一种阻垢粉末、其制备方法以及用途技术

本发明专利技术提供了一种阻垢粉末、其制备方法以及用途，所述阻垢粉末包括经过表面活性剂疏水处理的阻垢材料，所述阻垢材料包括阻垢剂和包载阻垢剂的介孔材料；所述阻垢粉末的制备方法包括：(1)将介孔材料加入阻垢剂水溶液中混合，固液分离，干燥，得干燥物；(2)将表面活性剂在搅拌状态下加入到步骤(1)制备的干燥物中，反应，得到所述阻垢粉末；本发明专利技术制备的阻垢粉末缓释效果好，同时能控制释放速率，具有长效性，且制备工艺简单、成本低，可在水质阻垢处理中应用。

A scale inhibiting powder, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种阻垢粉末、其制备方法以及用途
本专利技术涉及水处理化学品领域，涉及一种阻垢粉末、其制备方法以及用途。
技术介绍
随着人口的大量增加，工业化进程造成的污染，水体循环使用周期加快，不得不超采大量的地下水使得自来水的硬度越来越高，据调查中国北方地区的水质硬度已高达500ppm，高硬度的水质烧开饮用口感差，且常常造成壶底结垢，长期饮用高硬度的水易引起肠胃功能絮乱、肾结石等疾病。目前市面上所使用的饮用水除垢方法主要为物理法和化学法：物理法主要利用磁场、电场等物理方法进行软化水质，但物理法除垢性能较一般，难以应用于北方高硬度的水质，同时需要消耗较大电能。化学法主要通过离子交换软化水体，但存在树脂交换当量小，再生成本高等缺陷。工业上用水存在较多的低成本性水处理阻垢剂的应用，由于其为液态或为易溶于水粉末晶体态，一般为投放式使用针对于工业循环用水，难以在家庭用水中得到应用。CN101700937A公开了一种高硬高碱工业循环水的复合阻垢剂，该阻垢剂是由HEDP、聚天冬胺酸、聚马来酸酐、聚丙烯酸分散剂等组成，其中聚丙烯酸分散剂可以是聚丙烯酸三元分散剂的一种或几种，也可以是四元分散剂中的一种或几种。该专利技术制备的复合阻垢剂具有优异的阻垢性能，但是其未提及缓释性能。CN108002552A公开了一种净水阻垢材料及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将由生物质构成的前驱体作为溶质，水为溶剂，混合获得前驱液；(2)将前驱液滴入交联液中，在交联液中交联，交联完后，将交联体捞出；(3)将交联体置于后置交联液中继续交联一段时间，交联完后进行烘干，获得净水阻垢材料。该专利技术制备的净水阻垢材料具有成本低、安全环保、阻垢寿命长等优点，但是其未公开缓释功能。CN107032509A公开了一种三元共聚物浓缩缓释阻垢剂及其制备方法，该三元共聚物的分子式如下，其中，x:y:z＝(1-2):(2-3):(0.5-1)，该三元共聚物浓缩缓释阻垢剂的制备方法包括，步骤一，将马来酸酐配制成水溶液，并加入催化剂水溶液；步骤二，将丙烯酸与过硫酸铵水溶液缓慢加入步骤一配制的体系中，并开启升温回流；步骤三，步骤二反应完成后，缓慢向步骤二的反应体系中加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶液，保持步骤二的温度不变继续回流反应；步骤四，待步骤三的反应完成后，加入聚乙烯醇，搅拌至其溶解后，然后反应液置于烘箱中烘干即得产品。该专利技术制备的阻垢剂具有更好的阻垢性能和缓释性能，但是其缓释效果的长效性有待提高。因此，开发一种除垢能力强、能有效控制缓释速度和释放速度，且便于家庭投放使用的阻垢粉末仍是本领域研究的热点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种阻垢粉末、其制备方法以及用途，所述阻垢粉末缓释效果好，且可通过不同的复配比例和工艺来控制缓释速度和释放浓度,在饮用水中，有效成分的释放浓度为0.01-2.0mg/L，具有较好的缓释效果和长效性，并且制备工艺简单、成本低，用于水质阻垢处理，尤其适用于家庭饮用水净化设备，如RO机设备、超滤膜、陶瓷膜等的阻垢处理，尤其是在饮用水净水设备的水效标准提出之后，对于延长过滤膜的使用寿命，减少废水排放、甚至实现零废水排放有极大的益处。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种阻垢粉末，所述阻垢粉末包括经过表面活性剂疏水处理的阻垢材料，所述阻垢材料包括阻垢剂和包载阻垢剂的介孔材料。本专利技术制备的阻垢粉末具有较好的缓释效果，且能控制释放效率，同时具备长效性。在本专利技术中，所述阻垢剂为聚天冬氨酸、聚天冬氨酸改性物、聚丙烯酸、聚丙烯酸改性物、柠檬酸、柠檬酸改性物、聚马来酸酐或聚马来酸酐改性物中的任意一种或至少两种的组合，优选聚天冬氨酸和聚丙烯酸的组合。在本专利技术中，所述聚天冬氨酸和聚丙烯酸的质量比为1:1-3:1，例如1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1等。本专利技术选用的聚天冬氨酸和聚丙烯酸相互配合，协同作用可增加阻垢剂的阻垢效果；当仅选用其中任一种时，阻垢效果会降低；当二者的质量比不在1:1-3:1的范围内，阻垢效果亦会下降；当选用其他阻垢剂或者其他阻垢剂的复配时，阻垢效果亦较差。在本专利技术中，所述液态阻垢剂与介孔材料的质量比为1:1-5:1，例如1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1等。本专利技术中若阻垢剂与介孔材料的质量比低于1:1，会造成介孔材料的浪费；若阻垢剂与介孔材料的质量比高于5:1，则会有部分阻垢剂不能被包载，影响缓释效果。在本专利技术中，所述介孔材料的目数为80-1000目，例如80目、100目、200目、300目、400目、500目、600目、700目、800目、900目、1000目等。在本专利技术中，所述介孔材料为硅系介孔材料、硅藻土、活性炭、沸石粉、凹凸棒石或蒙脱土中任意一种或至少两种的组合。本专利技术选用介孔材料作为缓释载体，利于其具有孔道结构规则且比表面积较大的优点，使得孔道与进入孔道的阻垢剂形成包结，从而改善阻垢剂本身的性能，达到缓慢释放阻垢活性成分的目的，从而起到缓释效果；当选用介孔材料的目数较低时，缓释效果较差，而介孔材料目数过高时价格昂贵，不利于工业生产应用。在本专利技术中，所述表面活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、或硬脂酸中的任意一种或至少两种的组合。本专利技术选用表面活性剂对阻垢材料进行疏水处理，从而增加阻垢剂的长效性。本专利技术的目的之二在于提供了一种阻垢粉末的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将介孔材料加入阻垢剂水溶液中混合，固液分离，干燥，得干燥物；(2)将表面活性剂在搅拌状态下加入到步骤(1)制备的干燥物中，反应，得到所述阻垢粉末。本专利技术制备得到的阻垢粉末，通过将阻垢剂进行吸附提取和疏水处理，使阻垢粉末具有缓释效果好，同时能控制释放速率，具有长效性，且该制备工艺简单，适用范围更广，也大大的降低了生产的成本。在本专利技术中，步骤(1)所述阻垢剂水溶液的浓度为10％-50％，例如10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％等。在本专利技术中，步骤(1)所述阻垢剂水溶液是将阻垢剂溶于去离子水中得到的。在本专利技术中，步骤(1)所述混合是在搅拌条件下进行的。在本专利技术中，所述搅拌时间为0.5-2h，例如0.5h、0.8h、1h、1.3h、1.5h、1.8h、2h等。在本专利技术中，步骤(1)所述干燥温度为60-80℃，例如60℃、62℃、65℃、67℃、70℃、72℃、75℃、78℃、80℃等。在本专利技术中，步骤(2)所述表面活性剂添加量为步骤(1)制备的干燥物重量的3％-10％。在本专利技术中，步骤(2)所述搅拌速度为400-600r/min，例如400r/min、450r/min、500r/min、550r/min、600r/min等。在本专利技术中，步骤(2)所述反应温度为80-120℃，例如80℃、90℃、100℃、11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻垢粉末，其特征在于，所述阻垢粉末包括经过表面活性剂疏水处理的阻垢材料，所述阻垢材料包括阻垢剂和包载阻垢剂的介孔材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻垢粉末，其特征在于，所述阻垢粉末包括经过表面活性剂疏水处理的阻垢材料，所述阻垢材料包括阻垢剂和包载阻垢剂的介孔材料。


2.根据权利要求1所述的阻垢粉末，其特征在于，所述阻垢剂为聚天冬氨酸、聚丙烯酸、柠檬酸或聚马来酸酐中的任意一种或至少两种的组合，优选聚天冬氨酸和聚丙烯酸的组合；
优选地，所述聚天冬氨酸和聚丙烯酸的质量比为1:1-3:1。


3.根据权利要求1或2所述的阻垢粉末，其特征在于，所述阻垢剂与介孔材料的质量比为1:1-5:1；
优选地，所述介孔材料的目数为80-1000目。


4.根据权利要求1-3任一项所述的阻垢粉末，其特征在于，所述介孔材料为硅系介孔材料、硅藻土、活性炭、沸石粉、凹凸棒石或蒙脱土中任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述表面活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、或硬脂酸中的任意一种或至少两种的组合。


5.根据权利要求1-4任一项所述阻垢粉末的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将介孔材料加入阻垢剂水溶液中混合，固液分离，干燥，得到干燥物；
(2)将表面活性剂在搅拌状态下加入到步骤(1)制备得到的干燥物中，反应，得到所述阻垢粉末。


6.根据权利要求5所述的阻垢粉末的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述阻垢剂水溶液的浓度为10％-50％；
优...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柔羲，梁立兵，秦黎明，李延涛，陈红，
申请(专利权)人：东莞市倍益清环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44