CN109205806A

CN109205806A - 一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇及其制备方法

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Publication number: CN109205806A
Application number: CN201810890399.3A
Authority: CN
Inventors: 金碧; 彭晓璊; 谢京宏; 李明仁
Original assignee: Runner Xiamen Corp
Current assignee: Runner Xiamen Corp
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2019-01-15

Abstract

本发明涉及一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇及其制备方法，其中，环保型无磷阻垢泡沫合金簇包括以下质量份的原料：合金粉末60‑80%；酚醛树脂15‑30%；表面活性剂0.5‑1.0%；发泡剂0.5‑1.0%；增韧剂0.5‑1.0%；固化剂1‑1.5%。本发明通过对酚醛树脂进行发泡形成泡沫合金簇的骨架，其拥有了合金不耗电，节能的效果，再加上泡沫金属的特性，使怕莫合金簇的接触面积更大，并且降低压降，改善了合金阻垢的缺点。综上，本发明的泡沫合金簇在去除水垢的过程中无须能耗，且具有化学阻垢的效果，节省器材维护费用，取代部分应用在阻垢的化学添加剂，减少环境污染。

Description

一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇及其制备方法

技术领域

本发明涉及水处理阻垢技术领域，具体涉及一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇及其制备方法。

背景技术

随着社会越来越进步，人类对于生活的质量也不断的在改变，消费者对健康也越来越重视。在饮水方面，水垢是个会危害人体健康的一项物质，其主要成分为碳酸盐类，如碳酸镁、碳酸钙等等。水垢根据其形成原因和成形状态的不同大致可分为硬垢和软垢两种，当水中粘性物质和碳酸盐共同作用，在高温煮沸条件下将形成了和容器粘附在一起的硬垢，而粘性物质去除后若是钙、镁离子浓度很高会形成洁白而松散的容易去除的软垢，而这些水垢碎片经饮用进入胃中与盐酸反应会释放出钙镁离子和二氧化碳，前者是结石形成的必要物质，后者则会使人胀气、难受，胃溃疡病人还可能发生胃穿孔的危险。

因此，为了解决水垢问题，也有了下列几种常见的物理阻垢方法:

一般来说，超声、磁场、静电阻垢，虽然阻垢效果很好，但都有个很大的问题点就是必须外加电源，会增加耗电的费用，而合金阻垢可以解决这样的问题，又能达到良好的阻垢效果，但合金阻垢的压降过大，会在长期使用过程中对流量损失明显，导致出水流量小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇及其制备方法，其能够有效去除水垢，同时，具有节能、压降低的效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇，其包括以下质量份的原料：

合金粉末 60-80%；

酚醛树脂 15-30%；

表面活性剂 0.5-1.0%；

发泡剂 0.5-1.0%；

增韧剂 0.5-1.0%；

固化剂 1-1.5%。

所述合金粉末包括以下质量份的原料：

锌 30-40%；

钛 30-50% ；

镁 10-30%；

碳纳米管 1-5%。

所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯。

所述发泡剂为碳酸氢钠。

所述增韧剂为聚乙烯醇。

所述固化剂为甲基磺酸。

一种制备上述的一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇的方法，其包括以下步骤：

步骤1、将质量份为15-30%的酚醛树脂进行预热，使其温度达到30-40℃，预热完成后，加入60-80%的合金粉末、0.5-1.0%的表面活性剂、0.5-10%的发泡剂和0.5-1.0%的增韧剂，并以300-450r/min的搅拌速度搅拌1-3min后得到混合物；

步骤2、在步骤1得到的混合物中加入1-1.5%的固化剂，并以700-850r/min的搅拌速度进行剧烈搅拌，搅拌完成后浇注到30-40℃的模具中；

步骤3、将步骤2中的模具放入60-80℃的烘箱进行发泡，发泡完成后，在烘箱内放置2-3hr等待熟化，熟化后即可制得泡沫合金簇。

所述合金粉末的制备方法如下：

首先，将钛加入坩锅中加热至1000-1350℃融化；

接着，加入30-40%的锌、10-30%的镁，并在1000-1100℃搅拌，形成均匀熔体；

然后，加入熔体重量的0.1-0.5%的氯化钠，持续搅拌，待熔体温度达到600℃-800℃后，停止搅拌并使其降于室温，得到合金物；

最后，使用物理粉碎机对合金物进行粉碎，得到合金粉末。

所述物理粉碎的份转速为1200-1300r/min，出口粒径为5-10mm。

采用上述方案后，本发明的环保型无磷阻垢泡沫合金簇采用合金粉末、酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂、增韧剂、和固化剂配比形成，其中，通过对酚醛树脂进行发泡形成泡沫合金簇的骨架，使得泡沫合金不仅拥有了合金不耗电，节能的效果，再加上泡沫金属的特性，使泡沫合金簇的接触面积更大，从而降低压降，改善了合金阻垢的缺点。综上，本发明的泡沫合金簇在去除水垢的过程中具有阻垢效果好，压降小，从而减少了水流量损失。而且本发明泡沫合金簇无须能耗，且具有化学阻垢的效果，节省器材维护费用，取代部分应用在阻垢的化学添加剂，减少环境污染。

具体实施方式

本发明揭示了一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇，其包括以下质量份的组成：

合金粉末 60-80%；

酚醛树脂 15-30%；

表面活性剂 0.5-1.0%；

发泡剂 0.5-1.0%；

增韧剂 0.5-1.0%；

固化剂 1-1.5%。

其中，合金粉末包括：锌30-40%、钛30-50% 、镁10-30%、碳纳米管1-5%。表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯；发泡剂为碳酸氢钠增韧剂为聚乙烯醇，而固化剂为甲基磺酸。

为获得上述环保型无磷阻垢泡沫合金簇，本发明还揭示了一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇的制备方法，其具体如下：

步骤1、将质量份为15-30%的酚醛树脂进行预热，使其温度达到30-40℃，预热完成后，加入60-80%的合金粉末、0.5-1.0%的表面活性剂、0.5-10%的发泡剂和0.5-1.0%的增韧剂，并以300-450r/min的搅拌速度搅拌1-3min后得到混合物。

步骤2、在步骤1得到的混合物中加入1-1.5%的固化剂，并以700-850r/min的搅拌速度进行剧烈搅拌，搅拌5-10min完成后浇注到30-40℃模具中。

上述制备泡沫合金簇过程中所采用的合金粉末的制备方法如下：

首先，将钛加入暗红色的坩锅中加热至1000-1350℃融化；接着加入30-40%的锌、10-30%的镁，并在1000-1100℃搅拌，形成均匀熔体；然后加入熔体重量的0.1-0.5%的氯化钠，使熔体中多元合金混合得更均匀，持续搅拌，待熔体温度达到600℃-800℃后，停止搅拌并使其降于室温，得到合金物；最后使用物理粉碎机对合金物进行粉碎，得到合金粉末。其中，物理粉碎的份转速为1200-1300r/min，出口粒径为5-10mm。

为了详尽本发明内容，以下将列举三个实施例进行详述。

实施例一

本实施例中，环保型无磷阻垢泡沫合金簇包括80%合金粉末、17%酚醛树脂、0.6%表面活性剂、0.8%发泡剂、0.6%增韧剂、1%固化剂。其中，合金粉末中包括35%锌、50%钛、15%镁、1.5%碳纳米管。

相应地，上述环保型无磷阻垢泡沫合金簇的制备方法如下：

步骤1、按按照上述质量分准备各原材料，其中合金粉末按照以下方法得到：准备35%锌、50%钛、15%镁、1.5%碳纳米管，然后，将钛加入暗红色的坩锅中加热至1250℃融化；接着加入锌、镁保持温度为700℃搅拌，形成均匀熔体；加入熔体重量的0.3%的氯化钠，持续搅拌，待熔体温度达到500℃后，停止搅拌使其降于室温，得到合金物，最后，使用物理粉碎机对合金物进行粉碎，得到合金粉末。其中，物理粉碎机的转速为1300r/min，出口粒径为3mm。

原材料准备完毕后，先将酚醛树脂预热至38℃，接着加入合金粉末、酚醛树脂、脂肪醇聚氧乙烯（表面活性剂）、碳酸氢钠（发泡剂）、聚乙烯醇（增韧剂），并以400r/min的搅拌速度为搅拌1.5min，得到混合物。

步骤2、在步骤1得到的混合物中接着加入甲基磺酸（固化剂），然后以780r/min的搅拌速度进行搅拌，搅拌完成后浇注到40℃模具中。

步骤3、将步骤2中的模具放入65℃的烘箱完成发泡，并在烘箱内放置2hr等待熟化，熟化后即可制得泡沫合金簇。

实施例二

本实施例中，环保型无磷阻垢泡沫合金簇包括75%合金粉末、21%酚醛树脂、0.8%表面活性剂、0.8%发泡剂、0.9%增韧剂、1.5%固化剂。其中，合金粉末中包括30%锌、45%钛、25%镁、2%碳纳米管。

相应地，上述环保型无磷阻垢泡沫合金簇的制备方法如下：

步骤1、按按照上述质量分准备各原材料，其中合金粉末按照以下方法得到：准备30%锌、45%钛、25%镁、2%碳纳米管，然后，将钛加入暗红色的坩锅中加热至1200℃融化；接着加入锌、镁保持温度为800℃搅拌，形成均匀熔体；加入熔体重量的0.4%的氯化钠，持续搅拌，待熔体温度达到450℃后，停止搅拌并使其降于室温，得到合金物，最后，使用物理粉碎机对合金物进行粉碎，得到合金粉末。其中，物理粉碎机的转速为1280r/min，出口粒径为5mm。

原材料准备完毕后，先将酚醛树脂预热至30℃，接着加入合金粉末、酚醛树脂、脂肪醇聚氧乙烯（表面活性剂）、碳酸氢钠（发泡剂）、聚乙烯醇（增韧剂），并以350r/min的搅拌速度为搅拌2min，得到混合物。

步骤2、在步骤1得到的混合物中接着加入（甲基磺酸）固化剂，然后以820r/min的搅拌速度进行搅拌，搅拌完成后浇注到40℃模具中。

步骤3、将步骤2中的模具放入70℃的烘箱完成发泡，并在烘箱内放置2.5hr等待熟化，熟化后即可制得泡沫合金簇。

实施例三

本实施例中，环保型无磷阻垢泡沫合金簇包括79%合金粉末、18%酚醛树脂、0.6%表面活性剂、0.6%发泡剂、0.5%增韧剂、1.3%固化剂。其中，合金粉末中包括38%锌、40%钛、22%镁、5%碳纳米管。

相应地，上述环保型无磷阻垢泡沫合金簇的制备方法如下：

步骤1、按按照上述质量分准备各原材料，其中合金粉末按照以下方法得到：准备38%锌、40%钛、22%镁、5%碳纳米管，然后，将钛加入暗红色的坩锅中加热至1300℃融化；接着加入锌、镁保持温度为850℃搅拌，形成均匀熔体；加入熔体重量的0.25%的氯化钠，持续搅拌，待熔体温度达到600℃后，停止搅拌并使其降于室温，得到合金物，最后，使用物理粉碎机对合金物进行粉碎，得到合金粉末。其中，物理粉碎机的转速为1220r/min，出口粒径为4mm。

原材料准备完毕后，先将酚醛树脂预热至40℃，接着加入合金粉末、酚醛树脂、脂肪醇聚氧乙烯（表面活性剂）、碳酸氢钠（发泡剂）、聚乙烯醇（增韧剂），并以400r/min的搅拌速度为搅拌2.5min，得到混合物。

步骤2、在步骤1得到的混合物中接着加入（甲基磺酸）固化剂，然后以700r/min的搅拌速度进行搅拌，搅拌完成后浇注到40℃的模具中。

步骤3、将步骤2中的模具放入70℃的烘箱完成发泡，并在烘箱内放置3hr等待熟化，熟化后即可制得泡沫合金簇。

按照GB/T 23119-2008 家用和类似用途电器性能测试中使用的硬水配置为450±50ppm，将上述实施例得到的泡沫合金簇与Cu-Ni合金簇和KDF，在0.1MPa条件下通过以上加标水，测试其区间内阻垢率和流量衰减率，测试结果如表1所示。

内容	实施例1	实施例2	实施例3	Cu-Ni合金簇	KDF
						10T内阻垢率	92.5%	90.8%	86.3%	73.5%	30.2%
10T内流量衰减率	2%	2%	2%	1%	2%
						20T内阻垢率	85.3%	83.2%	80.6%	64.2%	27.5%
20T内流量衰减率	3%	3%	4%	8%	10%
						30T内阻垢率	76.6%	76.4%	73.2%	50.2%	25.3%
30T内流量衰减率	5%	4%	6%	12%	16%
						40T内阻垢率	70.1%	65.6%	68.1%	41.7%	26.1%
40T内流量衰减率	7%	5%	8%	18%	22%
						50T内阻垢率	67.8%	60.3%	58.3%	32.2%	23.8%
50T内流量衰减率	10%	8%	10%	21%	30%

表1

由表1可以看出，与现有技术的阻垢材料相比，本发明的泡沫合金簇应用在水垢去除时，其阻垢率高，水流量衰减率低，也就是说本发明的泡沫合金具有较好的阻垢效果，且其压降小，在长期使用过程中对流量损失较小。

以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇，其特征在于：所述泡沫合金簇包括以下质量份的原料：

合金粉末 60-80%；

酚醛树脂 15-30%；

表面活性剂 0.5-1.0%；

发泡剂 0.5-1.0%；

增韧剂 0.5-1.0%；

固化剂 1-1.5%。

2.根据权利要求1所述的一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇，其特征在于：所述合金粉末包括以下质量份的原料：

锌 30-40%；

钛 30-50% ；

镁 10-30%；

碳纳米管 1-5%。

3.根据权利要求1所述的一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇，其特征在于：所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯。

4.根据权利要求1所述的一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇，其特征在于：所述发泡剂为碳酸氢钠。

5.根据权利要求1所述的一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇，其特征在于：所述增韧剂为聚乙烯醇。

6.根据权利要求1所述的一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇，其特征在于：所述固化剂为甲基磺酸。

7.一种制备权利要求1所述的一种环保型无磷阻垢泡沫合金簇的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种制备环保型无磷阻垢泡沫合金簇的方法，其特征在于：所述合金粉末的制备方法如下：

首先，将钛加入坩锅中加热至1000-1350℃融化；

最后，使用物理粉碎机对合金物进行粉碎，得到合金粉末。

9.根据权利要求8所述的一种制备环保型无磷阻垢泡沫合金簇的方法，其特征在于：所述物理粉碎的份转速为1200-1300r/min，出口粒径为5-10mm。