[發明專利]使用陰離子交換劑的水硬度穩定

在審

• 申請號: 201980012007.6
• 申請日: 2019-02-05
• 公開（公告）號: CN111683905A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 伯恩·海德
• 申請（專利權）人: 阿奎斯水空氣系統有限公司林道雷布斯坦分公司
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/42;C02F5/08;B01J39/05;B01J41/07
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 郭放;許偉群

本發明涉及用于向水中計量添加磷酸根和/或聚磷酸根的固體計量添加劑。該固體計量添加劑的特征在于提供不溶于水的陰離子交換劑，該陰離子交換劑至少部分負載有正磷酸根和/或聚磷酸根抗衡離子。由此一方面實現了聚磷酸根的持久穩定儲存，另一方面實現了向水中良好計量添加聚磷酸根。

本發明涉及根據權利要求1、5和7所述的固體計量添加劑及其制備方法和用于向水中計量添加磷酸根和/或聚磷酸根的用途。

為了保護健康、管道、貯器、設備等，水通常在其使用前通過市售的濾水器濾芯處理。其中的關鍵方面是控制和/或防止鈣沉積

這在一個方面可以包括從水中除去硬化劑例如通過陽離子交換劑。在該過程中，例如鈣和鎂離子被交換成鈉離子。

另外可以抑制結晶，即例如通過添加抑制劑(例如聚磷酸鹽)來穩定硬度。通常，將它們計量添加到未經處理的水中，以使其與碳酸根基團交換，并由此阻礙鈣鹽的成核。

一方面，實現此目的的一種可能方法是以液態計量添加易溶聚磷酸鹽或通過與難溶聚磷酸鹽接觸進行溶解性可調的計量添加。

易溶的聚磷酸鹽主要是聚磷酸的鈉鹽，難溶的聚磷酸鹽相應地是聚磷酸的鈣或鎂鹽。

在水箱中，例如在家用電器的水箱中計量添加的情況下，迄今為止的問題是難溶性鹽不能釋放出足夠的聚磷酸鹽以防止水垢，特別是防止水箱本身的水垢，即其與其中所存放的水接觸的表面。隨著時間的流逝，因此會導致在這些表面上形成不希望的和不美觀的沉積物。

此外，難溶的聚磷酸鹽不能與弱酸性離子交換劑一起儲存，如其例如在過濾器濾芯(例如，用于家用電器的水箱的過濾器濾芯)中設置為濾床時，這是因為該過濾器濾芯的弱酸性離子交換劑在氣密性薄膜包裝中產生超過80％空氣相對濕度的環境濕度。氣密性包裝對于保護離子交換劑免于變干又是必需的。

然而，難溶的聚磷酸鹽在空氣相對濕度大于50％情況下無法穩定地儲存。將難溶的聚磷酸鹽和潮濕的離子交換劑包裝在一起會導致聚磷酸鹽表面上的起霜和游離水，這些水分散在薄膜包裝內，并隨后在產品上留下白斑。

使用液態聚磷酸鹽同樣是困難的，這是因為計量添加過程在應用情況下一方面必須持續三個月，而且另一方面不得發生過量添加。盡管可以通過小的接觸面積和擴散將釋放調節到一定程度，但這幾乎不能解決儲存(泄漏和干燥)以及長時間接觸時過量添加的問題。

在管道連接式水處理設備中，特別是脫碳過濾器中，計量添加聚磷酸鹽的情況下，充分的計量添加、在高空氣相對濕度下在密閉容器中儲存和避免過量添加在技術上僅能困難地實現。

因此，本發明的目的是一方面改善包含聚磷酸鹽的防垢劑的儲存穩定性以及另一方面改善由該防垢劑向水中計量添加聚磷酸根。

該目的通過權利要求1、5和7的特征得以實現。從屬權利要求中給出了有利的和合乎目的的擴展方案。

因此，本發明涉及用于向水中計量添加磷酸根和/或聚磷酸根的固體計量添加劑。該固體計量添加劑的特征在于提供不溶于水的陰離子交換劑，該陰離子交換劑至少部分負載有正磷酸根和/或聚磷酸根抗衡離子。

通過使用具有聚磷酸根抗衡離子的陰離子交換劑以向水中計量添加聚磷酸根，聚磷酸根離子離子鍵合至陰離子交換劑一方面可實現聚磷酸鹽的長期穩定儲存。

另一方面，由于聚磷酸根鍵合至陰離子交換劑，聚磷酸根的釋放通過離子交換平衡反應保持在上限。在低于此平衡時，特別是未處理的水中低于平衡時，其釋放速率高，使得可以長時間釋放足夠的聚磷酸根。

在一個優選的實施方案中，提供堿性陰離子交換劑，特別是弱堿性陰離子交換劑。

根據另一個優選的實施方案，提供基于聚苯乙烯的陰離子交換劑。

替代地或另外地，可提供基于聚丙烯酸酯的陰離子交換劑。