申请日2003.02.14
公开(公告)日2003.11.26
IPC分类号C02F5/08
摘要
一种多功能磷酸盐玻璃水处理剂及其制备方法，它是由磷酸盐和硅酸盐所组成的可溶性玻璃，它的组分和摩尔百分含量如下：P2O540～70%;SiO21～15%;K2O+NaO210～40%;CaO+MgO5～30%;Al2O30～5%;TiO20～2%;抗菌金属0.1～5%;所述制备方法，按照组分的准确称量，将各原料充分混合后，并进行预处理，在低温180～220℃条件下保温2小时，同时使玻璃中各组分预反应，预反应后的玻璃在高温900～950℃条件下熔制0.5～2小时，待充分澄清后浇注于预热的铸铁模具中，经300℃退火冷却后即得到致密均匀的长条状或球状的多功能磷酸盐玻璃。
権利要求書
1.一种多功能磷酸盐玻璃水处理剂，其特征在于：它是由磷酸 盐和硅酸盐所组成的可溶性玻璃，它的配比有以下两种：
a.所述的多功能磷酸盐玻璃水处理剂，它的组分和摩尔百分含 量如下：
P2O5 40～70%
SiO2 1～15%
K2O+NaO2 10～40%
CaO+MgO 5～30%
Al2O3 0～5%
TiO2 0～2%
抗菌金属 0.1～5%
所述的抗菌金属是指Ag、Cu、Zn中的一种或一种以上;
b.所述的多功能磷酸盐玻璃水处理剂，它的优选组分和摩尔百 分含量如下：
P2O5 50～65%
SiO2 2～10%
K2O+NaO2 15～35%
CaO+MgO 5～20%
Al2O3 0.2～2%
TiO2 0～1%
抗菌金属 0.1～2%
所述的抗菌金属是指Ag、Cu、Zn中的一种或一种以上。
2.一种多功能磷酸盐玻璃水处理剂的制备方法，其特征在于： 它是由磷酸盐和硅酸盐组成的可溶性玻璃，按照表1中实施1所示组 分的准确称量，将各原料充分混合后，并进行预处理，在低温180～ 220℃条件下保温2小时，以去除原料中的水分，同时使玻璃中各组 分预反应，预反应后的玻璃在高温900～950℃条件下熔制0.5～2小 时，待充分澄清后浇注于预热的铸铁模具中，经300℃退火冷却后即 得到致密均匀的长条状或球状的多功能磷酸盐玻璃。
说明书
多功能磷酸盐玻璃水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于化学技术领域，特别涉及到一种可控释放的多功能磷 酸盐玻璃水处理剂及其制备方法，它同时具有阻垢、缓蚀和抗菌性能。
背景技术
众所周知，水在使用过程中由于水中钙、镁离子和其中溶解的 CO2相结合易形成碳酸钙或碳酸镁垢，这些垢的形成会增加水的阻 力，使水压增大，水的流速变慢，严重时还会堵塞水管，在一些需要 热交换的场合，甚至会因为垢妨碍热交换的进行而发生爆炸。自来水 在处理过程中常引进氯作为消毒剂，因而在水中有一定的氯离子，而 目前供水管道系统主要为低碳钢材料，氯离子对低碳钢具有强烈的侵 蚀作用，如城市自来水中经常出现“红水”和“黄水”就是这种侵蚀 的结果，饮用此种水会对人体造成较大的损害，同时结垢和侵蚀也会 降低供水系统的使用寿命。另外，随着对水质要求的进一步提高，水 中的细菌量也应控制在一定的范围之内，因此，水处理剂多用于水阻 垢、缓蚀或杀菌处理。但目前所用的水处理剂大都是有机水处理剂。 或晶体型的聚磷酸盐，钼酸盐与有机物相复合的阻垢缓蚀剂，如中国 专利CN1240769A提供了一种由多元醇磷酸酯、丙烯酸-丙烯酸酯-顺 丁烯二酸酐共聚物、十四烷基二甲基苄基氯化胺等组成的一种复合水 处理剂。中国专利CN1231346A提供了一种由钼酸钠、三聚磷酸钠、 磷酸三乙醇胺和磷酸二氢锌所组成的一种缓蚀剂。但这两种水处理剂 都存在着在水中溶解速度快、投放药剂次数多、投料量难以控制等缺 点。另外，一些有机物的使用对水质形成新的污染。
因此，为了解决已有技术问题，本发明研制出一种多功能磷酸盐 玻璃水处理剂，它是利用磷酸盐玻璃化学稳定性差，能以一定速度在 水中溶解的特性、释放出的聚磷酸盐在水中对于已生成的碳酸钙晶体 起到分散作用，使晶体长大缓慢，有效地抑制沉淀的出现。聚磷酸盐 与钙、镁、铁离子形成单环或双环聚合物，把管壁上已经生成的固体， 重新分散到水中，逐步减消积垢，清洁管道。聚磷酸盐与铁离子聚合 物的生成，阻止了腐蚀产物铁离子氧化生成氧化铁，因而有效地消除 了管道中的“红水”、“黄水”现象。此外，在磷酸盐玻璃中引入具有 抗菌作用的银、铜、锌离子，使用过程中，这些离子能通过玻璃态磷 酸盐以离子形式溶解在水中，而玻璃在水中的溶解性可通过改变其组 分来调整。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的不足，提供一种多功能磷磷 酸盐玻璃水处理剂，它能在水中以一定速度溶解，具有阻垢性、缓蚀 性和抗菌性效果，该玻璃在水中的化学稳定性可通过改变其组分来调 整，以适应不同水质和环境的要求。
为了实现上述目的，本发明是通过下述技术方案来实现的：一种 多功能磷酸盐玻璃水处理剂，其特征在于：它是由磷酸盐和硅酸盐所 组成的可溶性玻璃，它的配比有以下两种：
a.所述的多功能磷酸盐玻璃水处理剂，它的组分和摩尔百分含 量如下：
P2O5 40～70%
SiO2 1～15%
K2O+NaO2 10～40%
CaO+MgO 5～30%
Al2O3 0～5%
TiO2 0～2%
抗菌金属 0.1～5%
所述的抗菌金属是指Ag、Cu、Zn中的一种或一种以上;
b.所述的多功能磷酸盐玻璃水处理剂，它的优选组分和摩尔百 分含量如下：
P2O5 50～65%
SiO2 2～10%
K2O+NaO2 15～35%
CaO+MgO 5～20%
Al2O3 0.2～2%
TiO2 0～1%
抗菌金属 0.1～2%
所述的抗菌金属是指Ag、Cu、Zn中的一种或一种以上。
所述的多功能磷酸盐玻璃水处理剂的制备方法，其特征在于：它 是由磷酸盐和硅酸盐组成的可溶性玻璃。
按照表1中实施1所示组分的准确称量，将各原料充分混合后， 并进行预处理，在低温180～220℃条件下保温2小时，以去除原料 中的水分，同时使玻璃中各组分预反应，预反应后的玻璃在高温900～ 950℃条件下熔制0.5～2小时，待充分澄清后浇注于预热的铸铁模具 中，经300℃退火冷却后即得到致密均匀的长条状或球状的多功能磷 酸盐玻璃。
由于五氧化二磷易吸水潮解性，在加热过程中易挥发，因此玻璃 中的磷成份以五氧化二磷和磷酸盐共同引入的。在熔制中要防止高温 下五氧化二磷挥发，使玻璃成份偏离。
所述该玻璃的溶解速度、阻垢性、缓蚀性(如表2所示)和抗菌 性的性能判定方法如下：
(1)、玻璃的溶解速度是将一定形状和体积的磷酸盐玻璃悬浮于 装有250ml去离子溶液的聚乙烯塑料瓶中，密封放置于35℃恒温水 浴，根据一定时间内玻璃的重量变化得出玻璃溶解速率。
(2)、玻璃的阻垢性能是通过将玻璃置于沉积有碳酸钙或碳酸镁 的去离子水溶液中，24小时后由X射线测试玻璃溶解前后碳酸钙和 碳酸镁变化，碳酸钙或碳酸镁晶体由晶体态变为无定型态且水溶液保 持清晰时说明玻璃阻垢性能好。
(3)、玻璃的缓蚀性能是将抛光后同样尺寸的A3钢分别放置于 加有磷酸盐和不加磷酸盐玻璃的自来水溶液中，96小时后根据A3钢 的重量变化来判定玻璃的缓蚀性能。
(4)、玻璃的抗菌性能用平板计数法测定，即将玻璃在50ml体 积大肠杆菌初始浓度为6×104个/ml的水溶液中放置60分钟后，由 水中细菌含量变化的百分率来表示。
本发明的优点和积极效果：
一种磷酸盐玻璃水处理剂，它是由磷酸盐和硅酸盐组成的可溶性 玻璃，通过磷酸盐玻璃的磷酸根与水中的镁、铁离子形成单环或双环 的聚合物，把管壁上已经形成的固体，重新分散到水中，逐步减消积 垢，清洁管道，达到阻垢、缓蚀性的效果，通过在玻璃基体中添加具 有抗菌效应的离子达到杀菌性的效果。由于磷酸盐玻璃具有熔制温度 低的特点，该玻璃的生产溶制工艺较为简单，其溶解速率可通过组分 的调整加以控制，以适应不同的水质及环境要求，因此适用于多种水 处理要求，可以广泛应用于工业循环冷却水系统、锅炉、中央空调、 取暖管道、自来水处理等多种水处理要求。
具体实施方式
实施例1：
按表1所示组分的准确称量原料，将各原料充分混合后，在190 ℃条件下保温2小时，然后在900℃条件下，熔制2小时，浇注于预 热的铸铁模具中，在300℃退火冷却后即得到致密均匀的长条状或赶 球状的多功能磷酸盐玻璃。
实施例2：
按表1所示组分的准确称量原料，将各原料充分混合后，在220 ℃条件下保温2小时，然后在950℃条件下，熔制2小时，浇注于预 热的铸铁模具中，在300℃退火冷却后即得到致密均匀的长条状或球 状的多功能磷酸盐玻璃。
实施例3：
按表1所示组分的准确称量原料，将各原料充分混合后，在180 ℃条件下保温2小时，然后在900℃条件下，熔制2小时，浇注于预 热的铸铁模具中，在300℃退火冷却后即得到致密均匀的长条状或赶 球状的多功能磷酸盐玻璃。
