专利名称：化学递送介质及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及递送水处理化学品到水性环境以防止腐蚀、结垢形成和微生物生长的领域。具体地讲，本发明涉及递送具有低水溶性和/或低水性化学稳定性的化学添加剂。本发明的方面还提供了生产这类递送介质的方法和在递送用于水处理目的的化学品中使用这类介质的方法。
背景技术：
出于工业和商业目的而使用各种各样的水系统。典型的水系统包括开放和封闭的冷却系统、锅炉、废水处理设施、空气调节和制冷系统、热脱盐系统等。化学材料出于多种目 的如金属腐蚀抑制、沉积物和结垢控制和微生物控制而广泛用于这些系统中。对于现场应用，水处理化学品通常以液体形式制备以便经由机械抽吸系统或通过手动添加而递送到水系统。化学添加剂因此可与系统水有效地混合以达到所要的浓度水平。因为化学添加剂将与系统水混合以实现最大的处理效率，所以对于现场应用常生产浓缩的处理化学产品。为了生产用于水系统的浓缩产品，常在水性介质中制备化学添加剂。对于在水中不稳定的化学添加剂，常使用合适的有机溶剂。在一些情况下，在化学添加剂不易溶于水的情况下，也使用有机溶剂。这类添加剂的实例为甲苯基苯并三唑，其为常用的铜腐蚀抑制剂。其在水中的溶解度在室温下小于O. 1%。一种生产含有甲苯基苯并三唑的浓缩液体产物的方法是将固体甲苯基三唑与诸如氢氧化钠溶液的强碱混合以形成水溶性钠盐。另一方法是将固体甲苯基三唑溶解于诸如甲醇和乙二醇的合适有机溶剂中。另外，存在由于在水中的化学不稳定性而不能在水溶液中配制的化学添加剂。该类型材料的一个实例为二硫氰基甲烷，其为用于控制在水中的微生物的抗微生物剂。二硫氰基甲烷在水中分解。因此，通常将其溶解于有机溶剂中以形成可递送的产品。水处理化学品也可以固体形式递送。该方法包括将所有化学添加剂转变成可与固体粘合剂组合或制成片剂的水溶性固体。需要特殊的进料系统来控制固体溶解速率并确保恰当的水混溶性。在当前水处理化学递送应用中面临着局限性。首先，许多化学材料的水溶解度太低而不能在水性介质中直接形成浓缩产品。具有低水溶性的许多化学品被排除在水处理应用之外。一些具有低水溶性的添加剂需要另外的试剂来将其转变成水溶解度更大的形式，以便可以生产浓缩的水性产品并将其递送到水系统。在这些情况下，需要另外的生产步骤，这常与较高的生产成本和较高的环境危险相关。其次，使用有机溶剂由于相容性问题和关于储存、装卸和运输的问题而在许多现场应用中可能不合乎需要。因此，在本领域中需要递送具有低水溶性和低化学稳定性的化学添加剂的简单、安全、方便的方法。发明概述化学递送介质包括承载基材和所要的化学添加剂。将化学添加剂、特别是具有低水溶性和低化学稳定性的那些化学添加剂，使用合适的有机溶剂并入基材网络中。随后除去有机溶剂产生释放化学添加剂用于水处理系统的集成的递送介质。发明详述在本发明中描述的化学递送介质包括吸收用于水处理目的的所要的化学添加剂的基材。基材材料在性质上可为有机和/或无机的。理想的是，该基材应该具有具有孔隙率和相对较大的表面积的网络型结构，其中所要的化学添加剂可吸收在表面上且并入整个网络中。
为了并入和/或吸收所要的化学添加剂到基材上，将化学添加剂溶解于有机溶剂中。该有机溶剂基于其沸点以及所要的化学添加剂的溶解度来选择。通常，有机溶剂的沸点应该低于基材的分解温度和所要的化学添加剂的沸点。随后可将具有所要的化学添加剂的有机溶液喷洒到基材上，或可将基材浸没到有机溶液中以使得基材完全吸收有机溶液。下一步骤为除去有机溶剂，在基材上留下所要的化学添加剂。根据有机溶剂的性质，该步骤可通过在环境条件下或在加热或真空条件下蒸发溶剂来实现。在除去有机溶剂之后，将基材和所要的化学添加剂集成为可用于水处理目的的一种递送介质。为了递送用于水处理的所要的化学添加剂，将所制备的化学递送介质放置在系统中，其中足够的水流经介质组合物。根据化学添加剂在水溶液中的溶解度和稳定性，可将化学添加剂部分地或全部转移到水系统中且发挥其所要的功能。
实施例实施例I :该实施例说明制备用于水处理目的的化学递送介质的方法。将GE FXUSC Polyspun Sediment Filter Rev. 2选择为基材材料。从滤料上切下两个1〃χ0. 25〃x0. 25〃的部分。在不进行进一步处理的情况下将Polyspun部分中的一个用作对照物(介质A)。将另一部分用作用于化学递送介质的基材。对于该研究选择的化学添加剂为正丁基苯并三唑(BBT)。以2%w/v制备BBT在乙醇中的溶液。将O. 25mL BBT-乙醇溶液转移到Polyspun基材。在BBT-乙醇溶液完全吸收到基材网络中之后，使用热气枪蒸发并除去乙醇，留下均匀分布在基材网络中的BBT (介质B)。构造台式水再循环系统以测试到水系统的BBT递送。该系统包括IL玻璃烧杯、具有磁力搅拌器的加热板和水泵。测试水含有在IL去离子水中的400mg氯化钠。将水温控制在50°C。搅拌速率设置在400RPM下。还安装了侧流再循环管线。水使用设置在20mL/min下的水泵不断地再循环经过聚乙烯配管。将介质插入再循环管线的聚乙烯配管中。在水再循环I小时之后，将插入的介质从再循环管线中移出。将水从烧杯中取样并使用UV-Vi S分光光度计针对BBT来分析。结果示于表I中。结果指示BBT从递送介质(介质B)释放且被递送到本体水中。表I
权利要求
1.集成的化学递送介质，其包括至少一种承载基材，所述承载基材吸收所要的化学添加剂和/或与所要的化学添加剂合并。
2.制备权利要求I的集成的递送介质的方法，其通过以下步骤进行将根据权利要求I的化学添加剂溶解于有机溶剂中，将有机溶液转移到所述基材或将所述基材浸没在所述有机溶液中，且随后蒸发掉所述有机溶剂。
3.在水处理应用中使用集成的化学递送介质的方法，其中将权利要求I的集成的化学递送介质放置于水系统或侧流管线中，足够的水在其中流动以释放所述化学添加剂到所述水系统。
4.具有孔隙率和表面积的根据权利要求I的基材，其中化学添加剂可吸收到所述基材的表面上和/或并入所述基材的网络中。
5.根据权利要求I的基材，其为天然和/或合成材料、在性质上为有机和/或无机的，包括但不限于天然或合成纤维、纺织品或织物材料、陶瓷、沸石、集砂器、水过滤介质等。
6.根据权利要求I的化学添加剂，其为在室温下具有低于l%w/w的水溶解度的化学品。
7.根据权利要求I的化学添加剂，其为在根据权利要求2的有机溶剂中具有大于0.5%w/v的溶解度的化学品。
8.根据权利要求I的化学添加剂，其为在水性环境中分解但在合适的有机溶剂中保持稳定的化学品。
9.根据权利要求2的有机溶剂，其为具有低于根据权利要求I的基材的分解温度的沸点的有机溶剂。
10.根据权利要求2的有机溶剂，其为沸点低于根据权利要求I的化学添加剂的沸点的有机溶剂。
全文摘要
本发明公开了包括基材和并入的化学添加剂的集成的化学递送介质。本发明还教导了制备这类化学递送介质的方法以及这类介质用于水处理应用的用途。
文档编号C09D7/14GK102712822SQ201080062184
公开日2012年10月3日 申请日期2010年6月14日 优先权日2010年2月8日
发明者程龙春 申请人:程龙春