本發(fā)明屬于緩釋阻垢填料，具體涉及一種緩釋阻垢填料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、阻垢劑在鋼鐵、石油化工等用水行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟，大致可分為三類:其一為天然高分子阻垢劑，比如單寧、沒食子酸，此類阻垢劑來源廣泛，提煉簡便，憑借自身所具有的特質(zhì)，擁有能夠與ca2+、mg2+相結(jié)合的官能團，能夠?qū)⑩}鎂離子捕獲，進而形成螯合物，依靠螯合增溶與晶格畸變的雙重方式來抑制水垢的產(chǎn)生，最終獲得良好的阻垢效果。其二是含磷類阻垢劑，例如2-羥基膦?；宜?、氨基三亞甲基膦酸等；其分子結(jié)構(gòu)中的c-p鍵相當(dāng)穩(wěn)固，富含眾多的羧基和膦酸配體，能夠與ca2+、mg2+結(jié)合，生成五元環(huán)的配位化合物，從而形成螯合物，借由螯合增溶、晶格畸變的途徑來減少水垢的產(chǎn)生。其三為新型綠色環(huán)保阻垢劑，以聚天冬氨酸(pasa)和聚環(huán)氧琥珀酸(pesa)等為代表的綠色可生物降解阻垢緩蝕劑。pasa屬于具有酰胺鍵結(jié)構(gòu)的聚氨基酸，能夠有力地抑制常見的鈣系水垢，并且容易生物降解。不過上述三類阻垢劑自身含有大量的活性基團，由于活性基團會和涂料中的一些助劑發(fā)生反應(yīng)，進而導(dǎo)致涂層的性能大幅降低，甚至無法固化，無法直接應(yīng)用于涂料行業(yè)。

2、公開號為cn?106497326?a的中國發(fā)明專利，在涂料組分中添加阻垢功能填料，制備的阻垢涂料避免了單獨加入阻垢劑所帶來的各種弊端，并提供持續(xù)穩(wěn)定的阻垢效果。但其采用的阻垢功能填料的組成中包括多孔材料、酸性阻垢劑及鹽類阻垢劑，但并未在填料的表面設(shè)置包裹膜，也就是說阻垢劑是可以與涂料體系直接接觸的，存在以下問題：(1)附著力的負(fù)面影響：雖然極性基團有助于增強附著力，但在某些情況下對附著力可能產(chǎn)生負(fù)面影響。例如，極性基團可能增加涂層的極性，這在與非極性基材的附著中不利于附著力的提高；(2)環(huán)境穩(wěn)定性問題：引入極性基團可能會影響涂料的環(huán)境穩(wěn)定性。極性基團可能會使涂料更容易吸收水分或受到某些化學(xué)物質(zhì)的影響，從而降低涂料的耐久性；(3)涂料性能變化：極性基團的引入可能會改變涂料的流變性能和干燥特性，這可能會影響涂料的施工性能和最終的涂層質(zhì)量；(4)涂料分散穩(wěn)定性問題：在高固體份涂料體系中，極性基團的引入可能會影響涂料的分散穩(wěn)定性。分散劑的選擇和設(shè)計需要考慮極性基團與顏料和樹脂之間的相互作用，以確保良好的分散效果和涂料的穩(wěn)定性；(5)化學(xué)穩(wěn)定性問題：極性基團可能會使涂料更容易受到化學(xué)侵蝕，尤其是在工業(yè)環(huán)境中，這可能會縮短涂料的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種緩釋阻垢填料及其制備方法與應(yīng)用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種緩釋阻垢填料組合物，按重量份數(shù)，由以下組分組成：

4、無機填料：1份～10份

5、阻垢劑：1份～10份

6、包覆膜：1份～10份

7、溶劑：1份～10份；

8、其中，所述阻垢劑中含有的極性基團與無機填料表面通過氫鍵、靜電或范德華力吸附；

9、所述極性基團為羧基、羥基或膦酸基中的一種或多種。

10、在本發(fā)明的一些其他實施方式中，所述阻垢劑為聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸、單寧酸、沒食子酸、2-羥基膦?；宜峄虬被齺喖谆⑺嶂械囊环N或多種；

11、在本發(fā)明的一些其他實施方式中，所述包覆膜為天然磷脂、聚乙二醇-聚乳酸、聚乙二醇-聚己內(nèi)酯、磷脂-膽固醇、吐溫、司盤-20中的一種或多種；

12、優(yōu)選的，所述天然磷脂為大豆磷脂或蛋黃磷脂。

13、在本發(fā)明的一些其他實施方式中，所述填料為納米sio2、果殼納米活性炭、椰殼納米活性炭、煤質(zhì)柱狀納米活性炭或納米分子篩中的一種或多種；

14、或，溶劑為水、乙醇、乙酸乙酯、甲醇、二氯甲烷、丙酮中的一種或多種。

15、在本發(fā)明的一些其他實施方式中，按重量份數(shù)，包括以下組分：

16、無機填料：2-10份

17、阻垢劑：1-10份

18、包覆膜：1?-2份

19、溶劑：1-2份。

20、第二方面，本發(fā)明提供了一種緩釋阻垢填料的制備方法，包括以下步驟：

21、s1，按第一方法面所述的緩釋阻垢填料組合物進行配料，將無機填料、阻垢劑與溶劑混合分散均勻后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至溶劑揮發(fā)完畢，制得中間體；

22、s2，將中間體、包覆膜與溶劑混合均勻后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至溶劑揮發(fā)完畢，制得含包覆膜的中間體；

23、s3，將含包覆膜的中間體通過氣流磨處理，得到緩釋阻垢填料。

24、在本發(fā)明的一些其他實施方式中，步驟s1中，所述阻垢劑的濃度為5-10wt.％；

25、所述旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的條件為：在50-80℃，-0.2mpa的相對壓力下連續(xù)蒸發(fā)反應(yīng)1-4h。

26、在本發(fā)明的一些其他實施方式中，步驟s2中，所述包覆膜的濃度為5-10wt.％；優(yōu)選的，所述包覆膜的濃度為10wt.％；

27、所述旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的條件為：在40-60℃，-0.2mpa的相對壓力下連續(xù)蒸發(fā)反應(yīng)1-6h。

28、在本發(fā)明的一些其他實施方式中，步驟s3中，所述氣流磨處理的條件為：氣體壓力為0.7-0.9mpa，進料速度5-10kg/h，分級輪轉(zhuǎn)速為6000-8000rpm；

29、所得到緩釋阻垢填料的粒度為3000目以上。

30、第三方面，本發(fā)明提供了第一方面所述的緩釋阻垢填料在涂料中的應(yīng)用，所述涂料為水性、油性涂料。

31、本發(fā)明的一種或多種技術(shù)方案取得的有益效果如下：

32、(1)本發(fā)明提供的緩釋阻垢填料，利用sio2、納米活性炭、納米分子篩等無機填料的多孔吸附原理與阻垢劑復(fù)合；阻垢劑可依據(jù)行業(yè)具體需求，選用有機膦酸系阻垢劑、天然高分子阻垢劑、新型綠色阻垢劑，或者其復(fù)配使用。阻垢劑分子結(jié)構(gòu)中含有極性基團如羧基、羥基、膦酸基等，能與納米無機填料表面的官能團通過氫鍵作用、靜電作用、范德華力等方式產(chǎn)生相互作用緊密結(jié)合。此外，采用包覆膜進行表面包裹，實現(xiàn)了對人體無害、綠色無污染的目標(biāo)。

33、(2)本發(fā)明的制備方法簡便，易于實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，阻垢劑負(fù)載量理想，且能夠依據(jù)投放比例調(diào)控阻垢劑的釋放濃度，安全性能極佳。

34、(3)本發(fā)明的緩釋阻垢填料能夠應(yīng)用于涂料行業(yè)，利用藥物載體包裹的緩釋阻垢填料，阻垢劑活性基團需表層解體才釋放，以此避免阻垢劑在涂料體系中反應(yīng)；包覆膜控制釋放，使用時阻垢劑被包裹，表層解體才釋放活性基團，實現(xiàn)緩釋阻垢，保證涂料性能，因此該發(fā)明在防垢的工業(yè)場景應(yīng)用意義重大。

技術(shù)特征：

1.一種緩釋阻垢填料，其特征在于，按重量份數(shù)，由以下組分組成：

2.如權(quán)利要求1所述的緩釋阻垢填料，其特征在于，所述阻垢劑為聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸、單寧酸、沒食子酸、2-羥基膦?；宜峄虬被齺喖谆⑺嶂械囊环N或多種。

3.如權(quán)利要求1所述的緩釋阻垢填料，其特征在于，所述包覆膜為天然磷脂、聚乙二醇-聚乳酸、聚乙二醇-聚己內(nèi)酯、磷脂-膽固醇、吐溫、司盤-20中的一種或多種；

4.如權(quán)利要求1所述的緩釋阻垢填料，其特征在于，所述填料為納米sio2、果殼納米活性炭、椰殼納米活性炭、煤質(zhì)柱狀納米活性炭或納米分子篩中的一種或多種；

5.如權(quán)利要求1所述的緩釋阻垢填料，其特征在于，按重量份數(shù)，包括以下組分：

6.一種緩釋阻垢填料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述阻垢劑的濃度為5-10wt.％；

8.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟s2中，所述包覆膜的濃度為5-10wt.％；優(yōu)選的，所述包覆膜的濃度為10wt.％；

9.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟s3中，所述氣流磨處理的條件為：氣體壓力為0.7-0.9mpa，進料速度5-10kg/h，分級輪轉(zhuǎn)速為6000-8000rpm；

10.一種權(quán)利要求1-5任一項所述的緩釋阻垢填料在涂料中的應(yīng)用，其特征在于，所述涂料為水性、油性涂料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于緩釋阻垢填料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種緩釋阻垢填料及其制備方法與應(yīng)用。將無機填料、阻垢劑與溶劑混合分散均勻后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至溶劑揮發(fā)完畢，制得中間體；將中間體、包覆膜與溶劑混合均勻后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至溶劑揮發(fā)完畢，制得含包覆膜的中間體；將含包覆膜的中間體通過氣流磨處理，得到緩釋阻垢填料。不僅可以實現(xiàn)阻垢本身的功能，又可以延長有效期、調(diào)控濃度，既可以當(dāng)做緩釋阻垢劑使用，也可與多種涂料體系相適配。該制備方法簡便，易于工業(yè)化生產(chǎn)，阻垢劑負(fù)載量理想且安全性佳，可按需選用或復(fù)配阻垢劑，包裹膜綠色無污染。

技術(shù)研發(fā)人員：王樹皓,倪奉堯,劉智博,伍金奎,孫之狀,孔亮,孔濤
受保護的技術(shù)使用者：山東東宏管業(yè)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6