CN106978138A - 一种路面用凹凸棒融雪剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路面用凹凸棒融雪剂及制备方法，所述融雪剂包括如下组分：改性凹凸棒石粘土、颗粒活性凹凸棒石粘土、活性炭、微孔碳酸钙、氯化钠、氯化钙、石灰石、草木灰、聚丙烯酰胺、醋酸钾、葡萄糖酸钠。制备方法包括：首先制备改性凹凸棒石粘土和颗粒活性凹凸棒石粘土；然后分别称取改性凹凸棒石粘土、颗粒活性凹凸棒石粘土、活性炭、微孔碳酸钙、氯化钙、醋酸钾、葡萄糖酸钠及适量的水，混合超声分散，再加入草木灰，混合后干燥，再与石灰石和聚丙烯酰胺混合，充分搅拌均匀后，即可。所述路面用凹凸棒融雪剂应用于冰雪道路，不仅具有较好的化冰融雪的效果，还能有效去除路面冰水和油污，提高了道路安全性，具有较好的使用价值。

Description

一种路面用凹凸棒融雪剂及制备方法

技术领域

本发明涉及凹凸棒技术领域，具体涉及一种路面用凹凸棒融雪剂及制备方法。

背景技术

融雪剂又称化冰盐、道路防冻剂，是冬季广泛应用的除雪物质，其成分以氯化钠、氯化钙、氯化镁等盐类为主，并加入适量的缓蚀剂、防滑剂等助剂。

使用现有的化冰融雪剂，化冰融雪的速度较慢，在冰或雪融化变成液体后，容易再次结冰，没有结冰的污水将流入路面的低洼处、农田、绿化带和河流中，无法进行收集处理。且道路上的冰冻和积雪严重影响了各种车辆的正常行驶，车辆的频繁启动，经常会造成发动机和底盘产生漏油，这些油污和冰雪混合在一起后，很难进行油水分离处理，增加了污染强度，对人类的环境及人类生活构成极大的威胁。

因此，研究开发一种既具有较好的融雪效果，又能有效去除路面冰水机油污的化冰融雪剂成为目前研究的重点，也具有较好的应用前景及使用价值。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种路面用凹凸棒融雪剂及制备方法，所述路面用凹凸棒融雪剂不仅具有较好的化冰融雪的效果，还能有效去除路面冰水，防止由于天气寒冷导致冰水再次结冰的现象，且所述融雪剂还能有效去除路面油污，避免了油污与冰水结合导致的路面滑的现象，提高了道路安全性，具有较好的使用价值，此外，所述制备方法简单易行，条件温和，适合工业生产。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明涉及一种路面用凹凸棒融雪剂，包括如下重量份的各原料：改性凹凸棒石粘土20~30份、颗粒活性凹凸棒石粘土30~50份、活性炭10~15份、微孔碳酸钙6~11份、氯化钠8~16份、氯化钙7~15份、石灰石5~12份、草木灰8~15份、聚丙烯酰胺7~12份、醋酸钾9~16份、葡萄糖酸钠5~15份。

优选地，所述改性凹凸棒石粘土28份、颗粒活性凹凸棒石粘土46份、活性炭12份、微孔碳酸钙9份、氯化钠13份、氯化钙10份、石灰石8份、草木灰12份、聚丙烯酰胺10份、醋酸钾14份、葡萄糖酸钠10份。

优选地，所述改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、酸化、热改性之后的产物。

优选地，所述颗粒活性凹凸棒石粘土为经过热活化之后制备得到的颗粒状凹凸棒石粘土。

本发明还涉及一种制备路面用凹凸棒融雪剂的方法，包括如下步骤：

（1）改性凹凸棒石粘土的制备：将天然凹凸棒石粘土粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，然后置于超声波条件下超声10~20min，取上层悬浊液于2500~3000转/min的离心机中离心处理5~10min，静置后真空抽滤，然后将滤饼置于烧瓶中，加入2mol/L的稀盐酸，于超声波条件下超声10~20min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；

将得到的凹凸棒石粘土滤饼于真空干燥箱干燥，然后置于马弗炉中程序升温至600℃~800℃，恒温焙烧3~5h，冷却后研磨并过200目筛，得到改性后的凹凸棒石粘土，备用；

（2）颗粒活性凹凸棒石粘土的制备：将天然凹凸棒石粘土加入到浓度为40%~50%的醋酸中浸泡30~60min，然后将浸泡好的凹凸棒石粘土置于加压机种压片，然后再将片状物置于马弗炉中于600~800℃焙烧3~5h，冷却，粉碎并筛分，控制粒径为0.3~4.5mm，即得所述颗粒活性凹凸棒石粘土；

（3）按照配比分别称取改性凹凸棒石粘土、颗粒活性凹凸棒石粘土、活性炭、微孔碳酸钙、氯化钙、醋酸钾、葡萄糖酸钠及适量的水，混合搅拌均匀，然后置于超声波中超声分散20~30min，再加入草木灰，混合均匀后干燥，出去水分，将固体组分粉碎并过50~100目筛，然后再与石灰石和聚丙烯酰胺混合，充分搅拌均匀后，即得所述融雪剂。

优选地，所述步骤（1）中加水的重量为凹凸棒石粘土重量的20~30倍。

优选地，所述步骤（1）中稀盐酸加入的体积量与凹凸棒质量之比为1mL：3g~10g。

优选地，所述步骤（1）中程序升温的速度为20℃/min。

优选地，所述步骤（1）中滤饼的洗涤步骤包括将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声5~10min，抽滤，重复两次操作，使得滤饼的PH值为5~6。

优选地，所述步骤（3）中添加石灰石和聚丙烯酰胺之前先对其进行粉碎处理，控制粒径在50~150目。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明所述的路面用凹凸棒融雪剂，不仅具有较好的化冰融雪的效果，还能有效去除路面冰水，防止由于天气寒冷导致冰水再次结冰的现象，且所述融雪剂还能有效去除路面油污，避免了油污与冰水结合导致的路面滑的现象，提高了道路安全性，具有较好的使用价值。此外，所述的融雪剂还具有可重复利用的特点，大大降低了原料使用成本，具有较好的应用前景。

（2）本发明所述路面用凹凸棒融雪剂采用改性后的凹凸棒石粘土作为吸附载体，由于凹凸棒石粘土独特的链层状结构及较大的比表面积，一方面能够将融雪剂的各组分吸附至凹凸棒石粘土的表面，提高各组分的分散均匀性，进而为发挥高效融雪效果提供了保障；另一方面改性之后的凹凸棒石粘土优异的吸附性能，使其不仅对油污同样具有较好的吸附功能，还对离子、染色剂等多种有机物都有较好的吸附作用，能够有效去除路面油污，有效避免因油污导致的擦滑事件的发生，具有较好的应用意义。

（3）本发明所述路面用凹凸棒融雪剂添加颗粒活性凹凸棒石粘土，能够将融雪剂各组分负载于颗粒表面，提高融雪剂有效成分的分散均匀性，与改性凹凸棒石粘土有相得益彰的作用，并结合活性炭的吸附作用，大大增强了融雪剂的滑冰融雪、除油污的效果，颗粒的存在还使得路面具有一定的防滑效果，提高了道路安全性。

（4）本发明所述路面用凹凸棒融雪剂将有机盐和无机盐相结合，大大降低了无机盐的腐蚀效果，且首先采用改性凹凸棒石粘土和颗粒活性凹凸棒石粘土对有机盐和无机盐进行微孔吸附，在保证有机盐和无机盐起到融雪作用的同时，大大降低了其对路面或周围植物的腐蚀作用，具有较好的应用价值。

（5）本发明所述的路面用凹凸棒融雪剂的制备方法简单易行，条件温和，适合工业生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等分子克隆：实验室手册（New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1：

本发明优选实施例的一种路面用凹凸棒融雪剂及制备方法；

所述路面用凹凸棒融雪剂，由如下重量份的各组分制备而成：

改性凹凸棒石粘土28份、颗粒活性凹凸棒石粘土46份、活性炭12份、微孔碳酸钙9份、氯化钠13份、氯化钙10份、石灰石8份、草木灰12份、聚丙烯酰胺10份、醋酸钾14份、葡萄糖酸钠10份。

所述改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、酸化、热改性之后的产物。

选用改性后的凹凸棒石粘土是由于凹凸棒石粘土独特的链层状结构及较大的比表面积，一方面能够将融雪剂的各组分吸附至凹凸棒石粘土的表面，提高各组分的分散均匀性，进而为发挥高效融雪效果提供了保障；另一方面改性之后的凹凸棒石粘土优异的吸附性能，使其不仅对油污同样具有较好的吸附功能，还对离子、染色剂等多种有机物都有较好的吸附作用，能够有效去除路面油污，有效避免因油污导致的擦滑事件的发生，具有较好的应用意义。

所述颗粒活性凹凸棒石粘土为经过热活化之后制备得到的颗粒状凹凸棒石粘土。

选用颗粒活性凹凸棒石粘土是因为其能够将融雪剂各组分负载于颗粒表面，提高融雪剂有效成分的分散均匀性，与改性凹凸棒石粘土有相得益彰的作用，并结合活性炭的吸附作用，大大增强了融雪剂的滑冰融雪、除油污的效果，颗粒的存在还使得路面具有一定的防滑效果，提高了道路安全性。

本发明所述制备路面用凹凸棒融雪剂的方法，包括如下步骤：

（1）改性凹凸棒石粘土的制备：将天然凹凸棒石粘土粉碎并过200目筛，加入凹凸棒石粘土重量的24倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，然后置于超声波条件下超声18min，取上层悬浊液于2500转/min的离心机中离心处理10min，静置后真空抽滤，然后将滤饼置于烧瓶中，加入2mol/L的稀盐酸，其中，稀盐酸加入的体积量与凹凸棒质量之比为1mL：6g，然后再于超声波条件下超声15min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；

将得到的凹凸棒石粘土滤饼于真空干燥箱干燥，然后置于马弗炉中，以20℃/min的速度程序升温至700℃，恒温焙烧4h，冷却后研磨并过200目筛，得到改性后的凹凸棒石粘土，备用；

（2）颗粒活性凹凸棒石粘土的制备：将天然凹凸棒石粘土加入到浓度为50%的醋酸中浸泡40min，然后将浸泡好的凹凸棒石粘土置于加压机种压片，然后再将片状物置于马弗炉中于700℃焙烧4h，冷却，粉碎并筛分，控制粒径为2.2mm，即得所述颗粒活性凹凸棒石粘土；

（3）按照配比分别称取改性凹凸棒石粘土、颗粒活性凹凸棒石粘土、活性炭、微孔碳酸钙、氯化钙、醋酸钾、葡萄糖酸钠及适量的水，混合搅拌均匀，然后置于超声波中超声分散30min，再加入草木灰，混合均匀后干燥，出去水分，将固体组分粉碎并过50~100目筛，然后再与石灰石和聚丙烯酰胺混合，充分搅拌均匀后，即得所述融雪剂。

步骤（1）中滤饼的洗涤步骤包括将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声8min，抽滤，重复两次操作，使得滤饼的PH值为5~6。

步骤（3）中添加石灰石和聚丙烯酰胺之前先对其进行粉碎处理，控制粒径在100目。

实施例2：

本发明优选实施例的一种路面用凹凸棒融雪剂及制备方法；

所述路面用凹凸棒融雪剂，由如下重量份的各组分制备而成：

改性凹凸棒石粘土20份、颗粒活性凹凸棒石粘土30份、活性炭10份、微孔碳酸钙6份、氯化钠8份、氯化钙7份、石灰石5份、草木灰8份、聚丙烯酰胺7份、醋酸钾9份、葡萄糖酸钠5份。

所述改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、酸化、热改性之后的产物。

所述颗粒活性凹凸棒石粘土为经过热活化之后制备得到的颗粒状凹凸棒石粘土。

本发明所述制备路面用凹凸棒融雪剂的方法，包括如下步骤：

（1）改性凹凸棒石粘土的制备：将天然凹凸棒石粘土粉碎并过200目筛，加入凹凸棒石粘土重量的20倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，然后置于超声波条件下超声10min，取上层悬浊液于2500转/min的离心机中离心处理10min，静置后真空抽滤，然后将滤饼置于烧瓶中，加入2mol/L的稀盐酸，其中，稀盐酸加入的体积量与凹凸棒质量之比为1mL：3g，然后再于超声波条件下超声10min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；

将得到的凹凸棒石粘土滤饼于真空干燥箱干燥，然后置于马弗炉中，以20℃/min的速度程序升温至600℃，恒温焙烧5h，冷却后研磨并过200目筛，得到改性后的凹凸棒石粘土，备用；

（2）颗粒活性凹凸棒石粘土的制备：将天然凹凸棒石粘土加入到浓度为40%的醋酸中浸泡60min，然后将浸泡好的凹凸棒石粘土置于加压机种压片，然后再将片状物置于马弗炉中于600℃焙烧5h，冷却，粉碎并筛分，控制粒径为0.3mm，即得所述颗粒活性凹凸棒石粘土；

（3）按照配比分别称取改性凹凸棒石粘土、颗粒活性凹凸棒石粘土、活性炭、微孔碳酸钙、氯化钙、醋酸钾、葡萄糖酸钠及适量的水，混合搅拌均匀，然后置于超声波中超声分散20min，再加入草木灰，混合均匀后干燥，出去水分，将固体组分粉碎并过50目筛，然后再与石灰石和聚丙烯酰胺混合，充分搅拌均匀后，即得所述融雪剂。

步骤（1）中滤饼的洗涤步骤包括将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声5min，抽滤，重复两次操作，使得滤饼的PH值为5~6。

步骤（3）中添加石灰石和聚丙烯酰胺之前先对其进行粉碎处理，控制粒径在50目。

实施例3：

本发明优选实施例的一种路面用凹凸棒融雪剂及制备方法；

所述路面用凹凸棒融雪剂，由如下重量份的各组分制备而成：

改性凹凸棒石粘土30份、颗粒活性凹凸棒石粘土50份、活性炭15份、微孔碳酸钙11份、氯化钠16份、氯化钙15份、石灰石12份、草木灰15份、聚丙烯酰胺12份、醋酸钾16份、葡萄糖酸钠15份。

所述改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、酸化、热改性之后的产物。

所述颗粒活性凹凸棒石粘土为经过热活化之后制备得到的颗粒状凹凸棒石粘土。

本发明所述制备路面用凹凸棒融雪剂的方法，包括如下步骤：

（1）改性凹凸棒石粘土的制备：将天然凹凸棒石粘土粉碎并过200目筛，加入凹凸棒石粘土重量的30倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，然后置于超声波条件下超声20min，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5min，静置后真空抽滤，然后将滤饼置于烧瓶中，加入2mol/L的稀盐酸，其中，稀盐酸加入的体积量与凹凸棒质量之比为1mL：10g，然后再于超声波条件下超声20min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；

将得到的凹凸棒石粘土滤饼于真空干燥箱干燥，然后置于马弗炉中，以20℃/min的速度程序升温至800℃，恒温焙烧3h，冷却后研磨并过200目筛，得到改性后的凹凸棒石粘土，备用；

（2）颗粒活性凹凸棒石粘土的制备：将天然凹凸棒石粘土加入到浓度为50%的醋酸中浸泡30min，然后将浸泡好的凹凸棒石粘土置于加压机种压片，然后再将片状物置于马弗炉中于800℃焙烧3h，冷却，粉碎并筛分，控制粒径为4.5mm，即得所述颗粒活性凹凸棒石粘土；

（3）按照配比分别称取改性凹凸棒石粘土、颗粒活性凹凸棒石粘土、活性炭、微孔碳酸钙、氯化钙、醋酸钾、葡萄糖酸钠及适量的水，混合搅拌均匀，然后置于超声波中超声分散30min，再加入草木灰，混合均匀后干燥，出去水分，将固体组分粉碎并过100目筛，然后再与石灰石和聚丙烯酰胺混合，充分搅拌均匀后，即得所述融雪剂。

步骤（1）中滤饼的洗涤步骤包括将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声10min，抽滤，重复两次操作，使得滤饼的PH值为5~6。

步骤（3）中添加石灰石和聚丙烯酰胺之前先对其进行粉碎处理，控制粒径在150目。

将实施例1~3制备得到的融雪剂按照GB/T 23851-2009 《道路除冰融雪剂》进行融雪性能测试，具体结果见下表：

	溶解速度g/min	融雪化冰能力g/min	碳钢腐蚀率mm/a	混凝土腐蚀率Kg/m2	路面摩擦衰减率%
						实施例1	9.6	氯化钠融雪能力的120%	0.06	0.11	3
实施例2	8.9	氯化钠融雪能力的106%	0.09	0.16	5
						实施例3	9.2	氯化钠融雪能力的113%	0.08	0.13	4

由上表可知，本发明所述的融雪剂具有较好的融雪化冰能力，且对路面腐蚀性较小，延长了路面使用寿命，且对路面摩擦衰减率较小，能够有效避免由于路面太滑导致的摔伤事件，大大提高了路面使用安全性。

综上所述，本发明所述的路面用凹凸棒融雪剂，不仅具有较好的化冰融雪的效果，还能有效去除路面冰水，防止由于天气寒冷导致冰水再次结冰的现象，且所述融雪剂还能有效去除路面油污，避免了油污与冰水结合导致的路面滑的现象，提高了道路安全性，具有较好的使用价值。此外，所述的融雪剂还具有可重复利用的特点，大大降低了原料使用成本，具有较好的应用前景，此外，本发明所述制备方法简单、操作方便，适合工业生产。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种路面用凹凸棒融雪剂，其特征在于，包括如下重量份的各原料：改性凹凸棒石粘土20~30份、颗粒活性凹凸棒石粘土30~50份、活性炭10~15份、微孔碳酸钙6~11份、氯化钠8~16份、氯化钙7~15份、石灰石5~12份、草木灰8~15份、聚丙烯酰胺7~12份、醋酸钾9~16份、葡萄糖酸钠5~15份。

2.根据权利要求1所述的路面用凹凸棒融雪剂，其特征在于，所述改性凹凸棒石粘土28份、颗粒活性凹凸棒石粘土46份、活性炭12份、微孔碳酸钙9份、氯化钠13份、氯化钙10份、石灰石8份、草木灰12份、聚丙烯酰胺10份、醋酸钾14份、葡萄糖酸钠10份。

3.根据权利要求1所述的路面用凹凸棒融雪剂，其特征在于，所述改性凹凸棒石粘土为天然凹凸棒石粘土经提纯、酸化、热改性之后的产物。

4.根据权利要求1所述的路面用凹凸棒融雪剂，其特征在于，所述颗粒活性凹凸棒石粘土为经过热活化之后制备得到的颗粒状凹凸棒石粘土。

5.一种制备如权利要求1~4任一项所述的路面用凹凸棒融雪剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）改性凹凸棒石粘土的制备：将天然凹凸棒石粘土粉碎并过200目筛，加水，搅拌形成悬浮泥浆，然后置于超声波条件下超声10~20min，取上层悬浊液于2500~3000转/min的离心机中离心处理5~10min，静置后真空抽滤，然后将滤饼置于烧瓶中，加入2mol/L的稀盐酸，于超声波条件下超声10~20min，静置后真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；

将得到的凹凸棒石粘土滤饼于真空干燥箱干燥，然后置于马弗炉中程序升温至600℃~800℃，恒温焙烧3~5h，冷却后研磨并过200目筛，得到改性后的凹凸棒石粘土，备用；

（2）颗粒活性凹凸棒石粘土的制备：将天然凹凸棒石粘土加入到浓度为40%~50%的醋酸中浸泡30~60min，然后将浸泡好的凹凸棒石粘土置于加压机种压片，然后再将片状物置于马弗炉中于600~800℃焙烧3~5h，冷却，粉碎并筛分，控制粒径为0.3~4.5mm，即得所述颗粒活性凹凸棒石粘土；

（3）按照配比分别称取改性凹凸棒石粘土、颗粒活性凹凸棒石粘土、活性炭、微孔碳酸钙、氯化钙、醋酸钾、葡萄糖酸钠及适量的水，混合搅拌均匀，然后置于超声波中超声分散20~30min，再加入草木灰，混合均匀后干燥，出去水分，将固体组分粉碎并过50~100目筛，然后再与石灰石和聚丙烯酰胺混合，充分搅拌均匀后，即得所述融雪剂。

6.根据权利要求5所述的路面用凹凸棒融雪剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中加水的重量为凹凸棒石粘土重量的20~30倍。

7.根据权利要求5所述的路面用凹凸棒融雪剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中稀盐酸加入的体积量与凹凸棒质量之比为1mL：3g~10g。

8.根据权利要求5所述的路面用凹凸棒融雪剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中程序升温的速度为20℃/min。

9.根据权利要求5所述的路面用凹凸棒融雪剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中滤饼的洗涤步骤包括将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声5~10min，抽滤，重复两次操作，使得滤饼的PH值为5~6。

10.根据权利要求5所述的路面用凹凸棒融雪剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中添加石灰石和聚丙烯酰胺之前先对其进行粉碎处理，控制粒径在50~150目。