CN100494084C - 一种控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，按质量百分比计，其包括：81.5～99.0%玻璃基础组分、1.0～3.0%Ag2O、0～3.0%Al2O3、0～7.5%ZnO和0～5.0%TiO2；其中玻璃基础组分，按摩尔百分比计，包括：15～45%SiO2、40～70%B2O3、5～20%Na2O和0～2%K2O。本发明所说的水处理剂最大优点在于，对环境友好、且同时具有缓蚀、杀生和阻硅垢功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种水处理剂，具体地说，涉及一种控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂。
背景技术
水中的金属腐蚀及微生物(细菌、藻类等)大量繁殖等障碍普遍存在于各类水系统(如工业循环冷却水系统、中央空调水和景观水等)中。现使用的传统水处理药剂中，很大一部分是作为缓蚀剂和杀生剂的。如中国专利CN 1426680A报道的一种用于水处理的双烷基季铵盐杀菌灭藻剂；中国专利CN 1393413A报道的一种由聚醚酰胺和可溶性钼酸盐组成的缓蚀剂。由于这些水处理药剂不具有控制释放性能，其普遍存在着须频繁投药(导致在水体中药剂浓度会出现阶段性跃式波动)及投药量难以控制等弊端。这既不利于有效控制被处理水系统的腐蚀行为和微生物生长，又会引起水处理药剂的浪费。开发控制释放型水处理药剂则是克服这一缺陷的有效途径。
目前已有控制释放型水处理药剂的报道，如US.Pat.No.6,143,318公开的一种有杀菌作用的磷酸盐玻璃和CN 1458084公开的一种兼具缓蚀、阻垢、杀菌作用的磷酸盐玻璃水处理剂。然由于磷能为微生物提供丰富的营养，易引起环境水体的富营养化而导致环境污染(目前磷，已被列为第二类污染物)，因此控制释放型磷酸盐玻璃水处理剂的使用必将受到较大限制。鉴于此，研发对环境友好的控制释放型水处理剂成为本领域迫切需要解决的技术问题。
发明内容
本发明目的在于，提供一种具有控制释放性能且能同时具有缓蚀及杀生作用的碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，克服现有技术中存在的缺陷。
本发明所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂是一种碱硼硅酸盐可溶性玻璃，该玻璃原料组成中以SiO2和B2O3作为玻璃网目形成氧化物，以K2O和Na2O作为玻璃网目修饰氧化物，以Ag2O作为杀生活性组成，并通过添加一定量的Al2O3、ZnO和TiO2来改善可溶性玻璃的整体性能。玻璃在水中的控制释放性能可借助于改变上述组份的含量从而调整玻璃网目结构特征来予以实现。
所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，其特征在于，所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，按质量百分比计，包括：
81.5～99.0％ 玻璃基础组分
1.0～3.0％ Ag2O
0～3.0％ Al2O3
0～7.5％ ZnO
0～5.0％ TiO2
其中玻璃基础组分，按摩尔百分比计，包括；
15～45％ SiO2
40～70％ B2O3
5～20％ Na2O
0～2％ K2O
在本发明的一个优选方案中，所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，按质量百分比计，有下列组分组成：
97％ 玻璃基础组分
2％ Ag2O
1％ Al2O3
其中玻璃基础组分，按摩尔百分比计，有下列组分组成：
36.90％ SiO2
52.60％ B2O3
9.97％ Na2O
0.53％ K2O；
在本发明的另一个优选方案中，所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，按质量百分比计，有下列组分组成：
89.5％ 玻璃基础组分
2.0％ Ag2O
1.0％ Al2O3
5.0％ ZnO
2.5％ TiO2
其中玻璃基础组分，按摩尔百分比计，有下列组分组成：
36.90％ SiO2
52.60％ B2O3
9.97％ Na2O
0.53％ K2O。
制备本发明所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂的方法，其主要步骤是：将组分按上述比例混合均匀，其中SiO2、ZnO和TiO2直接引入，B2O3由H3BO3引入，Na2O由Na2CO3和NaNO3引入，K2O由K2CO3引入，Ag2O由AgNO3引入，Al2O3由Al(OH)3引入，将混合均匀的物料升温至250℃，并在此温度保温1小时，然后再升温至1150℃，并在此温度再保温1小时，最后将所得熔液急冷(如浇注于钢板上)即得目标物。
本发明所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，其使用方法与现有同类型的水处理剂的使用方法相同。本发明所说的水处理剂在使用过程中会释放出硼酸盐，由于硼酸盐的存在，控制了硅酸盐以硅垢的形式析出；与此同时，还会释放出具有很强杀生作用的Ag+，且新鲜的Ag+会随着水处理剂的缓慢溶解而不断释放出来，可长时间维持杀生作用。另外，由于Ag+在很低的浓度就能到起杀生作用，因此不会促进水中金属的腐蚀。
本发明所说的水处理剂，其最大优点在于对环境友好，且同时具有缓蚀、杀生和阻硅垢功能。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容，而非限制本发明的保护范围：
实施例1～2
按照表1中各实施例所示的组份用量准确称重原料，将各原料混合均匀，升温至250℃保温1小时(使玻璃中各组份在该阶段发生预反应)，再升温至1150℃保温1小时，完成玻璃熔制，然后将熔液浇注于钢板上急冷，即可得到控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂。
对所制的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂进行性能测试，测试结果见表2。
表2中，控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂的溶解速率由单位量的40～60目控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂颗粒单位时间内溶解出的Ag+的量来确定；
控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂碳钢缓蚀性能是：将材质为碳钢20的标准试片放置于一定浓度的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂浸出液及空白试液中，通过72小时后试片的失重情况判定其碳钢缓蚀性能；
控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂异养菌杀菌性能是：将单位量控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂在异养菌初始浓度为105～106个/mL的水溶液中放置一段时间，由水中异养菌总数的变化情况可确定其杀菌性能；
控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂灭藻性能是：将单位量控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂在富集培养的含藻水溶液中放置一段时间，由水中叶绿素a的变化情况可确定其灭藻性能(叶绿素a的测定采用丙酮萃取分光光度法)；
控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂硅垢析出情况，在相同SiO2浓度的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂浸出液和硅酸钠水溶液中加入相同量的钙镁离子，在相同温度下放置一段时间，通过比较两种溶液中可溶性SiO2的浓度可判断出水中硅垢析出的程度，可溶性SiO2的浓度采用硅钼黄比色法测定。
表1
表2
| 性能 | 实施例1 | 实施例2 |
| 溶解速率 | 较快 | 中等 |
| 碳钢缓蚀性能 | 良好 | 良好 |
| 异养菌杀菌性能 | 优 | 优 |
| 灭藻性能 | 优 | 优 |
| 硅垢析出情况 | 不严重 | 不严重 |
显然，本发明的控制释放型多功能水处理剂不仅具有优异的杀生性能，还具有良好的缓蚀性能，而且使用过程中硅垢不易析出。另外，还可以通过调整玻璃原料组成来效改变其控释性能以适应不同水质和环境的要求，因此是一种可广泛应用于多种水系统的优良水处理剂。
Claims (3)
1、一种控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，其特征在于，所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，按质量百分比计，由下列组分组成：
81.5～99.0％ 玻璃基础组分
1.0～3.0％ Ag2O
1.0％ Al2O3
0～7.5％ ZnO
0～5.0％ TiO2
所有组分含量之和为100％；
其中玻璃基础组分，按摩尔百分比计，由下列组分组成：
15～45％ SiO2
40～70％ B2O3
5～20％ Na2O
53％ K2O
所有组分含量之和为100％。
2、如权利要求1所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，其特征在于，所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，按质量百分比计，由下列组分组成：
97％ 玻璃基础组分
2％ Ag2O
1％ Al2O3；
其中玻璃基础组分，按摩尔百分比计，由下列组分组成：
36.90％ SiO2
52.60％ B2O3
9.97％ Na2O
53％ K2O。
3、如权利要求1所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，其特征在于，所说的控制释放型碱硼硅酸盐玻璃水处理剂，按质量百分比计，由下列组分组成：
89.5％ 玻璃基础组分
2.0％ Ag2O
1.0％ Al2O3
5.0％ ZnO
2.5％ TiO2；
其中玻璃基础组分，按摩尔百分比计，由下列组分组成：
36.90％ SiO2
52.60％ B2O3
9.97％ Na2O
53％ K2O。
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| EP3575270A1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-12-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Biocide system with passive dispenser |
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