一种阻垢颗粒、其制备方法及用途技术

本发明专利技术提供了一种阻垢颗粒、其制备方法及用途，所述阻垢颗粒所述阻垢颗粒包括阻垢粉末、吸附材料和粘结剂，所述粘结剂为水溶性粘结剂和固化型粘结剂的组合；本发明专利技术制备的阻垢颗粒除垢能力强、阻垢寿命长、耐水性能好、净水功能优、缓释效果好，同时能控制释放速率，具有长效性，并且制备工艺简单、成本低，用于水质阻垢处理，尤其适用于家庭用水的阻垢处理。

A scale inhibitor particle, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种阻垢颗粒、其制备方法及用途
本专利技术涉及水处理化学品领域，涉及一种阻垢颗粒、其制备方法及用途。
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。CN107021563A公开了一种条形缓释阻垢剂，按重量百分比计，其由以下组分制成：阻垢剂：40％-60％、粘结剂：10％-30％、水：20％-40％。此外，本专利技术该公开了所述条形缓释阻垢剂的制备方法，其制备步骤包括：(1)将阻垢剂、粘结剂以及水充分搅拌形成均匀的塑性体；(2)将步骤(1)中的塑性体挤出成型得到条形缓释阻垢剂湿料；(3)干燥步骤(2)中的缓释阻垢剂湿料得到所述条形缓释阻垢剂。该专利技术制备的条形缓释阻垢剂，制备方法简单，机械强度高、具有持久的阻垢效果，但是其阻垢性能和缓释效果仍有待提高。CN108191083A公开了一种盐碱地用苦咸水淡化阻垢剂，包括以下组分，竹吸附材料末、氧化银、含膦磺酸三元共聚物、聚丙烯酸、有机膦酸、马来酸酐、杀菌剂、消泡剂，还公开了该阻垢剂的使用方法，可以将盐碱地区内的苦咸水进行集中淡化处理，处理过程中水垢量大幅度下降，淡化处理后的水能够直接浇灌作物，也可以用于盐碱地的充水洗盐，增加盐碱地的经济价值，通过对盐碱地苦咸水的处理，可以使盐碱地丰富的地下水得到有效利用，避免水资源浪费，另外还可以防止地下水循环时影响盐碱地附近地区的水质。该专利技术制备的阻垢剂具有配方简单、淡化效率高、使用寿命长等优点，但是未公开其净水功能和缓释效果。CN107297153A公开了一种能够有效阻止水垢生成和具有良好的余氯去除效能的阻垢炭膜：按重量分数包括80-150目阻垢颗粒吸附材料15-35份；150-250目阻垢颗粒吸附材料15-40份；250-350目阻垢颗粒吸附材料5-15份；粘结剂10-30份。该专利技术制备的阻垢炭膜具有较好的阻垢性能，但是其未提及缓释性能。因此，开发一种缓释效果好、除垢能力强、阻垢寿命长、耐水效果好、净水效果优且便于家庭投放使用的阻垢颗粒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颗粒、其制备方法及应用，所述阻垢颗粒除垢能力强、阻垢寿命长、耐水性能好、净水效果优、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颗粒，所述阻垢颗粒包括阻垢粉末、吸附材料和粘结剂，所述粘结剂为水溶性粘结剂和固化型粘结剂的组合。在本专利技术中，所述阻垢粉末包括无机阻垢粉末、有机阻垢粉末或聚羧酸盐中的任意一种或至少两种的组合。在本专利技术中，所述无机阻垢粉末包括表面活性剂疏水处理的聚合物，所述聚合物是通过阻垢剂聚合得到的。在本专利技术中，所述阻垢剂包括钙源、钠源和磷源。在本专利技术中，所述阻垢剂的制备原料包括质量分数为10％-90％的聚磷酸钠、1％-50％的碳酸钠、10％-80％的钙源和1％-50％的磷酸二氢铵。在本专利技术中，所述钙源为氧化钙和/或碳酸钙。在本专利技术中，聚磷酸钠、碳酸钠、钙源和磷酸二氢铵在高温条件下会发生聚合反应，从而赋予了阻垢粉末缓释的作用。在本专利技术中，所述聚磷酸钠添加的质量分数为10％-90％，例如10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％等。在本专利技术中，所述碳酸钠添加的质量分数为1％-50％，例如1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、20％、30％、40％、50％等。在本专利技术中，所述氧化钙钙源添加的质量分数为10％-80％，例如10％、15％、25％、28％、30％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、48％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％等。在本专利技术中，所述磷酸二氢铵添加的质量分数为1％-50％，例如1％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％等。在本专利技术中，所述聚磷酸钠为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠、五聚磷酸钠、六聚磷酸钠或焦磷酸钠中的任意一种或至少两种的组合六偏磷酸钠和/或三聚磷酸钠，优选六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的组合。在本专利技术中，所述六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的质量比为1:1-3:1，例如1:1、1.2:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.2:1、2.5:1、2.8:1、3:1。在本专利技术中，聚磷酸钠为六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的组合，且二者的质量比为1:1-3:1时，具有较好的阻垢效果，若仅选用二者中的任意一种或者二者的比例不在本专利技术限定的质量比范围之内，则制备的阻垢粉末的阻垢性能会变差。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、硬脂酸等。本专利技术选用表面活性剂对阻垢材料进行疏水处理，从而进一步增加阻垢粉末的长效性。在本专利技术中，所述无机阻垢粉末的制备方法包括以下步骤：(1)将制备原料混合，烧结，粉碎，得到混合粉末；(2)将表面活性剂，在搅拌状态下加入步骤(1)制备得到的混合粉末，反应，得到所述阻垢粉末。本专利技术制备得到的阻垢粉末，通过将具有阻垢性能的成份进行聚合后，对聚合产物进行疏水处理，使阻垢粉末具有更好的缓释效果，通过控制释放速率，达到长效性，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)所述烧结过程分为4段进行。在本专利技术中，所述烧结第一段烧结温度从25℃升温至900℃，升温速率为1-5℃/min，例如1℃/min、1.5℃/min、2℃/min、2.5℃/min、3℃/min、3.5℃/min、4℃/min、4.5℃/min、5℃/min等。在本专利技术中，所述第一段烧结在升温至900℃保温2-10h，例如2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h等。...

【技术保护点】
1.一种阻垢颗粒，其特征在于，所述阻垢颗粒包括阻垢粉末、吸附材料和粘结剂，所述粘结剂为水溶性粘结剂和固化型粘结剂的组合。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻垢颗粒，其特征在于，所述阻垢颗粒包括阻垢粉末、吸附材料和粘结剂，所述粘结剂为水溶性粘结剂和固化型粘结剂的组合。


2.根据权利要求1所述的阻垢颗粒，其特征在于，所述阻垢粉末包括无机阻垢粉末、有机阻垢粉末或聚羧酸盐中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述无机阻垢粉末包括表面活性剂疏水处理的聚合物，所述聚合物是通过阻垢剂聚合得到的；
优选地，所述阻垢剂包括钙源、钠源和磷源；
优选地，所述阻垢剂的制备原料包括质量分数为10％-90％的聚磷酸钠、1％-50％的碳酸钠、10％-80％的钙源和1％-50％的磷酸二氢铵；
优选地，所述钙源为氧化钙和/或碳酸钙；
优选地，所述聚磷酸钠为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠、五聚磷酸钠、六聚磷酸钠或焦磷酸钠中的任意一种或至少两种的组合，优选六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的组合；
优选地，所述六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的质量比为1:1-3:1；
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。


3.根据权利要求2所述的阻垢颗粒，其特征在于，所述无机阻垢粉末的制备方法包括以下步骤：
(1)将制备原料混合，烧结，粉碎，得到混合粉末；
(2)将表面活性剂在搅拌状态下加入到步骤(1)制备得到的混合粉末中，反应，得到所述阻垢粉末；
优选地，步骤(1)所述烧结分为4段进行；
优选地，所述烧结的第一段烧结温度从25℃升温至900℃，升温速率为1-5℃/min；
优选地，所述第一段烧结在升温至900℃后保温2-10h；
优选地，所述烧结的第二段烧结温度从900℃升温至1200℃，升温速率为1-10℃/min；
优选地，所述第二段烧结在升温至1200℃保温1-5h；
优选地，所述烧结的第三段烧结温度从1200℃降温至25℃；
优选地，所述烧结的第四段烧结温度是从25℃升温至650℃，升温速率为1-10℃/min；
优选地，所述第四段烧结在升温至650℃后保温2-5h；
优选地，步骤(2)所述表面活性剂的添加量为步骤(1)制备的混合粉末重量的0.1％-20％；
优选地，步骤(2)所述搅拌速率为400-600r/min；
优选地，步骤(2)所述反应的温度为80-120℃；
优选地，步骤(2)所述反应时间为0.5-3h。


4.根据权利要求2所述的阻垢颗粒，其特征在于，所述有机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；
优选地，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；
优选地，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；
优选地，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4所述的阻垢颗粒，其特征在于，所述有机阻垢粉末的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柔羲，李延涛，秦黎明，梁立兵，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