CN111234779B

CN111234779B - 一种含非氯离子型融雪盐颗粒及其制备方法

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Publication number: CN111234779B
Application number: CN202010181421.4A
Authority: CN
Inventors: 周亚军
Original assignee: Jiangsu Shunsheng New Material Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Shunsheng New Material Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-16
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2040-03-16
Also published as: CN111234779A

Abstract

本发明提供一种含非氯离子型融雪盐颗粒，包括非氯离子型融雪盐、无机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料。较佳地，非氯离子型融雪盐100重量份、无机矿物质填料10重量份～20重量份、聚烯烃树脂30重量份～70重量份、沥青材料30重量份～70重量份。非氯离子型融雪盐是乙酸钾。无机矿物质填料是水泥。聚烯烃树脂是聚乙烯树脂。沥青材料是重交沥青材料或改性沥青材料。还提供了相关的制备方法。本发明的含非氯离子型融雪盐颗粒能够避免融雪盐对金属和混凝土结构的腐蚀性，减少雨雪由于融雪盐的融释对道路环境造成不利影响，能够延长融雪功能时效，设计巧妙，组成简洁，制备方便，成本低，适于大规模推广应用。

Description

一种含非氯离子型融雪盐颗粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，更具体地，涉及融雪盐颗粒及其制备方法技术领域，特别是指一种含非氯离子型融雪盐颗粒及其制备方法。

背景技术

越来越多发、常态、大区域的极端气候事件的发生，造成我国公路基础设施严重受损，削弱了道路通行能力，引发交通中断和恶性交通事故发生，并带来巨大的经济损失和人员伤亡。特别是在冬季寒冷时节，如遇雨雪天气，路面极易结冰，清除相当困难，上述问题则极为严峻。

目前，各国一般均通过采用抛撒融雪盐的措施，解决冬季因雪、冰造成的交通问题，中国国内大量实践表明，融雪盐抛洒可加快路面冰雪融化，但也存在一些问题，主要包括：一是目前的融雪盐生产企业，生产设备陈旧、工艺落后，多以工业氯盐为原料，产品质量不稳定，威胁着桥梁结构的使用耐久性，也对相邻植被、土壤、水质带来伤害；二是路表抛撒融雪盐，需事先根据天气预报事先预判，受天气预报的准确性影响，路表抛撒融雪盐总体属于被动性的，且劳动强度极高。

针对上述问题，国内外研究提出在沥青混凝土生产施工过程中，将占混合料总质量1％～6％的融雪盐掺入沥青混合料中，即形成具有融雪功能的沥青混合料，采用该混合料铺设路面，以获得良好的融雪效果，中国国内已有实践表明，此思路可较好地解决路面融解冰雪问题，但由于融雪盐释放较快，此类路面的融雪功能时效较短，在北方干燥地区仅有5年的使用效果，而在南方多雨区域则仅有2年～3年的时效，性价比总体较低。

因此，希望提供一种融雪盐颗粒，其能够避免融雪盐对金属和混凝土结构的腐蚀性，减少雨雪由于融雪盐的融释对道路环境造成不利影响，能够延长融雪功能时效。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种含非氯离子型融雪盐颗粒，其能够避免融雪盐对金属和混凝土结构的腐蚀性，减少雨雪由于融雪盐的融释对道路环境造成不利影响，能够延长融雪功能时效，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种含非氯离子型融雪盐颗粒，其设计巧妙，组成简洁，制备方便，成本低，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法，由该制备方法制备的含非氯离子型融雪盐颗粒能够避免融雪盐对金属和混凝土结构的腐蚀性，减少雨雪由于融雪盐的融释对道路环境造成不利影响，能够延长融雪功能时效，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法，其设计巧妙，操作简便，成本低，适于大规模推广应用。

为达到以上目的，在本发明的第一方面，提供一种含非氯离子型融雪盐颗粒，其特点是，包括非氯离子型融雪盐、无机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料。

较佳地，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料10重量份～20重量份、所述聚烯烃树脂30重量份～70重量份、所述沥青材料30重量份～70重量份。

更佳地，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料15重量份、所述聚烯烃树脂50重量份、所述沥青材料30重量份；或者，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料10重量份、所述聚烯烃树脂30重量份、所述沥青材料55重量份；或者，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料20重量份、所述聚烯烃树脂70重量份、所述沥青材料70重量份。

较佳地，所述非氯离子型融雪盐是乙酸钾。

较佳地，所述无机矿物质填料是水泥。

较佳地，所述聚烯烃树脂是聚乙烯树脂。

较佳地，所述沥青材料是重交沥青材料或改性沥青材料。

在本发明的第二方面，提供一种上述的含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法，其特点是，将所述非氯离子型融雪盐、所述无机矿物质填料和所述聚烯烃树脂混和均匀后，加入螺杆挤出机，在所述螺杆挤出机中与所述沥青材料共混，挤出拉条造粒。

更佳地，所述挤出的温度为150℃～210℃。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的含非氯离子型融雪盐颗粒包括非氯离子型融雪盐、无机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料，非氯离子型融雪盐是环保性融雪剂，不含氯离子，对混凝土结构及道路环境不会产生不利影响，非氯离子型融雪盐、机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料经过螺杆合为一体，形成颗粒，该颗粒内部融雪盐溶出通道迂回曲折，缓释效果极佳，用于自融雪沥青混合料制备，可获得较为耐久的自融雪效果，因此，其能够避免融雪盐对金属和混凝土结构的腐蚀性，减少雨雪由于融雪盐的融释对道路环境造成不利影响，能够延长融雪功能时效，适于大规模推广应用。

2、本发明的含非氯离子型融雪盐颗粒包括非氯离子型融雪盐、无机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料，非氯离子型融雪盐是环保性融雪剂，不含氯离子，对混凝土结构及道路环境不会产生不利影响，非氯离子型融雪盐、机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料经过螺杆合为一体，形成颗粒，该颗粒内部融雪盐通道迂回曲折，缓释效果极佳，用于自融雪沥青混合料制备，可获得较为耐久的自融雪效果，因此，其设计巧妙，组成简洁，制备方便，成本低，适于大规模推广应用。

3、本发明的含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法是将非氯离子型融雪盐、无机矿物质填料和聚烯烃树脂混和均匀后，加入螺杆挤出机，在螺杆挤出机中与沥青材料共混，挤出拉条造粒，非氯离子型融雪盐是环保性融雪剂，不含氯离子，对混凝土结构及道路环境不会产生不利影响，非氯离子型融雪盐、机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料经过螺杆合为一体，形成颗粒，该颗粒内部融雪盐通道迂回曲折，缓释效果极佳，用于自融雪沥青混合料制备，可获得较为耐久的自融雪效果，因此，由该制备方法制备的含非氯离子型融雪盐颗粒能够避免融雪盐对金属和混凝土结构的腐蚀性，减少雨雪由于融雪盐的融释对道路环境造成不利影响，能够延长融雪功能时效，适于大规模推广应用。

4、本发明的含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法是将非氯离子型融雪盐、无机矿物质填料和聚烯烃树脂混和均匀后，加入螺杆挤出机，在螺杆挤出机中与沥青材料共混，挤出拉条造粒，非氯离子型融雪盐是环保性融雪剂，不含氯离子，对混凝土结构及道路环境不会产生不利影响，非氯离子型融雪盐、机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料经过螺杆合为一体，形成颗粒，该颗粒内部融雪盐通道迂回曲折，缓释效果极佳，用于自融雪沥青混合料制备，可获得较为耐久的自融雪效果，因此，其设计巧妙，操作简便，成本低，适于大规模推广应用。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明的样块进行斜剪力试验示意图，其中1是样块，2是冻冰层，3是冻冰层与样块粘接界面，4是上压头，5是下压头，6是自由滑轮辊，7是试验机压力，8是粘结界面与压力的角度α＝45°。

图2是本发明的样块进行斜剪力试验结果示意图，其中一是实验方案一的力值，二是实验方案二的力值，三是实验方案三力值，四是实验方案四力值。

图3是本发明的样块进行融雪离子测量示意图，其中1是样块，9是纯净水，10是盛水箱。

图4是本发明的样块进行融雪离子测量结果示意图，

具体实施方式

为了避免融雪盐对金属和混凝土结构的腐蚀性，减少雨雪由于融雪盐的融释对道路环境造成不利影响，能够延长融雪功能时效，本发明人提出一种含非氯离子型融雪盐颗粒，包括非氯离子型融雪盐、无机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料。

所述非氯离子型融雪盐、所述无机矿物质填料、所述聚烯烃树脂和所述沥青材料的重量份可以根据需要确定，较佳地，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料10重量份～20重量份、所述聚烯烃树脂30重量份～70重量份、所述沥青材料30重量份～70重量份。在本发明的一具体实施例中，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料15重量份、所述聚烯烃树脂50重量份、所述沥青材料30重量份；在本发明的另一具体实施例中，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料10重量份、所述聚烯烃树脂30重量份、所述沥青材料55重量份；在本发明的又一具体实施例中，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料20重量份、所述聚烯烃树脂70重量份、所述沥青材料70重量份。

所述非氯离子型融雪盐可以是任何合适的非氯离子型融雪盐，较佳地，所述非氯离子型融雪盐是乙酸钾。

所述乙酸钾可以具有任何合适的形状，更佳地，所述乙酸钾为粉末状。

所述无机矿物质填料可以是任何合适的无机矿物质填料，较佳地，所述无机矿物质填料是水泥。

所述水泥可以是任何合适的水泥，更佳地，所述水泥为硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥，例如42.5或52.5硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。

所述聚烯烃树脂可以具有任何合适的聚烯烃树脂，较佳地，所述聚烯烃树脂是聚乙烯树脂。

所述聚乙烯树脂的熔点可以根据需要确定，更佳地，所述聚乙烯树脂的熔点为110℃～150℃。

所述沥青材料可以具有任何合适的沥青材料，较佳地，所述沥青材料是重交沥青材料或改性沥青材料。

所述重交沥青材料可以是任何合适的重交沥青材料，所述改性沥青材料可以是任何合适的改性沥青材料，更佳地，所述重交沥青为70号沥青，所述改性沥青是SBS改性沥青，例如型号为I-D的SBS改性沥青。

本发明还提供一种上述的含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法，将所述非氯离子型融雪盐、所述无机矿物质填料和所述聚烯烃树脂混和均匀后，加入螺杆挤出机，在所述螺杆挤出机中与所述沥青材料共混，挤出拉条造粒。

所述挤出的温度可以根据需要确定，更佳地，所述挤出的温度为150℃～210℃。

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

实施例1

含非氯离子型融雪盐颗粒，包括以下重量份的组分：乙酸钾100份；42.5硅酸盐水泥(南通海螺水泥有限公司、海螺、P.O42.5普通硅酸盐水泥)15份；熔点为110℃的聚乙烯树脂(中国石化燕山石化公司、挤塑料HDPE，LD157)50份；SBS改性沥青(I-D)(江苏宝利沥青股份有限公司、SBS改性沥青、SBS(I-D))30份。

含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法为：

(1)按各重量份数取乙酸钾、42.5硅酸盐水泥和聚乙烯树脂各组分，放入搅拌机中混和均匀；

(2)将混合均匀的混合物加入螺杆挤出机，在螺杆挤出机中注入加热至180℃的SBS改性沥青(I-D)沥青，180℃挤出拉条造粒，形成直径为2mm，长度为2mm的颗粒。

实施例2

含非氯离子型融雪盐颗粒，包括以下重量份的组分：乙酸钾100份；52.5硅酸盐水泥(南通海螺水泥有限公司、海螺、P.O52.5普通硅酸盐水泥)10份；熔点为150℃的聚乙烯树脂(韩国LG化学、挤塑料HDPE，ME8000)30份；70号沥青(江苏宝利沥青股份有限公司、沥青、重交70号)55份。

含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法为：

(1)按各重量份数取乙酸钾、52.5硅酸盐水泥和聚乙烯树脂各组分，放入搅拌机中混和均匀；

(2)将混合均匀的混合物加入螺杆挤出机，在螺杆挤出机中注入加热至150℃的70号沥青，150℃挤出拉条造粒，形成直径为3mm，长度为4mm的颗粒。

实施例3

含非氯离子型融雪盐颗粒，包括以下重量份的组分：乙酸钾100份；42.5硫铝酸盐水泥(唐山北极熊特种水泥有限公司、高贝利特、BS-NF42.5)20份；熔点为130℃的聚乙烯树脂(中国石化燕山石化公司、挤塑料HDPE，7600M)70份；SBS改性沥青(I-D)(江苏宝利沥青股份有限公司、SBS改性沥青、SBS(I-D))70份。

含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法为：

(1)按各重量份数取乙酸钾、42.5硫铝酸盐水泥和聚乙烯树脂各组分，放入搅拌机中混和均匀；

(2)将混合均匀的混合物加入螺杆挤出机，在螺杆挤出机中注入加热至210℃的SBS改性沥青(I-D)，210℃挤出拉条造粒，形成直径为2mm，长度为3mm的颗粒。

实施例4

采用一级或高速道路常用的SMA-13沥青玛蹄脂碎石混合料作为基料，将上述3个实施例的融雪盐颗粒分别作为外掺料进行对比实验。用非氯离子型融雪盐颗粒代替沥青混合料中的石屑，然后依据《JTG E20-2019公路工程沥青及沥青混合料试验规程》在实验室内拌和成型车辙板。

实验方案一：粗集料8494g，石屑1434g加热到180℃，然后加入165℃SBS改性沥青690g，再加入矿粉1103g，搅拌90s后保温45min在车辙成型仪上压实成SMA-13沥青混合料车辙板试样1。

实验方案二：粗集料8494g，石屑772g加热到180℃，然后加入165℃SBS改性沥青690g，再加入矿粉1103g，再加入实施例1的融雪盐颗粒662g，搅拌90s后保温45min在车辙成型仪上压实成SMA-13沥青混合料车辙板试样2。

实验方案三：粗集料8494g，石屑772g加热到180℃，然后加入165℃SBS改性沥青690g，再加入矿粉1103g，再加入实施例2的融雪盐颗粒662g，搅拌90s后保温45min在车辙成型仪上压实成SMA-13沥青混合料车辙板试样3。

实验方案四：粗集料8494g，石屑772g加热到180℃，然后加入165℃SBS改性沥青690g，再加入矿粉1103g，再加入实施例3的融雪盐颗粒662g，搅拌90s后保温45min在车辙成型仪上压实成SMA-13沥青混合料车辙板试样4。

分别将SMA-13沥青混合料车辙板试样1～4切割成9cm*9cm*5cm的样块，然后进行两种试验检测，分别是：

1、冰与样块的粘附力试验

将样块分别放入同种规格同种水量的器皿中，分别置于-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、-1℃的低温环境中冻结24小时，使得样块表面结冰的尺寸与样块尺寸相同，然后装入斜剪切力试验夹具，见图1，放置在设置了同样负温环境的万能材料机的保温箱中，恒温4小时后开始斜剪力试验，试验结果数据见图2。

2、样块中融雪离子的测量

将样块分别浸入同种规格同种水量的水箱中，见图3，并且水箱置于同一温度的实验室内，每隔7天检测水溶液中的融雪盐离子的浓度，在浸泡的初期，融雪离子的析出速度较快，后期逐渐趋缓，直至105天后，水溶液中的融雪盐离子浓度基本保持不变，说明融雪盐已经到达最低析出临界点，融雪盐离子浓度检测结果见图4。

综上所述，实验方案二的融雪效果最佳，三个方案融雪盐的释放均较平稳耐久。

因此，本发明的含非氯离子型融雪盐颗粒采用非氯离子型融雪盐，非氯离子型融雪盐是环保性融雪剂，不含氯离子，对混凝土结构及道路环境不会产生不利影响；非氯离子型融雪盐、无机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料经过螺杆合为一体，形成颗粒，该颗粒内部融雪盐通道迂回曲折，缓释效果极佳，用于自融雪沥青混合料制备，可获得较为耐久的自融雪效果。混合料铺筑成路面后，在雪水融解了盐之后，就难再形成冰块并与下部路面无法粘结成为整体，便于冰雪融化或清除。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明未使用氯盐，避免了融雪盐对金属和混凝土结构的腐蚀性，减少雨雪由于融雪盐的融释对道路环境造成不利影响；

2、该缓释型融雪颗粒用于沥青混合料拌制，可获得具有长效自融雪功能的沥青混合料，与当前常规融雪盐相比，融雪功能时效明显延长，南方多雨区域时效可达到6年以上，北方干燥地区可达12年。

综上所述，本发明的含非氯离子型融雪盐颗粒能够避免融雪盐对金属和混凝土结构的腐蚀性，减少雨雪由于融雪盐的融释对道路环境造成不利影响，能够延长融雪功能时效，设计巧妙，组成简洁，制备方便，成本低，适于大规模推广应用。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种含非氯离子型融雪盐颗粒，其特征在于，包括非氯离子型融雪盐、无机矿物质填料、聚烯烃树脂和沥青材料，所述含非氯离子型融雪盐颗粒通过将所述非氯离子型融雪盐、所述无机矿物质填料和所述聚烯烃树脂混和均匀后，加入螺杆挤出机，在所述螺杆挤出机中与所述沥青材料共混，挤出拉条造粒制备而成。

2.根据权利要求1所述的含非氯离子型融雪盐颗粒，其特征在于，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料10重量份～20重量份、所述聚烯烃树脂30重量份～70重量份、所述沥青材料30重量份～70重量份。

3.根据权利要求2所述的含非氯离子型融雪盐颗粒，其特征在于，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料15重量份、所述聚烯烃树脂50重量份、所述沥青材料30重量份；或者，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料10重量份、所述聚烯烃树脂30重量份、所述沥青材料55重量份；或者，所述非氯离子型融雪盐100重量份、所述无机矿物质填料20重量份、所述聚烯烃树脂70重量份、所述沥青材料70重量份。

4.根据权利要求1所述的含非氯离子型融雪盐颗粒，其特征在于，所述非氯离子型融雪盐是乙酸钾。

5.根据权利要求1所述的含非氯离子型融雪盐颗粒，其特征在于，所述无机矿物质填料是水泥。

6.根据权利要求1所述的含非氯离子型融雪盐颗粒，其特征在于，所述聚烯烃树脂是聚乙烯树脂。

7.根据权利要求1所述的含非氯离子型融雪盐颗粒，其特征在于，所述沥青材料是重交沥青材料或改性沥青材料。

8.一种根据权利要求1～权利要求7中任一项所述的含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法，其特征在于，将所述非氯离子型融雪盐、所述无机矿物质填料和所述聚烯烃树脂混和均匀后，加入螺杆挤出机，在所述螺杆挤出机中与所述沥青材料共混，挤出拉条造粒。

9.根据权利要求8所述的含非氯离子型融雪盐颗粒的制备方法，其特征在于，所述挤出的温度为150℃～210℃。