CN104059610A - 一种包覆型环保融雪剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包覆型环保融雪剂及其制备方法，所述融雪剂是由下述物料按重量份制备而成：氯化钠25~35份、可溶钙盐60~70份、缓蚀剂1~8份、pH调节剂10~18份、包覆剂5~8份；其中缓蚀剂是由硅酸钠20~35份、三聚磷酸钠30~45份、四硼酸钠12~25份、硫脲10~15份制备而成。本发明的包覆型环保融雪剂中氯化钠的含量低至35%以下，并加入了缓蚀剂，因此它对金属、车辆及混凝土的腐蚀性大大降低；而且，该融雪剂中pH调节剂中还含有有利于植物生长的尿素，因此该融雪剂属于环境友好型融雪剂。

Description

一种包覆型环保融雪剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种融雪剂及其制备方法，特别涉及一种包覆型环保融雪剂及其制备方法。

背景技术

冬季的降雪和结冰往往给城市和交通运输带来了不便，并易引发交通事故，尤其是在高速公路上，很有可能因积雪或结冰而使高速公路被迫封闭停运，造成极大的经济损失。目前除冰融雪的方式主要有人工除雪、机械除雪、撒融雪剂除雪这三种，其中撒融雪剂由于方法简单、易于操作、融雪速度快等优点而被广泛使用。

以氯化钠为主的传统氯盐型融雪剂的原料廉价易得、融雪效果好，但其对金属、混凝土腐蚀严重，对植被和土壤也具有危害性。从而极大地破坏了公路基础设施和公路周边生态环境，对环境造成污染。

由于氯盐型融雪剂的负面影响和所造成的巨大经济损失，国内外的研究人员开发了多种多样的非氯盐型融雪剂产品，目前以醋酸钙镁（CMA）为主的有机融雪剂成为研究的热点，如专利US4444672，US4913831，CN 102899004 A均公布了醋酸钙镁融雪剂的制备方法。但由于此类融雪剂的原料昂贵，对积雪的融化能力不如氯化钠，并且在撒布时易形成粉尘与刺鼻的酸味等缺点，其使用受阻。所以目前国内外仍多使用氯盐型融雪剂，如美国目前使用量最大的融雪材料仍然是氯化钠和氯化镁。因此开发出一种冰点低，融雪效果好，且对金属、混凝土无腐蚀，对植物也无危害的高效环保融雪剂产品，具有重要的意义及应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种包覆型环保融雪剂及其制备方法，本发明融雪剂的原料价格低廉、来源广泛、融雪能力强，与现有的融雪剂相比，能够大幅降低对金属和混凝土的腐蚀以及对周边植被和土壤的危害。

一种包覆型环保融雪剂，所述融雪剂是由下述物料按重量份制备而成：

氯化钠 25~35份

可溶钙盐 60~70份

缓蚀剂 1~8份

pH调节剂 10~18份

包覆剂 5~8份；

所述缓蚀剂是由下述物料按重量份制备而成：

硅酸钠 20~35份

三聚磷酸钠 30~45份

四硼酸钠 12~25份

硫脲 10~15份。

进一步，所述融雪剂为颗粒状，其粒径为1~6mm、pH值为6~8。

所述氯化钠为工业废盐。

所述pH调节剂是由尿酸和碳酸氢钠按重量份数组成：尿素40~60份，碳酸氢钠40~60份。

所述包覆剂为十二烷基苯磺酸、柠檬酸钠及葡萄糖酸钠中的至少一种。

所述可溶钙盐为氯化钙、二水氯化钙。

本发明的另一个发明目的是提供一种上述包覆型环保融雪剂的制备方法，包含以下步骤：

（1）按配比将氯化钠和可溶钙盐进行搅拌混合得氯盐混合物A；

（2）按配比将硅酸钠、三聚磷酸钠、四硼酸钠和硫脲进行混合得缓蚀剂；将尿素和碳酸氢钠按配比混合得pH调节剂；

（3）将氯盐混合物A、缓蚀剂和pH调节剂搅拌混合，得到混合物B；

（4）将混合物B与包覆剂在室温下进行搅拌混合后进行粉碎，包覆剂在混合、粉碎过程中均匀的附在混合物B的颗粒表面而形成包覆型颗粒；

（5）静置12-18min后过孔径为6mm的标准筛，即为包覆型环保融雪剂。

本发明制备的包覆型环保融雪剂具有下列优点：

1. 本发明采用的主要原料为氯化钠和可溶钙盐，其成本低廉、来源广泛；并且氯化钠可以来自工业废盐，使制得的融雪剂成本更低。

2. 本发明的包覆型环保融雪剂中氯化钠的含量低至35%以下，并加入了缓蚀剂，因此它对金属、车辆及混凝土的腐蚀性大大降低；而且，该融雪剂中pH调节剂中还含有有利于植物生长的尿素，因此该融雪剂属于环境友好型融雪剂。

3. 本发明的缓蚀剂通过硅酸钠、三聚磷酸钠、四硼酸钠和硫脲的协同作用，达到理想的缓蚀效果；其组成中的三聚磷酸钠能显著提高金属的阴、阳极化度，抑制金属电极的阴、阳极化过程，减缓金属腐蚀；硅酸钠和四硼酸钠可以与金属作用，在金属表面形成钝化膜，进而保护金属免受腐蚀；硫脲电子给予体的极性基和金属表层配位络和，形成化学吸附层，使金属表层形成双电层结构，而其非极性基则作定向排列，形成疏水层，从而使腐蚀反应受到抑制。

4. 本发明的包覆型环保融雪剂在制备过程中，包覆剂附在混合物的表面，避免融雪剂在储存和运输中出现受潮、板结等问题；在使用过程中，表面的包覆剂吸收雪的水分融化，渗入道路和桥梁内部，聚附在道路和桥梁的钢筋表面，阻断盐水的侵蚀，从而达到保护道路和桥梁的作用，并不会对环境造成影响。

5. 本发明提供的制备包覆型环保融雪剂的方法简单，均是在常温常压下进行的，其条件温和，易于实现工业生产。

具体实施方式

以下将以具体实施例对本发明进行详细的说明，但是这些实施例不是对本发明保护范围的限制。

实施例1

（1）将25份氯化钠和60份氯化钙进行搅拌混合得氯盐混合物A；

（2）将20份硅酸钠、30份三聚磷酸钠、12份四硼酸钠和10份硫脲进行混合得缓蚀剂；

将40份尿素和60份碳酸氢钠按配比混合得pH调节剂；

（3）将氯盐混合物A、1份缓蚀剂和10份pH调节剂搅拌混合，得到混合物B；

（4）将混合物B与5份包覆剂十二烷基苯磺酸在室温下进行搅拌混合后进行粉碎，包覆剂在混合、粉碎过程中均匀的附在混合物B的颗粒表面而形成包覆型颗粒；

（5）静置12min后过孔径为6mm的标准筛，即为包覆型环保融雪剂，然后装入塑料膜袋中立即封口，并外加编织袋封口于干燥地方存放。

实施例2

（1）将35份氯化钠和70份氯化钙进行搅拌混合得氯盐混合物A；

（2）将35份硅酸钠、45份三聚磷酸钠、25份四硼酸钠和15份硫脲进行混合得缓蚀剂；

将60份尿素和40份碳酸氢钠按配比混合得pH调节剂；

（3）将氯盐混合物A、8份缓蚀剂和18份pH调节剂搅拌混合，得到混合物B；

（4）将混合物B与4份柠檬酸钠、4份葡萄糖酸钠在室温下进行搅拌混合后进行粉碎，包覆剂在混合、粉碎过程中均匀的附在混合物B的颗粒表面而形成包覆型颗粒；

（5）静置15min后过孔径为6mm的标准筛，即为包覆型环保融雪剂，然后装入塑料膜袋中立即封口，并外加编织袋封口于干燥地方存放。

实施例3

（1）将30份氯化钠和65份二水氯化钙进行搅拌混合得氯盐混合物A；

（2）将30份硅酸钠、35份三聚磷酸钠、20份四硼酸钠和12份硫脲进行混合得缓蚀剂；

将40份尿素和50份碳酸氢钠按配比混合得pH调节剂；

（3）将氯盐混合物A、4份缓蚀剂和15份pH调节剂搅拌混合，得到混合物B；

（4）将混合物B与6份葡萄糖酸钠在室温下进行搅拌混合后进行粉碎，包覆剂在混合、粉碎过程中均匀的附在混合物B的颗粒表面而形成包覆型颗粒；

（5）静置16min后过孔径为6mm的标准筛，即为包覆型环保融雪剂，然后装入塑料膜袋中立即封口，并外加编织袋封口于干燥地方存放。

实施例4

（1）将25份氯化钠和70份二水氯化钙进行搅拌混合得氯盐混合物A；

（2）将35份硅酸钠、40份三聚磷酸钠、18份四硼酸钠和15份硫脲进行混合得缓蚀剂；

将50份尿素和60份碳酸氢钠按配比混合得pH调节剂；

（3）将氯盐混合物A、5份缓蚀剂和10份pH调节剂搅拌混合，得到混合物B；

（4）将混合物B与7份包覆剂柠檬酸钠在室温下进行搅拌混合后进行粉碎，包覆剂在混合、粉碎过程中均匀的附在混合物B的颗粒表面而形成包覆型颗粒；

（5）静置18min后过孔径为6mm的标准筛，即为包覆型环保融雪剂，然后装入塑料膜袋中立即封口，并外加编织袋封口于干燥地方存放。

实施例5应用效果试验：

1、融冰速度检测实验 ：

按照道路除冰融雪剂国家标准GB 23851-2009，对上述两种包覆型环保融雪剂进行融雪能力测定试验。

试验方法：在若干个150mL烧杯中加入100mL水，置于-10^oC的低温恒温箱中至结冰，称量烧杯和冰块的质量，备用；再将上述实施例1制备的融雪剂配制成200g/L的水溶液，取25mL倒入前面的烧杯内冰块中，30min后取出烧杯，倾倒其液体，并迅速称量剩余冰块和烧杯的质量，记两次质量变化量。在同等条件下做实施例2制备的融雪剂和纯氯化钠的试验，试验结果见表1

。

从上表可以看出，本发明制备的融雪剂的融雪速度和氯化钠的融雪速度相当，其中，实施例1制得的融雪剂的融雪速率高于氯化钠的融雪速率。

2、对碳钢的腐蚀速率试验：

按照国标GB 10124-1988，对实施例1、2制备的包覆型环保融雪剂分别对金属碳钢腐蚀试验，试验步骤如下：

a） 将A3钢标准试片按照国家规定的方法清洗除油，放入干燥器迅速干燥后放入放置室温测其面积、重量并逐一编号；

b）在9只2000mL烧杯中分别加入1000mL蒸馏水，每3只分为一组，分别记为1,2,3组，在第一组的3只烧杯中分别加入200g实施例1制得的融雪剂，在第二组的3只烧杯中分别加入200g实施例2制得的融雪剂，第三组的3只烧杯中分别加入200g氯化钠；

c）将步骤 a）处理的钢片分别用尼龙绳悬挂在配好的溶液中， 使钢片处于溶液中间偏下的部位；

d）将钢片在溶液中连续浸泡 48 小时， 取出后用刷子刷掉钢片表面铁锈， 然后用酒精、 丙酮冲洗， 放入干燥器快速干燥后，逐一进行称重后测算质量差。

融雪剂对碳钢的腐蚀实验结果如表 2 所示：

从上表2可以看出， 本发明的融雪剂对碳钢的腐蚀速率远远低于氯化钠对碳钢的腐蚀速率。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种包覆型环保融雪剂，其特征在于：所述融雪剂是由下述物料按重量份制备而成：

氯化钠 25~35份

可溶钙盐 60~70份

缓蚀剂 1~8份

pH调节剂 10~18份

包覆剂 5~8份；

所述缓蚀剂是由下述物料按重量份制备而成：

硅酸钠 20~35份

三聚磷酸钠 30~45份

四硼酸钠 12~25份

硫脲 10~15份。

2.根据权利要求1所述的包覆型环保融雪剂，其特征在于：所述融雪剂为颗粒状，其粒径为1~6mm、pH值为6~8。

3.根据权利要求1所述的包覆型环保融雪剂，其特征在于：所述氯化钠为工业废盐。

4.根据权利要求1所述的包覆型环保融雪剂，其特征在于：所述pH调节剂是由尿酸和碳酸氢钠按重量份数组成：尿素40~60份，碳酸氢钠40~60份。

5.根据权利要求1所述的包覆型环保融雪剂，其特征在于：所述包覆剂为十二烷基苯磺酸、柠檬酸钠及葡萄糖酸钠中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的包覆型环保融雪剂，其特征在于：所述可溶钙盐为氯化钙或二水氯化钙。

7.一种制备如权利要求1~6任一项所述的包覆型环保融雪剂的方法，其特征在于：包含以下步骤：

（1）按配比将氯化钠和可溶钙盐进行搅拌混合得氯盐混合物A；

（2）按配比将硅酸钠、三聚磷酸钠、四硼酸钠和硫脲进行混合得缓蚀剂；将尿素和碳酸氢钠按配比混合得pH调节剂；

（3）将氯盐混合物A、缓蚀剂和pH调节剂搅拌混合，得到混合物B；

（4）将混合物B与包覆剂在室温下进行搅拌混合后进行粉碎，包覆剂在混合、粉碎过程中均匀的附在混合物B的颗粒表面而形成包覆型颗粒；

（5）静置12-18min后过孔径为6mm的标准筛，即为包覆型环保融雪剂。