專利名稱：多功能磷酸鹽玻璃水處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種可控釋放的多功能磷酸鹽玻璃水處理劑及其制備方法，它同時具有阻垢、緩蝕和抗菌性能。
因此，為了解決已有技術(shù)問題，本發(fā)明研制出一種多功能磷酸鹽玻璃水處理劑，它是利用磷酸鹽玻璃化學穩(wěn)定性差，能以一定速度在水中溶解的特性、釋放出的聚磷酸鹽在水中對于已生成的碳酸鈣晶體起到分散作用，使晶體長大緩慢，有效地抑制沉淀的出現(xiàn)。聚磷酸鹽與鈣、鎂、鐵離子形成單環(huán)或雙環(huán)聚合物，把管壁上已經(jīng)生成的固體，重新分散到水中，逐步減消積垢，清潔管道。聚磷酸鹽與鐵離子聚合物的生成，阻止了腐蝕產(chǎn)物鐵離子氧化生成氧化鐵，因而有效地消除了管道中的“紅水”、“黃水”現(xiàn)象。此外，在磷酸鹽玻璃中引入具有抗菌作用的銀、銅、鋅離子，使用過程中，這些離子能通過玻璃態(tài)磷酸鹽以離子形式溶解在水中，而玻璃在水中的溶解性可通過改變其組分來調(diào)整。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種多功能磷酸鹽玻璃水處理劑，其特征在于它是由磷酸鹽和硅酸鹽所組成的可溶性玻璃，它的配比有以下兩種a.所述的多功能磷酸鹽玻璃水處理劑，它的組分和摩爾百分含量如下P2O540～70％SiO21～15％K2O+NaO210～40％CaO+MgO 5～30％Al2O30～5％TiO20～2％抗菌金屬0.1～5％所述的抗菌金屬是指Ag、Cu、Zn中的一種或一種以上；b.所述的多功能磷酸鹽玻璃水處理劑，它的優(yōu)選組分和摩爾百分含量如下P2O550～65％SiO22～10％K2O+NaO215～35％CaO+MgO 5～20％
Al2O30.2～2％TiO20～1％抗菌金屬 0.1～2％所述的抗菌金屬是指Ag、Cu、Zn中的一種或一種以上。
所述的多功能磷酸鹽玻璃水處理劑的制備方法，其特征在于它是由磷酸鹽和硅酸鹽組成的可溶性玻璃。
按照表1中實施1所示組分的準確稱量，將各原料充分混合后，并進行預(yù)處理，在低溫180～220℃條件下保溫2小時，以去除原料中的水分，同時使玻璃中各組分預(yù)反應(yīng)，預(yù)反應(yīng)后的玻璃在高溫900～950℃條件下熔制0.5～2小時，待充分澄清后澆注于預(yù)熱的鑄鐵模具中，經(jīng)300℃退火冷卻后即得到致密均勻的長條狀或球狀的多功能磷酸鹽玻璃。
由于五氧化二磷易吸水潮解性，在加熱過程中易揮發(fā)，因此玻璃中的磷成份以五氧化二磷和磷酸鹽共同引入的。在熔制中要防止高溫下五氧化二磷揮發(fā)，使玻璃成份偏離。
所述該玻璃的溶解速度、阻垢性、緩蝕性(如表2所示)和抗菌性的性能判定方法如下(1)、玻璃的溶解速度是將一定形狀和體積的磷酸鹽玻璃懸浮于裝有250ml去離子溶液的聚乙烯塑料瓶中，密封放置于35℃恒溫水浴，根據(jù)一定時間內(nèi)玻璃的重量變化得出玻璃溶解速率。
(2)、玻璃的阻垢性能是通過將玻璃置于沉積有碳酸鈣或碳酸鎂的去離子水溶液中，24小時后由X射線測試玻璃溶解前后碳酸鈣和碳酸鎂變化，碳酸鈣或碳酸鎂晶體由晶體態(tài)變?yōu)闊o定型態(tài)且水溶液保持清晰時說明玻璃阻垢性能好。
(3)、玻璃的緩蝕性能是將拋光后同樣尺寸的A3鋼分別放置于加有磷酸鹽和不加磷酸鹽玻璃的自來水溶液中，96小時后根據(jù)A3鋼的重量變化來判定玻璃的緩蝕性能。
(4)、玻璃的抗菌性能用平板計數(shù)法測定，即將玻璃在50ml體積大腸桿菌初始濃度為6×104個/ml的水溶液中放置60分鐘后，由水中細菌含量變化的百分率來表示。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果
一種磷酸鹽玻璃水處理劑，它是由磷酸鹽和硅酸鹽組成的可溶性玻璃，通過磷酸鹽玻璃的磷酸根與水中的鎂、鐵離子形成單環(huán)或雙環(huán)的聚合物，把管壁上已經(jīng)形成的固體，重新分散到水中，逐步減消積垢，清潔管道，達到阻垢、緩蝕性的效果，通過在玻璃基體中添加具有抗菌效應(yīng)的離子達到殺菌性的效果。由于磷酸鹽玻璃具有熔制溫度低的特點，該玻璃的生產(chǎn)溶制工藝較為簡單，其溶解速率可通過組分的調(diào)整加以控制，以適應(yīng)不同的水質(zhì)及環(huán)境要求，因此適用于多種水處理要求，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、鍋爐、中央空調(diào)、取暖管道、自來水處理等多種水處理要求。
實施例2按表1所示組分的準確稱量原料，將各原料充分混合后，在220℃條件下保溫2小時，然后在950℃條件下，熔制2小時，澆注于預(yù)熱的鑄鐵模具中，在300℃退火冷卻后即得到致密均勻的長條狀或球狀的多功能磷酸鹽玻璃。
實施例3按表1所示組分的準確稱量原料，將各原料充分混合后，在180℃條件下保溫2小時，然后在900℃條件下，熔制2小時，澆注于預(yù)熱的鑄鐵模具中，在300℃退火冷卻后即得到致密均勻的長條狀或趕球狀的多功能磷酸鹽玻璃。
表1 玻璃組成的摩爾百分比

表2 三種玻璃的溶解速率及阻垢、緩蝕性能

由表2所示本發(fā)明的磷酸鹽玻璃不僅具有阻垢、緩蝕性能，減少“黃水”、“紅水”生成的可能，還具有良好的抗菌性能，從而適用于多種水處理需要，該磷酸鹽玻璃的優(yōu)點在于它的組分可根據(jù)不同的用途進行調(diào)整，而且由于玻璃在水中呈線性整體溶解，溶解后不需后續(xù)處理，成本很低，具有廣泛的市場前景和良好經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求
1.一種多功能磷酸鹽玻璃水處理劑，其特征在于它是由磷酸鹽和硅酸鹽所組成的可溶性玻璃，它的配比有以下兩種a.所述的多功能磷酸鹽玻璃水處理劑，它的組分和摩爾百分含量如下P2O540～70％SiO21～15％K2O+NaO210～40％CaO+MgO 5～30％Al2O30～5％TiO20～2％抗菌金屬 0.1～5％所述的抗菌金屬是指Ag、Cu、Zn中的一種或一種以上；b.所述的多功能磷酸鹽玻璃水處理劑，它的優(yōu)選組分和摩爾百分含量如下P2O550～65％SiO22～10％K2O+NaO215～35％CaO+MgO 5～20％Al2O30.2～2％TiO20～1％抗菌金屬 0.1～2％所述的抗菌金屬是指Ag、Cu、Zn中的一種或一種以上。
2.一種多功能磷酸鹽玻璃水處理劑的制備方法，其特征在于它是由磷酸鹽和硅酸鹽組成的可溶性玻璃，按照表1中實施1所示組分的準確稱量，將各原料充分混合后，并進行預(yù)處理，在低溫180～220℃條件下保溫2小時，以去除原料中的水分，同時使玻璃中各組分預(yù)反應(yīng)，預(yù)反應(yīng)后的玻璃在高溫900～950℃條件下熔制0.5～2小時，待充分澄清后澆注于預(yù)熱的鑄鐵模具中，經(jīng)300℃退火冷卻后即得到致密均勻的長條狀或球狀的多功能磷酸鹽玻璃。
全文摘要
一種多功能磷酸鹽玻璃水處理劑及其制備方法，它是由磷酸鹽和硅酸鹽所組成的可溶性玻璃，它的組分和摩爾百分含量如下P
文檔編號C02F5/08GK1458084SQ03102630
公開日2003年11月26日 申請日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者于向陽, 孫渝威 申請人:河南安彩集團有限責任公司