CN115260991A

CN115260991A - 一种包覆型融雪剂及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN115260991A
Application number: CN202210888342.6A
Authority: CN
Inventors: 胡勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-07-27
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2022-11-01

Abstract

本发明提供了一种包覆型融雪剂及其制备方法与应用。包括以下重量份的原料：融雪剂载体55‑60份；融雪剂25‑28份；偶联剂3‑5份；缓蚀剂2‑4份；疏水剂6‑8份。本发明利用各组分的物理化学性质，通过包覆式结构，掺入沥青混合料中替代一部分集料，将道路接触面的冰雪凝固点降低至0度以下，达到良好的融冰抑雪能力。同时包覆式的载体能够选择各种固体废弃物，在使得路面拥有融雪能力的条件下还能促进废弃物再利用，更利于环境保护。

Description

一种包覆型融雪剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及道路融雪化冰技术领域，尤其涉及一种包覆型融雪剂及其制备方法与应用。

背景技术

融雪化冰是冬季冰冻地区道面养护的内容，是保证冬季道面交通安全和通行能力的重要措施。目前，常用的除冰雪措施主要包括机械-人工清除法和融雪剂清除法，撒布融雪剂的方式因具备操作简便、融雪效果优异等特点而成为冬季融冰除雪方法的首选。融雪剂通过降低冰雪的凝固点并在轮载碾压作用下，使冰雪在较低的温度下开始融化并能保持液态。但融雪剂在带来便利的同时，也存在一些问题，比如融雪剂很有可能导致公路上很多结构物被腐蚀、公路周围土壤盐渍化、或者公路附近水体被污染等。对沥青道路而言，使用融雪剂会对沥青及沥青混合料造成损伤，例如，沥青结合料的软化、碎石的松散和混合料的剥落，从而降低路面的使用寿命。

自融雪路面技术是在路面铺装材料中掺加抗冻消融化学材料，不改变正常施工工艺、不增加施工难度，通过毛细作用，将化学材料溶出，实现路面降雪的自消融并抑制路面结冰。自融雪路面具有自主消除黑冰、冻凝及冰雪功能，但目前的自融雪路面技术成本太高，并且融雪剂本身对沥青混合料具有侵蚀作用。

因此，需要提供一种包覆型环保融雪剂，既满足融雪化冰能力，又能减少融雪剂本身对沥青混合料的侵蚀，并且成本低。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种包覆型融雪剂及其制备方法与应用，其解决了现有技术中存在的融雪剂腐蚀路面、成本高的问题。

本发明一方面，提供一种包覆型融雪剂，包括以下重量份的原料：

进一步地，所述融雪剂载体包括钢渣或矿渣，所述融雪剂载体的粒径小于0.15mm。

进一步地，所述融雪剂包括甲酸钠或醋酸钙镁。

进一步地，所述偶联剂包括钛酸酯类、铝酸酯类、有机铬络合物、硼砂、磷酸酯、锡酸酯中的一种或多种。

进一步地，所述缓蚀剂包括六偏磷酸钠、氨基酸和硫脲。

进一步地，所述氨基酸包括两性氨基酸硫酸胺盐。

进一步地，所述疏水剂为有机硅聚合体。

本发明另一方面，提供一种包覆型融雪剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将融雪剂载体和融雪剂加热后，搅拌混合，得到混合物1；

S2：向混合物1中加入偶联剂，搅拌混合，然后依次加入疏水剂和缓蚀剂搅拌，得到混合物2；

S3：将混合物2陈化后，研磨得到包覆型融雪剂；

进一步地，步骤S1中，加热温度为160℃，加热时间为4-6h；

步骤S1-S3中，搅拌时间为15-30分钟；

步骤S3中，陈化时间为10-20分钟；研磨粒径为0.15mm和0.075mm。

本发明再一方面，提供一种包覆型融雪剂在融雪化冰中的应用。

本发明的技术原理为：在本融雪剂配方中，融雪剂载体主要作为搭载融雪剂深入雪层的载体，融雪剂作为融雪化冰的主要成分，偶联剂主要用于改善融雪剂载体、融雪剂以及疏水剂之间的相容性，缓蚀剂用于使融雪剂的融雪效果持续时间延长，疏水剂用于抵抗在溶雪化冰过程中融雪剂的溶解与流失。同时本融雪剂中的载体结构和疏水剂能够在融雪盐和路面结构之间起到隔离作用，降低盐类对路面的腐蚀作用，而缓蚀剂则降低盐类的释放速率，也能起到降低路面腐蚀的作用。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明利用各组分的物理化学性质，通过包覆式结构，掺入沥青混合料中替代一部分集料，将道路接触面的冰雪凝固点降低至0度以下，达到良好的融冰抑雪能力。同时包覆式的载体选择各种固体废弃物，可以替换沥青混合料中的部分集料，在使得路面拥有融雪能力的同时融雪剂载体满足混合料路用性能，实现了废弃物再利用，更利于环境保护和可持续发展理念，并且降低了成本。

(2)本产品中使用的融雪剂均为有机融雪剂，相较于传统的氯盐类无机融雪剂，有机融雪剂对沥青、沥青-集料的黏附性影响较小，且有机融雪剂溶液具有更低的冰点，在低温环境下仍具有一定的融雪化冰能力，并且有利于环境保护。

(3)与未加融雪剂载体或未加缓蚀剂的融雪剂相比，本发明中加入融雪剂载体和缓蚀剂的融雪剂对碳钢的腐蚀速率明显降低，这说明融雪剂载体和缓蚀剂在降低路面腐蚀性方面具有协同增效作用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

实施例1包覆型融雪剂的制备

将590g高炉矿渣和270g甲酸钠放入160℃的烘箱中保温5h。将烘干的高炉矿渣和甲酸钠放入搅拌锅搅拌20min得到混合物1，向混合物1中加入硼砂磷酸酯按质量比1：2混合的总质量为30g的溶液，搅拌15min，待搅拌完成后加入甲基硅油70g搅拌20min，使有机硅聚合体在硼砂黏结作用下，更好的附着在混合物1表面，最后加入六偏磷酸钠、氨基酸、硫脲按质量比1:1:1，总质量为30g的混合物搅拌30min，得到混合物2；将制备的混合物2放入保温箱陈化13min；将混合料加入研磨机进行研磨，得到0.075mm粒径的包覆型融雪剂。

实施例2包覆型融雪剂的制备

将590g钢渣和280g醋酸钙镁放入160℃的烘箱中保温6h。将烘干的钢渣和醋酸钙镁放入搅拌锅搅拌20min得到混合物1，向混合物1中加入硼砂与锡酸酯按质量比1：1混合的总质量为50g的溶液，搅拌15min，待搅拌完成后加入甲基硅油60g搅拌20min，使有机硅聚合体在硼砂黏结作用下，更好的附着在混合物1表面，最后加入六偏磷酸钠、氨基酸、硫脲按质量比1:1:1，总质量为20g的混合物搅拌30min，得到混合物2；将制备的混合物2放入保温箱陈化15min；将混合料加入研磨机进行研磨，得到0.15mm粒径的包覆型融雪剂。

实施例3包覆型融雪剂的制备

将550g钢渣和250g醋酸钙镁放入160℃的烘箱中保温4h。将烘干的钢渣和醋酸钙镁放入搅拌锅搅拌15min得到混合物1，向混合物1中加入硼砂与锡酸酯按质量比1:1混合的总质量为40g的溶液，搅拌15min，待搅拌完成后加入甲基硅油8Og搅拌20min，使甲基硅油在硼砂与锡酸酯的黏结作用下，更好的附着在混合物1表面，最后加入六偏磷酸钠、两性氨基酸硫酸盐、硫脲按质量比1:1:1，总质量为40g的混合物搅拌30min，得到混合物2；将制备的混合物2放入保温箱陈化15min；将混合物2加入研磨机进行研磨，得到0.15mm粒径的包覆型融雪剂。

试验例

按照道路除冰融雪剂国家标准GB/T-23851-2009对融雪剂进行融雪化冰能力、冰点和腐蚀率进行检测。检测结果如表1所示。

表1融雪剂性能检测

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3
				融雪速率(％)	32	33.2	31.7
冰点(℃)	-40.4	-42.3	-39.8
				PH	7.58	7.62	7.48
腐蚀率(mm/a)	0.05	0.06	0.05

经检测，按与实施例1同样方法制备的未添加融雪剂载体或未添加缓蚀剂的融雪剂的腐蚀率高于实施例1的数值，表明融雪剂载体和缓蚀剂在降低路面腐蚀性方面具有协同增效作用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种包覆型融雪剂，包括以下重量份的原料：

2.如权利要求1所述的一种包覆型融雪剂，其特征在于：所述融雪剂载体包括钢渣或矿渣，所述融雪剂载体的粒径小于0.15mm。

3.如权利要求1所述的一种包覆型融雪剂，其特征在于：所述融雪剂包括甲酸钠或醋酸钙镁。

4.如权利要求1所述的一种包覆型融雪剂，其特征在于：所述偶联剂包括钛酸酯类、铝酸酯类、有机铬络合物、硼砂、磷酸酯、锡酸酯中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种包覆型融雪剂，其特征在于：所述缓蚀剂包括六偏磷酸钠、氨基酸和硫脲。

6.如权利要求5所述的一种包覆型融雪剂，其特征在于：所述氨基酸包括两性氨基酸硫酸胺盐。

7.如权利要求1所述的一种包覆型融雪剂，其特征在于：所述疏水剂为有机硅聚合体。

8.权利要求1-7任一项所述的一种包覆型融雪剂的制备方法，包括以下步骤：

S3：将混合物2陈化后，研磨得到包覆型融雪剂；

9.如权利要求8所述的一种包覆型融雪剂的制备方法，其特征在于：

步骤S1中，加热温度为160℃，加热时间为4-6h；

步骤S1-S3中,搅拌时间为15-30分钟；

步骤S3中，陈化时间为10-20分钟；研磨粒径为0.15mm和0.075mm。

10.权利要求1-7任一项所述的一种包覆型融雪剂在融雪化冰中的应用。