专利名称：：一种非均相水分蒸发抑制剂的制备方法
技术领域：
：本发明涉及水资源保护领域，更具体的说，是一种釆用乳化法制备抑制大面积水体水分蒸发的非均相液膜的方法。技术背景水是人类赖以生存和发展的重要资源之一，在当前全球面临的资源危机中，干旱缺水乃是危中之危。我国是世界上少数严重缺水的国家之一，人均水量仅为世界平均水平的1/4，是全球水资源最贫乏的国家之一。同时，我国水资源南北拥有率相差悬殊，干旱、半干旱地区所占比例超过国土总面积的一半。在干旱缺水地区，水体的水分蒸发量是当地降水量的数倍乃至数十倍，少数地区甚至高达数百倍。以天津地区为例，年蒸发量是降雨量的两倍，对农业和国民经济带来了严重影响。水体的蒸发损失主要来自于河流、湖泊、水库、储水池等大面积水体表面。据统计，天津市约有5万公顷地表水面，按自然蒸发速率估算，每公顷水面年蒸发损失水量近5万吨，仅此一项，年损失水量近25亿吨。我国西部地区，每公顷水面年蒸发损失水量高达30万吨，造成的经济损失更为惊人。我国目前缺水总量估计为400亿立方米，每年受旱面积200万-260万平方千米，影响粮食产量150亿至200亿公斤，影响工业产值2000多亿元。目前全国有7000万人存在饮水困难，缺水对环境和人的身心健康都有着严重的影响。为此，抑制水分蒸发是极其重要的战略方针，将有限的水资源最大限度的利用显得尤为重要。对于抑制大面积水体的蒸发损失，最可行的方法是在水体表面铺展水分蒸发抑制剂。水分蒸发抑制剂，是一种具有很高生物安全性的表面活性剂，可在水体表面自发地铺展形成不溶性分子膜，改变水面直接裸露于空气中的状态，有效抑制水分蒸发。铺展不溶性分子膜的水面，不妨碍二氧化碳、氧气以及阳光的透过，因此，不影响水生动植物的生长繁殖。水分蒸发抑制剂能够显著减少大面积水体的蒸发损失，可带来巨大的经济效益和社会效益。目前，作为水分蒸发抑制剂的表面活性剂，研究较多的是脂肪醇、脂肪酸和脂肪胺化合物等。然而，国内外研究仅仅停留在实验室阶段，在实际环境中，风速、温度、杂质等因素对水分蒸发抑制剂的干扰显著，会导致其性能不稳定，甚至失去抑制水分蒸发效果。由于这些问题没有得到合理解决，阻碍了水分蒸发抑制剂的推广应用。
发明内容目前，国内外研究的水分蒸发抑制剂都是单一的均相体系，该体系抗环境干扰能力差，阻碍了水分蒸发抑制剂的推广应用。为了提高水分蒸发抑制剂体系的抗环境干扰能力和自修复能力，本发明公开了一种制备非均相水分蒸发抑制剂的方法，即用长碳链脂肪醇与短链醇复配，将其配制成w/o型乳液体系。本发明制备的非均相水分蒸发抑制剂，在有效抑制水体表面水分蒸发损失的基础上，具有一定的抗环境干扰和自修复能力，并且其抑制率随时间的延长衰减小，稳定性好。本发明制备工艺简单，对设备的要求不高，制备的产品在水资源保护领域中有广阔的应用前景，对于解决干旱地区缺水问题、减少水资源损失具有重大意义，可带来巨大的经济效益和社会效益。实验方法称取0-1.25克长链脂肪醇和0-0.625克的短链醇，充分溶解于25克石油醚中，加入乳化剂，充分混合均匀，将其作为油相。称取25克蒸馏水，边快速搅拌边将蒸馏水缓慢地滴加入油相中。滴加完毕后，将体系放入数控超声波清洗器间歇震荡，每次震荡为30秒，两次震荡间隔时间为IO秒，持续5-20分钟，即可制得稳定的w/o型乳液，即得产品。以两种不同链段长度的脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)的复配体系为乳化剂，乳化剂的用量为石油醚的5-20%，最佳用量为10-15%。长链脂肪醇可以选用十四醇、十六醇、十八醇、二十醇和二十二醇，短链醇可以选用正丙醇、正丁醇和正戊醇。长链醇和短链醇的质量比可以为5:1、4:i、3:i、2:i和i:i。最佳配比是十六醇与正丁醇复配，最佳质量比为3:i。水分蒸发抑制率的测试方法采用称重法，用水分蒸发抑制率作为评价所研究体系抑制效能的指标。计算公式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中W产Wf尿-Wf后；W严Wd原-Wd后Wd:有膜水分蒸发量，g;Wf:无膜水分蒸发量，g实例1称取25克石油醚(30-60°C)，加入3.6克AEO-7和0.15克AEO-2的复配乳化剂，充分混合均匀，将其作为油相。称取25克蒸馏水，边快速搅拌边将蒸馏水缓慢地滴加入油相中。滴加完毕后，将体系放入数控超声波清洗器间歇震荡，每次震荡为30秒，两次震荡间隔时间为10秒，持续10分钟，即可制得稳定的W/0型乳液。取两个完全一样的瓷盘，瓷盘的表面积为1000112左右，分别注入1000克水，一个瓷盘加入30微升乳液，另一个瓷盘不加，于3(TC下放置72小时后，分别称重计算两个瓷盘的水分蒸发损失量，并通过公式计算铺展了乳液的体系的水分蒸发抑制率。结果表明，该乳液无任何抑制水分蒸发的效果，说明没有加入膜基材-脂肪醇的乳液体系无抑制效果。实例2称取0.625克正丁醇充分溶解于25克石油醚(30-6(TC)中，加入3.6克AE0-8和0.15克AEO-2的复配乳化剂，充分混合均匀，将其作为油相。称取25克蒸馏水，边快速搅拌边将蒸馏水缓慢地滴加入油相中。滴加完毕后，将体系放入数控超声波清洗器间歇震荡，每次震荡为30秒，两次震荡间隔时间为10秒，持续10分钟，即可制得稳定的W/0型乳液。取两个完全一样的瓷盘，瓷盘的表面积为100cr^左右，分别注入1000克水，一个瓷盘加入30微升乳液，另一个瓷盘不加，于3(TC下放置72小时后，分别称重计算两个瓷盘的水分蒸发损失量，并通过公式计算铺展了乳液的体系的水分蒸发抑制率。结果表明，该乳液几乎没有抑制水分蒸发的效果，这说明只有短链醇，没有加入长链脂肪醇的乳液体系无明显的抑制效果。实例3称取1.25克十六醇充分溶解于25克石油醚G0-6(TC)中，加入3.6克AEO-9和0.15克AEO-2的复配乳化剂，充分混合均匀，将其作为油相。称取25克蒸馏水，边快速搅拌边将蒸馏水缓慢地滴加入油相中。滴加完毕后，将体系放入数控超声波清洗器间歇震荡，每次震荡为30秒，两次震荡间隔时间为10秒，持续10分钟，即可制得稳定的W/0型乳液。取两个完全一样的瓷盘，瓷盘的表面积为100cn^左右，分别注入1000克水，一个瓷盘加入30微升乳液，另一个瓷盘不加，于3(TC下放置72小时后，分别称重计算两个瓷盘的水分蒸发损失量，并通过公式计算铺展了乳液的体系的水分蒸发抑制率。结果表明，铺展乳液的瓷盘水分蒸发量明显下降，乳液的体系的水分蒸发抑制率达48.7%。实例4称取0.938克十六醇和0.312克正丁醇充分溶解于25克石油醚(30-60°C)中，加入3.6克AEO-8和0.15克AEO-2的复配乳化剂，充分混合均匀，将其作为油相。称取25克蒸馏水，边快速搅拌边将蒸馏水缓慢地滴加入油相中。滴加完毕后，将体系放入数控超声波清洗器间歇震荡，每次震荡为30秒，两次震荡间隔时间为10秒，持续10分钟，即可制得稳定的w/o型乳液。取两个完全一样的瓷盘，瓷盘的表面积为100cn^左右，分别注入1000克水，一个瓷盘加入30微升乳液，另一个瓷盘不加，于3(TC下放置72小时后，分别称重计算两个瓷盘的水分蒸发损失量，并通过公式计算铺展了乳液的体系的水分蒸发抑制率。结果表明，铺展乳液的瓷盘水分蒸发量明显下降，乳液的体系的水分蒸发抑制率达61.9%。应用性能对比下面这个表是十六醇的乙醚溶液体系、十六醇/正丁醇复配的乙醚溶液体系与十六醇/正丁醇复配的乳液体系，在相同的条件下性能的对比。测试时间均为96h，膜表面浓度为8.0X10—2g/m2，探讨温度变化对水分蒸发抑制率的影响。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由上表可以看出，温度的变化对十六醇溶液体系的性能影响显著，随着温度的变化抑制率波动很大，当温度达到4(TC时，体系几乎完全丧失抑制效果。当温度介于203(TC时，十六醇/正丁醇复配溶液体系显示出较好的稳定性，然而当温度超过3(TC时，抑制率明显下降。随着温度的变化，十六醇/正丁醇乳液体系抑制率波动很小，当温度达到40。C时，抑制率仍然保持在52%，显示出比前两者更为显著的抗温度干扰能力。时间是影响体系抑制水分蒸发效果的重要因素，随着时间的延长，空气中的很多杂质(如灰尘)会侵入抑制剂在气液界面形成的表面膜，并在膜分子层中构成一些水分子蒸发的孔道，造成膜结构松散，直接影响表面膜的性能。下面这个表是十六醇的乙醚溶液体系、十六醇/正丁醇复配的乙醚溶液体系与十六醇/正丁醇复配的乳液体系，在相同的条件下性能的对比。测试温度为25°C，膜表面浓度为8.0X10—2g/m2，探讨时间的变化对水分蒸发抑制率的影响。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由上表可以看出，乳液体系的抑制率要高于溶液体系。并且，在测试时间范围内，溶液体系的抑制率呈现下降趋势，而乳液体系的抑制率呈现逐渐上升的趋势表明，乳液体系抗杂质干扰的能力要高于溶液体系，显示出较好的抗杂质干扰性。本发明制备的乳液体系，可大幅度提升水面蒸发的抑制率，并且该体系随时间的延长衰减小，稳定性好，具有较好的抗温度干扰能力、抗杂质干扰能力和自修复能力。本发明制备工艺简单，对设备要求不高，产品性能稳定，具有良好的推广前景，对于解决干旱地区缺水问题、降低水资源损失具有重大意义。权利要求1.一种非均相水分蒸发抑制剂的制备方法，具体操作如下称取0-1.25克长链脂肪醇和0-0.625克的短链醇，充分溶解于25克石油醚中，加入乳化剂，充分混合均匀，将其作为油相。称取25克蒸馏水，边快速搅拌边将蒸馏水缓慢地滴加入油相中。滴加完毕后，将体系放入数控超声波清洗器间歇震荡，每次震荡为30秒，两次震荡间隔时间为10秒，持续5-20分钟，即可制得稳定的W/O型乳液，即得产品。2、如权利要求1所述的一种非均相水分蒸发抑制剂的制备方法，其分子膜基材的特征是长链脂肪醇可以选用十四醇、十六醇、十八醇、二十醇和二十二醇，短链醇可以选用正丙醇、正丁醇和正戊醇。长链醇和短链醇的质量比可以为5:i、4:i、3:i、2:i和i:i。最佳配比是十六醇与正丁醇复配，最佳质量比为3:i。3、如权利要求i所述的一种非均相水分蒸发抑制剂的制备方法，其乳化剂可以为两种不同链段长度的脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)的复配体系，乳化剂的用量为石油醚的5-20%，最佳用量为10-15%。全文摘要本发明采用乳化技术制备了一种非均相水分蒸发抑制剂。其工艺特点在于以石油醚为油相溶剂，脂肪醇聚氧乙烯醚系列为乳化剂，长链脂肪醇与短链醇复配为分子膜基材，采用超声波分散，制备稳定的W/O型乳液，即得水分蒸发抑制剂。通过以上方法得到的水分蒸发抑制剂，可在水面自发地铺展形成不溶性分子膜，具有较好的抗温度干扰能力、抗杂质干扰能力和自修复能力，并且其抑制水分蒸发效率随时间的延长衰减小，稳定性好。本发明制备工艺简单，对设备的要求不高，制备的产品在水资源保护领域中有广阔的应用前景，对于解决干旱地区缺水问题、减少水资源损失具有重大意义，可带来巨大的经济效益和社会效益。文档编号C09K3/00GK101235267SQ20071005667公开日2008年8月6日申请日期2007年1月31日优先权日2007年1月31日发明者燕吴,萍夏,衣守志申请人:天津科技大学