[发明专利]使用阴离子交换剂的水硬度稳定

说明书

本发明涉及用于向水中计量添加磷酸根和/或聚磷酸根的固体计量添加剂。该固体计量添加剂的特征在于提供不溶于水的阴离子交换剂，该阴离子交换剂至少部分负载有正磷酸根和/或聚磷酸根抗衡离子。由此一方面实现了聚磷酸根的持久稳定储存，另一方面实现了向水中良好计量添加聚磷酸根。

本发明涉及根据权利要求1、5和7所述的固体计量添加剂及其制备方法和用于向水中计量添加磷酸根和/或聚磷酸根的用途。

为了保护健康、管道、贮器、设备等，水通常在其使用前通过市售的滤水器滤芯处理。其中的关键方面是控制和/或防止钙沉积

这在一个方面可以包括从水中除去硬化剂例如通过阳离子交换剂。在该过程中，例如钙和镁离子被交换成钠离子。

另外可以抑制结晶，即例如通过添加抑制剂(例如聚磷酸盐)来稳定硬度。通常，将它们计量添加到未经处理的水中，以使其与碳酸根基团交换，并由此阻碍钙盐的成核。

一方面，实现此目的的一种可能方法是以液态计量添加易溶聚磷酸盐或通过与难溶聚磷酸盐接触进行溶解性可调的计量添加。

易溶的聚磷酸盐主要是聚磷酸的钠盐，难溶的聚磷酸盐相应地是聚磷酸的钙或镁盐。

在水箱中，例如在家用电器的水箱中计量添加的情况下，迄今为止的问题是难溶性盐不能释放出足够的聚磷酸盐以防止水垢，特别是防止水箱本身的水垢，即其与其中所存放的水接触的表面。随着时间的流逝，因此会导致在这些表面上形成不希望的和不美观的沉积物。

此外，难溶的聚磷酸盐不能与弱酸性离子交换剂一起储存，如其例如在过滤器滤芯(例如，用于家用电器的水箱的过滤器滤芯)中设置为滤床时，这是因为该过滤器滤芯的弱酸性离子交换剂在气密性薄膜包装中产生超过80％空气相对湿度的环境湿度。气密性包装对于保护离子交换剂免于变干又是必需的。

然而，难溶的聚磷酸盐在空气相对湿度大于50％情况下无法稳定地储存。将难溶的聚磷酸盐和潮湿的离子交换剂包装在一起会导致聚磷酸盐表面上的起霜和游离水，这些水分散在薄膜包装内，并随后在产品上留下白斑。

使用液态聚磷酸盐同样是困难的，这是因为计量添加过程在应用情况下一方面必须持续三个月，而且另一方面不得发生过量添加。尽管可以通过小的接触面积和扩散将释放调节到一定程度，但这几乎不能解决储存(泄漏和干燥)以及长时间接触时过量添加的问题。

在管道连接式水处理设备中，特别是脱碳过滤器中，计量添加聚磷酸盐的情况下，充分的计量添加、在高空气相对湿度下在密闭容器中储存和避免过量添加在技术上仅能困难地实现。

因此，本发明的目的是一方面改善包含聚磷酸盐的防垢剂的储存稳定性以及另一方面改善由该防垢剂向水中计量添加聚磷酸根。

该目的通过权利要求1、5和7的特征得以实现。从属权利要求中给出了有利的和合乎目的的扩展方案。

因此，本发明涉及用于向水中计量添加磷酸根和/或聚磷酸根的固体计量添加剂。该固体计量添加剂的特征在于提供不溶于水的阴离子交换剂，该阴离子交换剂至少部分负载有正磷酸根和/或聚磷酸根抗衡离子。

通过使用具有聚磷酸根抗衡离子的阴离子交换剂以向水中计量添加聚磷酸根，聚磷酸根离子离子键合至阴离子交换剂一方面可实现聚磷酸盐的长期稳定储存。

另一方面，由于聚磷酸根键合至阴离子交换剂，聚磷酸根的释放通过离子交换平衡反应保持在上限。在低于此平衡时，特别是未处理的水中低于平衡时，其释放速率高，使得可以长时间释放足够的聚磷酸根。

在一个优选的实施方案中，提供碱性阴离子交换剂，特别是弱碱性阴离子交换剂。

根据另一个优选的实施方案，提供基于聚苯乙烯的阴离子交换剂。

替代地或另外地，可提供基于聚丙烯酸酯的阴离子交换剂。