[发明专利]一种高性能阻垢材料的生产方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻垢材料的生产方法，具体地说是一种高性能阻垢材料的生产方法，属于水资源净化技术领域。

背景技术

随着社会的发展，科技的进步，人们的生活水平也在不断的改善，消费者对自身健康也越开越重视，近几年市场上的净水设备也层出不穷，常用的软水机一般由三个部份构成的，树脂桶、盐桶和控制阀，其工作过程为有硬度的水经过树脂桶时，水中钙镁离子会与树脂上的钠离子进行交换，当树脂上的钠离子被置换完后，控制阀从盐桶吸盐对树脂进行再生。该过程有几个弊端：a.盐置换时会向水中排放钠离子和氯离子，导致水呈酸性，而酸性水会使管道和设备腐蚀；b.再生时，向环境中的水和土壤里排放大量浓盐水；c.控制阀不能断电，否则要重置；d.定期要加盐；e.出水含钠，高钠水不适合人体饮用。

目前世界上流行的几种物理阻垢方式以下几种，1、电容去离子法，主要用于精细化工等行业和实验室；2、电诱导沉淀法，主要用于工矿等行业的加热器和冷凝器；3、电磁水处理法，主要用于锅炉；4、成核结晶法：家庭、商业、工业；电容去离子法结构比较复杂，去除水中的阴阳离子，产生纯水，主要用于实验室、工业纯水等地方，不利于民用和商用，也不利于大面积推广；电诱导沉淀法结构复杂，操作不方便，维护费用高，另外由于各地水质情况不一，效果也不是很明显。电磁水处理法通过电磁场加大钙、镁离子的活力，需要即时使用，否则离子恢复自然活力后，还是会生垢。成核结晶法无需用电，不需再生，不需改变水的属性，结晶体阻垢持久，非常适用于所有市政自来水的地区，基本上零维护，但是该技术相对复杂，目前尚未成熟。因此，迫切的需要一种新的技术方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种高性能阻垢材料的生产方法及其应用，该方法以异型树脂聚合物（Polymer Resin）的球型颗粒为媒介，直径0.5—1mm，采用形成晶元、扩增晶元、活化其表面的工艺，开发国际领先的具有“低能异相成核”结晶反应的高性能物理阻垢材料，批量生产该阻垢材料和相关过滤器，该技术方案采用先进的物理阻垢材料，无需能耗，并具有化学产品的阻垢、除垢功能；节省维护费用，同时，免除了现代广泛使用在阻垢、除垢中的化学添加剂，减少对水源和环境的污染；使用周期长，寿命3-5年。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种高性能阻垢材料的生产方法，其特征在于，所述生产步骤如下，1）培育和产生晶元；2）晶元和球体表面优化，3）保护液封装以及玻璃涂层碎化。为了提高树脂聚合物球形颗粒的阻垢、除垢能力，需在树脂聚合物球形颗粒表面产生数量众多、活力四射的晶元，因此，该技术方案首先是培育和产生晶元。

作为本发明的一种改进，所述步骤1）中具体操作如下，1）培育和产生晶元，将异型树脂聚合物原材料球型颗粒放置于特殊配方的液体中浸泡，促进这些颗粒表面生成纳米级的凹陷，该凹陷不平的表面与树脂聚合物化学成分的结合，形成了吸引和催化离子反应的晶元，反复浸泡能提高球型颗粒表面所生成的晶元数量，在球形颗粒颗粒表面形成微细裂纹。所述异型树脂聚合物由硅、铝、苯乙烯树脂混合而成，经过一定时间的浸泡后，草酸溶液中的金属络合物与原料颗料中的硅、铝、苯乙烯结合，形成具有网状结构、不溶于水的活性基团。

作为本发明的一种改进，所述特殊溶液由草酸溶合硼、锌、镁、锂、钛金属形成溶于水的络合物加工而成，按照质量百分数，其中硼3—8%，锌5—10%,镁10—15%,锂0.5—2%,钛0.1—1.2%，其余为水，优选为，其中硼5%，锌8%,镁12%,锂1%,钛0.8%，其余为水。

作为本发明的一种改进，所述特殊溶液的温度为75℃—85℃，浓度为55%—65%，浸泡的时间为45—50小时。液体温度在75℃—85℃,球体表面瞬刻开始隆起或凹陷，形成纳米级的、弯曲不平的缝隙。该缝隙的几何结构与球形颗粒化学成分的结合，生成带有特殊标志/印记的，并能吸引和催化离子反应的晶元。液体中离子的浓度提供了生成晶元的能量；液体中离子的不规则性构成了晶元的几何结构；合宜的温度及液体中离子浓度保证了晶元的扩增。其性能指标为，在1um²球形颗粒平面上，形成的裂缝条数2～5；在1um²球形颗粒平面上，晶元数目大于15；晶元表面平均面积为0.020um²或20000nm²；晶元形态为不规则的、近似圆形，平均直径为0.08～0.1um或80～100 nm；晶元活力为在5秒内，晶元完成离子吸附、结晶、晶体生长与脱离。