CN107699199A - 一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺，其特征在于，通过双行星搅拌机将无水乙醇、硬脂酸钙、碳酸钙、硫酸镁按比例混合并搅拌，然后由压料机出料，烘箱干燥后，经粉碎机粉碎为颗粒状；将融雪盐、有机包覆剂、颗粒状添加剂经混料机混合后，制得半成品；将混合好的半成品由自动吸料机吸入双螺杆挤出机料斗中，通过双螺杆挤出机使有机包覆剂熔融包覆融雪盐；挤出机出料后，冷却收集；将收集的物料用磨粉机粉碎、磨粉，通过磨盘转速和筛网目数控制融雪融冰剂细度，得到有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂。本发明用于制备自融冰沥青混合料或自融冰涂料，以有效解决冬季沥青路面积雪和结冰影响道路通行的难题，大大提高道路的安全性。

Description

一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺，属于融雪融冰剂的制备技术领域。

背景技术

交通运输是人类文明的生命线，是支持经济增长的一个重要组成部分，也是国民经济的命脉。在严寒季节，路面的积雪和结冰不仅大大降低了道路运输效率，而且极易引发交通事故。如何及时清除路面冰雪、减少交通事故的发生，从而提高公路建设的投资效益一直是世界各国交通部门和道路研究工作者迫切希望解决的难题。

解决道路路面积雪结冰的问题，各国道路交通部门多年来开展了大量的研究工作，探索出了多种清除道路表面积雪结冰的方法。这些方法可分为被动和主动两大类。被动清除路面积雪结冰的方法主要包括撒布融雪剂、人工和机械清除法、撒布砂石材料、热力融冰雪方法等。主动融雪技术是通过路面的特殊功能来融冰除雪，该类技术主要有：自应力弹性路面铺装技术，自融冰沥青路面技术，路面融冰雪涂层技术，能量转化型融冰雪技术。

国内外的融雪融冰剂的生产工艺主要采用混合方法。国外的融雪化冰剂产品主要是通过氯化钠和其他无机材料混合使用达到协同作用，也有部分研究是关于食用油在氯盐表面裹覆但并未形成产品。国内的融雪化冰主要是依赖氯盐的撒覆(被动法)，利用有机包覆技术制备缓释型融雪融冰剂，再将其应用到沥青路面中，此包覆技术及其工艺属于国内外首创，具有重大进步意义。

沥青路面具有优良的路用性能和舒适的行车性能，在国内外高等级公路中得到广泛应用。然而，我国约有60％的高速公路冬季存在积雪和结冰现象。路面雪后结冰，使路面附着系数大大降低，导致汽车打滑、刹车失灵、方向失控，极易造成交通事故，严重影响道路交通安全。据统计：冰雪道路环境下交通事故伤亡率增加25％，事故率上升100％；在同一时期，雪天每百万车辆每公里就会发生5.86起的车辆碰撞、刮擦事故，而在非雪天，每百万车辆每公里发生车辆碰撞、刮擦事故仅为0.41起，二者之间的差异高达13倍多。如2016年2月1日零时至9时，因雨雪上海市区就发生道路交通事故1118起。

为保障道路畅通和行车安全，避免和减少交通事故的发生，提高道路通行能力和运营效益，必须采取有效措施解除冰雪的危害。在积雪结冰路面撒布融雪化冰剂是解除冰雪危害的常用手段，但撒布融雪剂的成本很高，且融雪剂对桥梁、路面和周边土壤、植物均造成较大危害。近些年来国内外开发的自应力弹性路面铺装技术，即通过在路面铺装材料内添加一定量的弹性橡胶颗粒，利用弹性橡胶颗粒局部变形能力较强的特性，通过路面在负荷状态下产生的自应力，使路面冰雪破碎融化，以解决路面积雪和结冰影响交通的问题。这一路面铺装技术在北方地区使用可以用于实现沥青路面的融雪化冰，而对于南方沥青路面，因温度相对较高，雪易于融化，这一融一冻增加了冰层的厚度以及其与路面的粘结强度，使路面冰雪破碎难以实现。

发明内容

本发明所要解决的问题是：现有融雪融冰剂生产工艺(混合法)混合不均匀、污染环境、使用时需要极大的人力及物力等缺点。

为了解决上述问题，本发明提供了一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：通过双行星搅拌机将无水乙醇、硬脂酸钙、碳酸钙、硫酸镁按比例混合并搅拌，然后由压料机出料，烘箱干燥后，经粉碎机粉碎为颗粒状；

步骤2)：将融雪盐、有机包覆剂、步骤1)制备的颗粒状添加剂经混料机混合后，制得半成品；

步骤3)：将步骤2)混合好的半成品由自动吸料机吸入双螺杆挤出机料斗中，通过双螺杆挤出机使有机包覆剂熔融包覆融雪盐，熔融温度控制在200～280℃；

步骤4)：挤出机出料后，冷却收集；

步骤5)：将步骤4)收集的物料用磨粉机粉碎、磨粉，通过磨盘转速和筛网目数控制融雪融冰剂细度，得到有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂。

优选地，所述步骤2)中的融雪盐采用氯化钠、氯化钾或硝酸钾。

优选地，所述步骤2)中混料机的具体参数为：转速60r/min，混合时间为10min。

优选地，所述步骤3)中双螺杆挤出机的具体参数为：螺杆长径比：16∶1，螺杆转速为30～35赫兹，喂料速度3.0～4.0赫兹，第一区加热温度200～220℃，第二区加热温度220～240℃，第三区加热温度240～260℃。

优选地，所述步骤4)中挤出机的出料由振动电机分散于水冷钢带上冷却后收集于不锈钢料车中，水冷钢带运行速度为15赫兹，水冷钢带全部密封并加装烟气、粉尘回收装置。

优选地，所述步骤5)中控制融雪融冰剂细度50％过200目筛网。

本发明提供了一种热熔有机包覆的生产工艺来制备一种缓释型长效环保融雪融冰剂，将其用于制备自融冰沥青混合料或自融冰涂料，以有效解决冬季沥青路面积雪和结冰影响道路通行的难题，大大提高道路的安全性。

本发明制备出的融雪融冰剂具有缓释、长效、环保的特点。此生产工艺是在融雪剂(如融雪盐)表面包覆有机物，从而使融雪剂缓慢释放，当将其加入沥青混合料或沥青涂料中后，缓慢释放出的融雪剂可起到融雪化冰的作用，内部缓释型融雪剂在轮胎挤压作用下也会向路表面迁移，从而保证路面的融雪化冰效果持续多年。此外通过此生产工艺制备的融雪融冰剂也可与改性乳化沥青或其它载体混合使用，将其喷涂在路表面，形成融雪化冰涂层，赋予路面自融冰功能。由此可有效解决冬季沥青路面积雪和结冰影响道路通行的难题，大大提高道路的安全性。

本发明实现了融雪盐的有机包覆，并可工业化连续生产。与国内外通过混合方法制备的融雪剂相比，此生产工艺制备的融雪融冰剂达到了真正意义上的长效、缓释、环保。该融雪融冰剂与现存在的醇类融雪剂相比，避免了其除冰雪效果受环境温度影响较大，并具有反结冰现象的缺点，即一旦环境温度下降，被融化的积雪会再冻结成冰，使路面更滑，交通事故率更高；也不像绝大多数的盐类融雪剂产品具有腐蚀性这一弊端，即在使用后，存在于路面的氯盐会加速路面的破坏，在雨水的冲刷下氯盐流入河沟会严重污染地表水，并且会对道路两旁绿色植被造成破坏，对土壤、水体和大气等造成污染，破坏生态环境。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。

实施例1

一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺：

a、通过双行星搅拌机将无水乙醇、硬脂酸钙、碳酸钙、硫酸镁按配方比例搅拌30min，并由压料机出料，烘箱干燥，粉碎机粉碎为颗粒状(添加剂)备用；

b、用混料机将融雪盐(如氯化钠、氯化钾、硝酸钾等)、有机包覆剂、a步骤中制备的添加剂以60r/min混合10min，制得半成品备用；

c、将b步骤中混合好的半成品由自动吸料机吸入双螺杆挤出机料斗中，通过双螺杆挤出机以一定压力和温度的条件下使有机包覆剂熔融包覆融雪盐，熔融温度控制在200℃，双螺杆挤出机出口实际料温为200±10℃；

d、挤出机出料由振动电机分散于水冷钢带上冷却后收集于不锈钢料车中，水冷钢带全部密封并加装烟气、粉尘回收装置；

e、将d中收集的物料用磨粉机粉碎、磨粉，通过磨盘转速和筛网目数控制融雪融冰剂细度50％过200目筛网。

实施例2

一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺：

a、通过双行星搅拌机将无水乙醇、硬脂酸钙、碳酸钙、硫酸镁按配方比例搅拌30min，并由压料机出料，烘箱干燥，粉碎机粉碎为颗粒状(添加剂)备用；

b、用混料机将融雪盐(如氯化钠、氯化钾、硝酸钾等)、有机包覆剂、a步骤中制备的添加剂以60r/min混合10min，制得半成品备用；

c、将b步骤中混合好的半成品由自动吸料机吸入双螺杆挤出机料斗中，通过双螺杆挤出机以一定压力和温度的条件下使有机包覆剂熔融包覆融雪盐，熔融温度控制在250℃，双螺杆挤出机出口实际料温为250±10℃；

d、挤出机出料由振动电机分散于水冷钢带上冷却后收集于不锈钢料车中，水冷钢带全部密封并加装烟气、粉尘回收装置；

e、将d中收集的物料用磨粉机粉碎、磨粉，通过磨盘转速和筛网目数控制融雪融冰剂细度50％过200目筛网。

实施例3

一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺：

a、通过双行星搅拌机将无水乙醇、硬脂酸钙、碳酸钙、硫酸镁按配方比例搅拌30min，并由压料机出料，烘箱干燥，粉碎机粉碎为颗粒状(添加剂)备用：

b、用混料机将融雪盐(如氯化钠、氯化钾、硝酸钾等)、有机包覆剂、a步骤中制备的添加剂以60r/min混合10min，制得半成品备用；

c、将b步骤中混合好的半成品由自动吸料机吸入双螺杆挤出机料斗中，通过双螺杆挤出机以一定压力和温度的条件下使有机包覆剂熔融包覆融雪盐，熔融温度控制在280℃，双螺杆挤出机出口实际料温为280±10℃：

d、挤出机出料由振动电机分散于水冷钢带上冷却后收集于不锈钢料车中，水冷钢带全部密封并加装烟气、粉尘回收装置：

e、将d中收集的物料用磨粉机粉碎、磨粉，通过磨盘转速和筛网目数控制融雪融冰剂细度50％过200目筛网。

实施例4

一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺：

a、通过双行星搅拌机将无水乙醇、硬脂酸钙、碳酸钙、硫酸镁按配方比例搅拌30min，并由压料机出料，烘箱干燥，粉碎机粉碎为颗粒状(添加剂)备用；

b、用混料机将融雪盐(如氯化钠、氯化钾、硝酸钾等)、有机包覆剂、a步骤中制备的添加剂以60r/min混合10min，制得半成品备用；

c、将b步骤中混合好的半成品由自动吸料机吸入双螺杆挤出机料斗中，通过双螺杆挤出机以一定压力和温度的条件下使有机包覆剂熔融包覆融雪盐，熔融温度控制在250℃，双螺杆挤出机出口实际料温为250±10℃；

d、挤出机出料由振动电机分散于水冷钢带上冷却后收集于不锈钢料车中，水冷钢带全部密封并加装烟气、粉尘回收装置；

e、将d中收集的物料用磨粉机粉碎、磨粉，通过磨盘转速和筛网目数控制融雪融冰剂细度50％过100目筛网。

实施例5

一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺：

a、用混料机将融雪盐(如氯化钠、氯化钾、硝酸钾等)、有机包覆剂、添加剂以60r/min混合10min，制得半成品备用；

b、将a步骤中混合好的半成品由自动吸料机吸入双螺杆挤出机料斗中，通过双螺杆挤出机以一定压力和温度的条件下使有机包覆剂熔融包覆融雪盐，熔融温度控制在250℃，双螺杆挤出机出口实际料温为250±10℃；

c、挤出机出料由振动电机分散于水冷钢带上冷却后收集于不锈钢料车中，水冷钢带全部密封并加装烟气、粉尘回收装置；

d、将c中收集的物料用磨粉机粉碎、磨粉，通过磨盘转速和筛网目数控制融雪融冰剂细度50％过200目筛网。

考察上述制得的融雪融冰剂的融雪融冰能力：主要是冰点和碳钢腐蚀率，即缓释时间主要体现在冰点和碳钢腐蚀率上，冰点说明融冰作用物质——盐缓释出来，降低冰点；碳钢腐蚀率低说明有包覆、缓释作用，降低了腐蚀作用，减少了对环境的污染(NaCl的碳钢腐蚀率为0.61)。试验结果如表1所示。

表1

序号	项目	单位	技术要求
				1	气味	-	无明显刺激性气味
2	细度(0.075mm筛)	％	≥50
				3	冰点	℃	≤-8
4	碳钢腐蚀率	mm/a	≤0.18

1、碳钢腐蚀率

按照GB/T 23851中碳钢腐蚀率规定的试验方法测定。测定结果取三个试件平行测定结果的算术平均值，保留至小数点后两位。

2、气味嗅辨检验，应满足表1中无明显刺激性气味的规定。

3、细度试验参照JTG E30中T0502关于水泥细度负压筛试验方法进行，其中筛孔尺寸选用0.075mm。

4、冰点

试验仪器如下：

——低温试验箱：最低温度可达-25℃，控温精度0.5℃。

——数显温度表：测量温度范围为-20～10℃，精度0.1℃。

测试步骤和结果处理如下：

——用蒸馏水将抗凝冰剂配置成含量为20％的混合液，置于-15℃的低温试验箱中，待溶液温度降到0℃时开始记录溶液温度的变化，每20min记录一次；当温度降低到-3℃时，每5min记录一次，直到溶液开始出现冰水平衡共存的状态，结冰面积约占总面积的50％，取此点值为冰点。

——取两次测试结果的算术平均值为测定结果，保留一位小数；两次测定结果的绝对差值不大于0.5℃。

融冰实际应用效果，也可通过与乳化沥青混合后制备成涂层，测试涂层的结冰点、涂层表面冰层的粘附力。

Claims (6)

1.一种有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：通过双行星搅拌机将无水乙醇、硬脂酸钙、碳酸钙、硫酸镁按比例混合并搅拌，然后由压料机出料，烘箱干燥后，经粉碎机粉碎为颗粒状；

步骤2)：将融雪盐、有机包覆剂、步骤1)制备的颗粒状添加剂经混料机混合后，制得半成品；

步骤3)：将步骤2)混合好的半成品由自动吸料机吸入双螺杆挤出机料斗中，通过双螺杆挤出机使有机包覆剂熔融包覆融雪盐，熔融温度控制在200～280℃；

步骤4)：挤出机出料后，冷却收集；

步骤5)：将步骤4)收集的物料用磨粉机粉碎、磨粉，通过磨盘转速和筛网目数控制融雪融冰剂细度，得到有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂。

2.如权利要求1所述的有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺，其特征在于，所述步骤2)中的融雪盐采用氯化钠、氯化钾或硝酸钾。

3.如权利要求1所述的有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺，其特征在于，所述步骤2)中混料机的具体参数为：转速60r/min，混合时间为10min。

4.如权利要求1所述的有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺，其特征在于，所述步骤3)中双螺杆挤出机的具体参数为：螺杆长径比：16∶1，螺杆转速为30～35赫兹，喂料速度3.0～4.0赫兹，第一区加热温度200～220℃，第二区加热温度220～240℃，第三区加热温度240～260℃。

5.如权利要求1所述的有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺，其特征在于，所述步骤4)中挤出机的出料由振动电机分散于水冷钢带上冷却后收集于不锈钢料车中，水冷钢带运行速度为15赫兹，水冷钢带全部密封并加装烟气、粉尘回收装置。

6.如权利要求1所述的有机包覆缓释型长效环保融雪融冰剂的生产工艺，其特征在于，所述步骤5)中控制融雪融冰剂细度50％过200目筛网。