CN110511725A - 一种风景区用环保型除冰融雪剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于路面融雪剂技术领域，具体涉及一种风景区用环保型除冰融雪剂，并进一步公开其制备方法。本发明所述风景区用环保型除冰融雪剂，以木薯渣水解液、氨水、氯化盐、磷酸盐、甲酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵、三聚磷酸钾和和干牛粪为原料进行复配得到。本发明产品的除冰融雪剂基于上述组分的协同作用，表现出极为出众的融雪效果和防冻效果，且路面摩擦衰减率低，而且对植物的影响极小，适合用于风景区等相关区域融雪之用。

Description

一种风景区用环保型除冰融雪剂及其制备方法

技术领域

本发明属于路面融雪剂技术领域，具体涉及一种风景区用环保型除冰融雪剂，并进一步公开其制备方法。

背景技术

融雪剂，顾名思义其作用即是融雪化冰，融雪剂又称除冰盐、道路防冻剂，主要用于冬季机场、公路、广场、停车场、铁路、城市街道等处起到融冰化雪及防冻作用，有的融雪剂还可用作建筑工程冬季施工冰雪融化的速融剂和防冻外加剂等。尤其是对于很多风景区而言，由于对生态保护的要求较高，而且景区道路大多是山路，存在着弯道多及冬季易结冰的问题，导致道路安全性更差。

目前我国开发的融雪剂种类较多，按物态分为固体制剂和液体制剂；按组成分为无机物制剂以及同时含有无机物和有机物的混合制剂；也可按不同的用途分为用于城市道路融雪剂以及用于桥梁、机场等地的融雪剂。目前，市场上常见的融雪剂多以如下两种为主：一类是以醋酸钾为主要成分的有机融雪剂，该类融雪剂融雪效果好，基本没有腐蚀损害，但该类产品的价格太高，一般仅用于机场等重要场所；另一类则是主要以“氯盐”为主要成分的无机融雪剂，如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等氯盐，故通常又称为“化冰盐”，其优点是价格便宜，仅相当于有机类融雪剂的1/10，并具有出众的降低冰点、防冻效果，但其显著的缺点是这些盐类溶液与混凝土路面直接长期接触，导致混凝土易发生腐蚀变质而被破坏，对大型公共基础设施的腐蚀是相当严重的，长期使用可导致绿化植被大量死亡，对公路、桥梁混凝土路面造成严重的腐蚀破坏，而随着被掺进了融雪剂的雪融化并渗入地表，还会污染江河以及地下水，严重破坏生态环境，尤其是在风景区使用时，对景区绿化植物的影响较大，容易导致植物大面积死亡，对景区设施腐蚀破坏性也较为严重，容易造成一定的安全隐患。因此，传统的氯盐融雪剂通常无法应用在要求较高的风景区道路上。

以有机多元醇为主的非氯型融雪剂是在现有融雪剂基础上开发的新型环保型融雪剂，如中国专利CN108219748A、CN102533222A及CN103820081A等公开的融雪剂，这类产品虽然腐蚀性相比于氯盐类融雪剂稍低，但是对于风景区使用而言，由于有机多元醇对植物的影响非常大，有机醇进入植物根部土壤中，影响植物无法吸收营养进而导致死亡；而且，此类融雪剂对种子发芽率等植物存活的关键指标影响较大；再者，多元醇类产品的摩擦衰减率较差，也会导致景区道路行车安全性差。因此，开发一种适宜于风景区除冰融雪之用的环保型除冰融雪剂，在保证除冰融雪效果的基础上更具有优异的环保性能，对于风景区的日常维护具有重要的意义。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种风景区用环保型除冰融雪剂，以解决现有技术中除冰融雪剂由于腐蚀性较高而不适宜于风景区使用的问题；

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供上述除冰融雪剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种风景区用环保型除冰融雪剂，其制备原料包括如下重量份的组分：

具体的，所述木薯渣水解液为以木薯渣为基质，分别经高温α-淀粉酶和糖化酶进行酶解后所得的酶解液。

具体的，所述的氯化盐包括氯化钾和/或氯化铵。

具体的，所述磷酸盐包括磷酸钾和/或磷酸铵。

具体的，所述氨水的浓度为10-15％。

具体的，所述干牛粪的粒径为300-350目。

本发明还公开了一种制备所述风景区用环保型除冰融雪剂的方法，包括如下步骤：

(1)取选定量的氨水，并依次加入配方量的所述磷酸盐、氯化盐，充分溶解至得到透明溶液；

(2)向所述透明溶液中继续加入配方量的所述甲酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵及三聚磷酸钾，充分溶解至得到透明溶液；

(3)向所述透明溶液中加入所述木薯渣水解液和干牛粪，充分混匀至干牛粪均匀分散在溶液中，出料，即得所需除冰融雪剂。

具体的，还包括制备所述木薯渣水解液的步骤，具体包括：取木薯渣原料加水混匀，并加入所述高温α-淀粉酶进行酶解，灭酶并调节pH4-5，继续加入糖化酶进行酶解，得到所需木薯渣水解液。

具体的，所述高温α-淀粉酶的加入量占所述木薯渣原料量的0.03-0.08wt％，所述高温α-淀粉酶进行酶解步骤的温度为50-60℃。

具体的，所述糖化酶的加入量占所述木薯渣原料量的0.03-0.08wt％，所述糖化酶进行酶解步骤的温度为50-60℃。

本发明所述风景区用环保型除冰融雪剂，以木薯渣水解液、氨水、氯化盐、磷酸盐、甲酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵、三聚磷酸钾和和干牛粪为原料进行复配得到。木薯渣水解液中的葡萄糖成分可以降低融雪剂的冰点，且残留的木质素能够降低摩擦衰减率，提高行车安全性；而氨水搭配磷酸盐、甲酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵及氯化盐，一方面可以降低融雪剂产品的冰点，使其冰点＜-25℃，而且能够对植物产生肥效作用，降低所述除冰融雪剂对植物的影响；而三聚磷酸钾主要是起到缓蚀的作用，防止融雪剂产品对风景区公路金属设施的腐蚀，同时三聚磷酸钾也可以提供钾离子为植物提供肥效；干牛粪粉末主要是起到降低摩擦衰减率和防滑的功能，提高风景区公路的安全行车，同时也作为一种有机肥为植物提供养分。本发明产品的除冰融雪剂基于上述组分的协同作用，表现出极为出众的融雪效果和防冻效果，且路面摩擦衰减率低，而且对植物的影响极小，适合用于风景区等相关区域融雪之用。

具体实施方式

本发明下述实施例中：

所述磷酸盐为磷酸钾和/或磷酸铵，纯度均在90％以上；

所述氯化盐为氯化钾和/或氯化铵，纯度均在95％以上；

所述干牛粪粉末的粒径尺寸为300-350目；

所述木薯渣水解液按照如下方法制得：取20kg木薯渣原料、50kg蒸馏水、0.01kg高温α-淀粉酶，充分混合均匀，于60℃恒温水浴锅中预热30min进行酶解，然后于100℃沸水浴1h灭酶，并冷却至60℃以下，调节pH至4.5，再加入0.01kg糖化酶，混合均匀后于恒温水浴锅中60℃反应1h，得到所需木薯渣水解液。

实施例1

本实施例所述风景区用环保型除冰融雪剂，其制备原料包括如下重量份的组分：

本实施例所述风景区用环保型除冰融雪剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取选定量的氨水，然后依次加入配方量的磷酸盐、氯化盐、在室温下充分搅拌溶解至透明溶液；

(2)向上述透明溶液中继续加入配方量的甲酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵及三聚磷酸钾，再搅拌1-2h使其完全溶解至透明溶液；

(3)向上述透明溶液中继续加入制备好的木薯渣水解液和干牛粪粉末，充分搅拌混合1-2h，待干牛粪粉末均匀分散在溶液中后，出料，即得所需除冰融雪剂。

实施例2

本实施例所述风景区用环保型除冰融雪剂，其制备原料包括如下重量份的组分：

本实施例所述风景区用环保型除冰融雪剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取选定量的氨水，然后依次加入配方量的磷酸盐、氯化盐、在室温下充分搅拌溶解至透明溶液；

(2)向上述透明溶液中继续加入配方量的甲酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵及三聚磷酸钾，再搅拌1-2h使其完全溶解至透明溶液；

(3)向上述透明溶液中继续加入制备好的木薯渣水解液和干牛粪粉末，充分搅拌混合1-2h，待干牛粪粉末均匀分散在溶液中后，出料，即得所需除冰融雪剂。

实施例3

本实施例所述风景区用环保型除冰融雪剂，其制备原料包括如下重量份的组分：

本实施例所述风景区用环保型除冰融雪剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取选定量的氨水，然后依次加入配方量的磷酸盐、氯化盐、在室温下充分搅拌溶解至透明溶液；

(2)向上述透明溶液中继续加入配方量的甲酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵及三聚磷酸钾，再搅拌1-2h使其完全溶解至透明溶液；

(3)向上述透明溶液中继续加入制备好的木薯渣水解液和干牛粪粉末，充分搅拌混合1-2h，待干牛粪粉末均匀分散在溶液中后，出料，即得所需除冰融雪剂。

实施例4

本实施例所述风景区用环保型除冰融雪剂，其制备原料包括如下重量份的组分：

本实施例所述风景区用环保型除冰融雪剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取选定量的氨水，然后依次加入配方量的磷酸盐、氯化盐、在室温下充分搅拌溶解至透明溶液；

(2)向上述透明溶液中继续加入配方量的甲酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵及三聚磷酸钾，再搅拌1-2h使其完全溶解至透明溶液；

(3)向上述透明溶液中继续加入制备好的木薯渣水解液和干牛粪粉末，充分搅拌混合1-2h，待干牛粪粉末均匀分散在溶液中后，出料，即得所需除冰融雪剂。

实施例5

本实施例所述风景区用环保型除冰融雪剂，其制备原料包括如下重量份的组分：

本实施例所述风景区用环保型除冰融雪剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取选定量的氨水，然后依次加入配方量的磷酸盐、氯化盐、在室温下充分搅拌溶解至透明溶液；

(2)向上述透明溶液中继续加入配方量的甲酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵及三聚磷酸钾，再搅拌1-2h使其完全溶解至透明溶液；

(3)向上述透明溶液中继续加入制备好的木薯渣水解液和干牛粪粉末，充分搅拌混合1-2h，待干牛粪粉末均匀分散在溶液中后，出料，即得所需除冰融雪剂。

对比例1

本对比例所述除冰融雪剂的制备原料及制备方法同实施例1，其区别仅在于原料中不使用所述木薯渣水解液。

对比例2

本对比例所述除冰融雪剂的制备原料及制备方法同实施例1，其区别仅在于原料中使用蒸馏水代替所述氨水。

对比例3

本对比例所述除冰融雪剂的制备原料及制备方法同实施例1，其区别仅在于原料中不使用所述氯化钾。

对比例4

本对比例所述除冰融雪剂的制备原料及制备方法同实施例1，其区别仅在于原料中不使用所述磷酸钾。

对比例5

本对比例所述除冰融雪剂的制备原料及制备方法同实施例1，其区别仅在于原料中不使用所述甲酸铵。

对比例6

本对比例所述除冰融雪剂的制备原料及制备方法同实施例1，其区别仅在于原料中不使用所述碳酸氢铵。

对比例7

本对比例所述除冰融雪剂的制备原料及制备方法同实施例1，其区别仅在于原料中不使用所述三聚磷酸钾。

对比例8

本对比例所述除冰融雪剂的制备原料及制备方法同实施例1，其区别仅在于原料中不使用所述干牛粪粉末。

对比例9

本对比例所述除冰融雪剂为按照中国专利CN109321205A中实施例1中方案制得产品。

对比例10

本对比例所述除冰融雪剂为按照中国专利CN102533222A中实施例1中方案制得产品。

实验例

分别对上述实施例1-5及对比例1-10制备的融雪剂进行冰点、碳钢腐蚀率、湿基路面摩擦衰减率、融雪化冰能力依据GB23851-2009《道路除冰融雪剂》，植物种子相对受害率依据北京市标准DB11/T 161-2012《融雪剂》进行测定，记录结果见下表1所示。

表1除冰融雪剂的性能测试结果

从上表数据可知，本发明所述除冰融雪剂具有较好的融雪效果，且冰点达到-25℃以下而不结冰，且路面摩擦衰减率低，而且对植物的影响极小，适合用于风景区等相关区域融雪之用。

本发明所述除冰融雪剂，缺少相关组分时会给融雪剂产品带来缺陷，如对比例1中方案，缺少木薯渣水解液会导致产品的冰点和湿基摩擦衰减变差；又如对比例2-3中方案，缺少氨水或氯化钾会导致冰点上升，融雪化冰能力下降明显；又如对比例4-6中方案，缺少磷酸钾或甲酸铵或碳酸氢铵会导致冰点、融雪化冰能力变差，而且植物种子相对受害率也会出现升高趋势，对景区植物不利；又如对比例7中方案，缺少三聚磷酸钾会导致碳钢腐蚀率增加明显，融雪剂产品对金属材质的腐蚀性过强，对景区金属设施有明显影响；又如对比例8中方案，缺少干牛粪粉末对路面摩擦衰减有明显影响，同时，干牛粪粉末的使用也有利于降低对植物的伤害；又如对比例9和10中方案，分别采用纯氯盐融雪剂(对比例9)或多元醇复合型融雪剂(对比例10)，产品最明显的特点是碳钢腐蚀变强，摩擦衰减率变差，而且植物种子相对受害率与本发明产品差别较大，对植物伤害较大。可见，上述对比例1-10中融雪剂产品虽然融雪化冰能力尚可，但是总体上不适合用于景区融雪使用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种风景区用环保型除冰融雪剂，其特征在于，其制备原料包括如下重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的风景区用环保型除冰融雪剂，其特征在于，所述木薯渣水解液为以木薯渣为基质，分别经高温α-淀粉酶和糖化酶进行酶解后所得的酶解液。

3.根据权利要求1或2所述的风景区用环保型除冰融雪剂，其特征在于，所述的氯化盐包括氯化钾和/或氯化铵。

4.根据权利要求1-3任一项所述的风景区用环保型除冰融雪剂，其特征在于，所述磷酸盐包括磷酸钾和/或磷酸铵。

5.根据权利要求1-4任一项所述的风景区用环保型除冰融雪剂，其特征在于，所述氨水的浓度为10-15％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的风景区用环保型除冰融雪剂，其特征在于，所述干牛粪的粒径为300-350目。

7.一种制备权利要求1-6任一项所述风景区用环保型除冰融雪剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)取选定量的氨水，并依次加入配方量的所述磷酸盐、氯化盐，充分溶解至得到透明溶液；

(2)向所述透明溶液中继续加入配方量的所述甲酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵及三聚磷酸钾，充分溶解至得到透明溶液；

(3)向所述透明溶液中加入所述木薯渣水解液和干牛粪，充分混匀至干牛粪均匀分散在溶液中，出料，即得所需除冰融雪剂。

8.根据权利要求7所述风景区用环保型除冰融雪剂的制备方法，其特征在于，还包括制备所述木薯渣水解液的步骤，具体包括：取木薯渣原料加水混匀，并加入所述高温α-淀粉酶进行酶解，灭酶并调节pH4-5，继续加入糖化酶进行酶解，得到所需木薯渣水解液。

9.根据权利要求8所述风景区用环保型除冰融雪剂的制备方法，其特征在于，所述高温α-淀粉酶的加入量占所述木薯渣原料量的0.03-0.08wt％，所述高温α-淀粉酶进行酶解步骤的温度为50-60℃。

10.根据权利要求8或9所述风景区用环保型除冰融雪剂的制备方法，其特征在于，所述糖化酶的加入量占所述木薯渣原料量的0.03-0.08wt％，所述糖化酶进行酶解步骤的温度为50-60℃。