的区别在于：取0.15kg阻垢剂1，加入到1000kg的冷却水中，得到阻垢冷却水2，其余制备条件与制备环境均与实施例22相同。

实施例24

与实施例22的区别在于：取0.2kg阻垢剂1，加入到1000kg的冷却水中，得到阻垢冷却水3，其余制备条件与制备环境均与实施例22相同。

实施例25-44

与实施例23的区别在于：采用阻垢剂2-21，以代替实施例23中的阻垢剂1，得到阻垢冷却水4-23，其余制备条件与制备环境均与实施例23相同。

性能检测试验

（1）静态阻碳酸钙垢阻垢性能检测：按《GB/T16632-2008水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》对阻垢冷却水进行检测。实验水质中Ca²⁺为240mg/L,HCO₃ ^－为732mg/L，恒温10h。

（2）静态阻硫酸钙垢阻垢性能检测：按《SY/T5673-1993油田用防垢剂性能评价》对阻垢冷却水进行检测；实验水质中Ca²⁺为6800mg/L,SO₄ ^2－为7100mg/L，恒温6h。

（3）静态阻磷酸钙垢阻垢性能检测：按国家标准《GB/T22626-2008水处理剂阻垢性能的测定磷酸钙沉积法》对阻垢冷却水进行检测；实验水质中Ca²⁺为100mg/L,PO₄ ^3－为5mg/L，恒温10h。

表7实施例22-44性能检测

对比例

对比例1

与实施例44的区别在于：采用市售含磷阻垢剂，以代替阻垢剂1，得到阻垢冷却水24，其余制备条件与制备环境均与实施例44相同。

对比例2

与实施例44的区别在于：采用水性硬脂酸锌，以代替分散剂，制备阻垢剂21，以代替阻垢剂20，得到阻垢冷却水25，其余制备条件与制备环境均与实施例44相同。

对比例3

实施例44的区别在于：采用高岭土，以代替实施例44中的蒙脱土2，制备阻垢剂22，以代替阻垢剂，得到阻垢冷却水26，其余制备条件与制备环境均与实施例44相同。

性能检测试验

（1）静态阻碳酸钙垢阻垢性能检测：按《GB/T16632-2008水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》对阻垢冷却水进行检测。实验水质中Ca²⁺为240mg/L,HCO₃ ^－为732mg/L，恒温10h。

（2）静态阻硫酸钙垢阻垢性能检测：按《SY/T5673-1993油田用防垢剂性能评价》对阻垢冷却水进行检测；实验水质中Ca²⁺为6800mg/L,SO₄ ^2－为7100mg/L，恒温6h。

（3）静态阻磷酸钙垢阻垢性能检测：按国家标准《GB/T22626-2008水处理剂阻垢性能的测定磷酸钙沉积法》对阻垢冷却水进行检测；实验水质中Ca²⁺为100mg/L,PO₄ ^3－为5mg/L，恒温10h。

表8对比例1-3性能检测

结合表7和表8性能检测对比可以发现：

（1）结合实施例1-3和对比例1对比可以发现：实施例1-3中制得的阻垢剂的阻碳酸钙、硫酸钙以及磷酸钙的效果均有所提升，这说明本申请采用对冷却水进行磁化处理并调整温度，均可提高阻垢剂自身活性，并提高阻垢剂在冷却水中的分散效果，增强阻垢剂对冷却水中结垢离子的吸附以及螯合作用，使结晶金属分散于冷却水中，且晶格发生畸变，不易负载于设备内壁，降低设备结垢的可能性。根据表7和表8可以看出，实施例2中制得阻垢剂的阻垢效果以及分散效果较佳，说明此时阻垢剂的投入量较为合适。

（2）结合实施例4-5对比可以发现：实施例4-5中制得的阻垢剂的阻碳酸钙、硫酸钙以及磷酸钙的效果均有所提升，这说明本申请采用调整阻垢剂中各组分之间的配比，通过聚环氧琥珀酸与分散剂中蒙脱土以及丙烯酸类化合物进行交联，形成交联的网状结构且负载有较多的亲水基团，使得阻垢剂中各组分可稳定连接，增强阻垢剂对结垢离子的螯合、吸附效果，并且负载有多种亲水基团，提高阻垢剂在冷却水中的分散效果。根据表7可以看出，实施例4中制得阻垢剂的阻垢效果以及分散效果较佳，说明此时阻垢剂中各组分比例较为合适。

（3）结合实施例6-9和对比例2对比可以发现：实施例6-9中制得的阻垢剂的阻碳酸钙、硫酸钙以及磷酸钙的效果均有所提升，这说明本申请先采用氨基酸对聚环氧琥珀酸进行改性，改变聚环氧琥珀酸的线性结构，增强阻垢剂中各组分的交联程度，再通过硫脲对聚环氧琥珀酸进行改性，在聚环氧琥珀酸上引入酰胺基、氨基等活性基团，增强阻垢剂的螯合、吸附作用，改善阻垢剂对结垢微晶的晶格畸变效果，使结垢微晶疏松，增强阻垢剂的阻垢效果。根据表7和表8可以看出，实施例7和实施例9中制得阻垢剂的阻垢效果以及分散效果较佳，说明实施例7中改性剂与聚环氧琥珀酸之间的比例较为合适，实施例9中改性剂中各组分比例较为合适。

（4）结合实施例10-14对比可以发现：实施例10-14中制得的阻垢剂的阻碳酸钙、硫酸钙以及磷酸钙的效果均有所提升，这说明本申请采用蒙脱土、丙烯酸类化合物、天然化合物以及降解剂作为分散剂，通过蒙脱土的网状结构，增强阻垢剂中各组分交联程度，通过丙烯酸类化合物，增加阻垢剂上的亲水基团；通过天然化合物的添加，在阻垢剂中引入亲水分散基团，进一步提高阻垢剂的分散效果；通过降解剂的加入，使负载有较多金属螯合物基团的阻垢剂可发生降解，降低阻垢剂的粒径，并暴露活动基团，进一步增加阻垢剂对结垢离子的吸附、螯合效果。根据表7可以看出，实施例14中制得阻垢剂的阻垢效果以及分散效果较佳，说明此时分散剂中各组分比例较为合适。

（5）结合实施例15-20对比可以发现：实施例15-20中制得的阻垢剂的阻碳酸钙、硫酸钙以及磷酸钙的效果均有所提升，这说明本申请采用壳聚糖、木质素磺酸盐以及羧甲基纤维素，壳聚糖增加阻垢剂的亲水性以及两性吸附效果，木质素磺酸盐为阻垢剂引入磺酸基团，羧甲基纤维素提高阻垢剂的阴离子表面活性，均可提高阻垢剂对结垢离子的吸附以及螯合效果，通过壳聚糖、木质素磺酸盐以及羧甲基纤维素三者进行复配，天然高分子中的活性基团可协同提高阻垢剂表面阴离子、阳离子以及极性基团活动，协同改善阻垢剂的阻垢效果。根据表7可以看出，实施例20中制得阻垢剂的阻垢效果以及分散效果较佳，说明此时天然化合物中各组分比例较为合适。

（6）结合实施例21对比可以发现：实施例21中制得的阻垢剂的阻碳酸钙、硫酸钙以及磷酸钙的效果均有所提升，这说明本申请采用对蒙脱土进行改性处理，增强蒙脱土与阻垢剂之间的交联稳定性，即改善阻垢剂的分散效果以及对结垢离子的吸附效果。

（7）结合实施例22-23和对比例3对比可以发现：实施例20-22中的阻垢剂的阻碳酸钙、硫酸钙以及磷酸钙的效果均有所提升，这说明本申请采用竹叶提取物、蛋白胨以及海藻酸钠作为降解剂，使得阻垢剂上形成较多结垢离子螯合物后，海藻酸钠层破裂，蛋白胨层增加微生物数量，有效对阻垢剂进行降解，降低阻垢剂的粒径，提高阻垢剂的分散效果；暴露活性基团，进一步提高阻垢剂的阻垢效果；阻垢剂降解后，竹叶提取物对冷却水中的微生物进行抑制和杀灭，维持冷却水中微生物的含量。根据表7和表8可以看出，实施例23中制得阻垢剂的阻垢效果以及分散效果较佳，说明此时降解剂中各层之间的厚度较为适宜。

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 (8)

1.一种冷却水阻垢剂，其特征在于：包括以下重量份物质：20-30份聚环氧琥珀酸、5-10份聚天冬氨酸、5-15份锌盐、5-10份钼酸盐和10-15份分散剂，所述分散剂包括质量比为1-2:1-4的蒙脱土和丙烯酸类化合物，所述蒙脱土为纳米级的层状蒙脱土；所述分散剂还包括降解剂，所述降解剂包括由内至外顺次设置的抑菌层、富集层以及包覆层，所述抑菌层包括竹叶提取物层，所述富集层包括蛋白胨层，所述包覆层包括海藻酸钠层。

2.根据权利要求1所述的一种冷却水阻垢剂，其特征在于：所述分散剂还包括天然化合物，所述天然化合物与蒙脱土、丙烯酸类化合物的质量比为0.5-1:1-2:1-4，所述天然化合物包括壳聚糖、木质素磺酸盐、羧甲基纤维素中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种冷却水阻垢剂，其特征在于：所述蒙脱土为经表面处理的蒙脱土，所述表面处理包括以下步骤：将蒙脱土与盐酸混合，浸渍处理30s，过滤，保留滤饼，得到中间产物，将中间产物与硅烷偶联剂搅拌混合，无水乙醇冲洗，烘干，得到经表面处理的蒙脱土。

4.根据权利要求1所述的一种冷却水阻垢剂，其特征在于：所述聚环氧琥珀酸为经改性剂改性处理的聚环氧琥珀酸，所述改性剂与聚环氧琥珀酸的质量比为1:1-2，所述改性剂包括质量比为1-2:1-3的氨基酸和硫脲。

5.根据权利要求4所述的一种冷却水阻垢剂，其特征在于：所述改性处理包括以下步骤：按配方称量聚环氧琥珀酸和改性剂，将聚环氧琥珀酸与改性剂中的氨基酸搅拌混合，先调整pH为4-5，于100-110℃，持续反应1-2h，再加入改性剂中的硫脲，调整pH为6-7，于80-90℃，持续反应1-2h，制得经改性处理的聚环氧琥珀酸。

6.根据权利要求1所述的一种冷却水阻垢剂，其特征在于：所述抑菌层、富集层、包覆层的厚度比为2-3:0.5-1:1-2。

7.根据权利要求6所述的一种冷却水阻垢剂，其特征在于：所述降解剂的制备包括以下步骤：分别称量以下重量份物质：20-30份竹叶提取物、5-10份蛋白胨、2-3份琼脂和10-20份海藻酸钠，将蛋白胨、琼脂与水搅拌混合，制得混合液，将竹叶提取物加入到混合液中，超声分散，冷却，得到混合凝胶，将混合凝胶进行破碎处理，再向经破碎处理的混合凝胶中加入海藻酸钠，搅拌混合后，得到降解剂。

8.权利要求1-7任一项所述的一种冷却水阻垢剂的应用，其特征在于，包括以下步骤：

S1、阻垢剂添加：按质量比0.1-0.2:1000将阻垢剂加入到冷却水中；

S2、阻垢处理：对冷却水进行磁化处理，并调整冷却水的温度为30-50℃。