DE2124091A1

DE2124091A1 - Thawing agent - de-icing of public highways contg. finely divided urea

Info

Publication number: DE2124091A1
Application number: DE19712124091
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. Leonding; Malek Josef; Andreaus Adolf; Linz; Hinrichs (Österreich)
Original assignee: Chemie Linz AG
Current assignee: Patheon Austria GmbH and Co KG
Priority date: 1971-05-11
Filing date: 1971-05-14
Publication date: 1972-11-23
Also published as: BE783294A; AT314593B

Abstract

Rapid-action, sprinklable compsn. contg. as active ingredient for thawing ice and snow is characterised in that it contains urea having particle size 1 mm., with >=80% portion having particle size 0.5 mm. Anticorrosive additives and a surfactant may be present. Low particle size ensures effective de-icing action at economically bearable cost, with minimal corrosive effect on e.g. metal parts of vehicles, and no harmful effect on animals or plants.

Description

xçuEtaumittel und Verfahren zum Enteisen von Verkehrswegen Zur Freihaltung der Verkehrswege von Eis und Schnee werden in immer größerem Umfang chemische Auftaumittel herangezogen. De-icing agents and methods for de-icing traffic routes to keep them clear The ice and snow traffic routes are increasingly becoming chemical thawing agents used.

Neben relativ kleinen Mengen von flüssigen Auftaumitteln werden hauptsächlich salzartige Streumittel verwendet, von denen viederum dem Natriumchlorid die dominierende Rolle zukommt.In addition to relatively small amounts of liquid de-icing agents, mainly salty grit is used, of which sodium chloride is the dominant one Role.

Der Nachteil der salzartigen Streumittel liegt in ihrer korrosions£Ordernden Wirkung auf Metalle, insbesondere Eisen und Aluminium und in ihrer schädlichen Wirkung auf die Natur (Pflanzen , Tiere, Wasserverunreinigung), sodaß in manchen Ländern die Anwendung von Auftausalzen Bedenken hervorgerufen und zum Verbot der Verwendung dieser schon geführt hat.The disadvantage of the salt-like spreading material is that it is corrosive Effect on metals, especially iron and aluminum, and their harmful effects on nature (plants, animals, water pollution), so that in In some countries the use of de-icing salts raised concerns and banned them the use of this has already resulted.

Um die Korrosionswirkung der Streisalze zu vermindern, wurde schon vorgeschlagen, den Salzen Inhibitoren beizufügen (siehe dazu die deutsche ratentschrift Nr. 480.484 und die österreichische PatentschriPt Nr. 191.383).In order to reduce the corrosive effect of the rice salts, was already Suggested adding inhibitors to the salts (see the German ratentschrift No. 480.484 and the Austrian patent document No. 191.383).

Abgesehen von der preislichen Belastung des Auftaumitteis hat z.B. der Zusatz von ,^lkalichromc!ten eine pflanzenschädigende Wirkung, während Alkaliphosphate zu einem unerwünschten Algenwuchs in den Gewässern führen, in die die Abwässer der Straßen gelangen.Apart from the price burden on the thawing agent, e.g. the addition of alkali chromium has a harmful effect on plants, while alkali phosphates lead to unwanted algae growth in the waters into which the wastewater of the Roads arrive.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, Harnstoff als Enteisungsmittel, vor allem auf Flugplätzen, zu verwenden.It has also been suggested to use urea as a deicing agent, mainly to be used on airfields.

Obwohl die korrosive 1irkung des Harnstoffes auf Aluminium im Vergleich mit Natriumchlorid gering ist, steht sie beim Eisen dem Natriumchlorid kaum nach.Although the corrosive effect of urea on aluminum in comparison is low with sodium chloride, it is hardly inferior to sodium chloride with iron.

Um diese rorrosionswirkung zu mindern, wurde gemäß österrreichisches Pat. Nr. 191.383 vorgeschlagen, dem Harnstoff ein wasserlösliches oder wasserlöslich gemachtes polvmeres Phosphat, z.B. glasiges Natriummetaphosphat zusammen mit löslichen Salzen eines zweiwertigen Metalles, z.B. Zinksulfat oder Calciumacetat zuzusetzen, wobei die beiden Zusätze 2 Gew.% der Mischung ausmachen. Auch Gemische von Harnstoff mit Sulfaten und Nitraten unter Zusatz von Inhibitoren sind bekannt.In order to reduce this corrosion effect, Austrian Pat. No. 191,383 suggested that urea be a water-soluble or water-soluble one made polymeric phosphate, e.g. glassy sodium metaphosphate together with soluble Add salts of a divalent metal, e.g. zinc sulfate or calcium acetate, the two additives making up 2% by weight of the mixture. Also mixtures of urea with sulfates and nitrates with the addition of inhibitors are known.

In der Praxis haben sich jedoch bisher die Auftaumittel auf Harnstoffbasis nicht durchgesetzt. Einerseits haben die bekannten Inhibitoren die korrosive Wirkung des Auftaumittels nicht auf das erwartete Maß zurückdrängen können, andererseits mußte erheblich mehr Harnstoff verwendet werden, als man Natriumchlorid für die selbe t.irkung bendtiqte.In practice, however, the urea-based de-icing agents have so far been successful not enforced. On the one hand, the known inhibitors have a corrosive effect the thawing agent cannot reduce it to the expected level, on the other hand considerably more urea had to be used than sodium chloride was used for same effect bendtiqte.

In praktischen Versuchen, bei denen Harnstoff in Prillform oder in anderer grobkörniger Beschaffenheit verwendet wurde, war er den anorganischen Salzen weit unterlegen.In practical experiments in which urea in prill form or in Another coarse grain was used, it was the inorganic salts far inferior.

Da auch auf Grund des Raoult'schen Gesetzes die Lehre von der etwa doppelt so hohen Auftauvirkung des Natriumchlorids gegenüber dem Harnstoff seine theoretische Begründung Pindet, war es bisher unbestrittene, herrschende Heinung, daß eine Anwendung von Harnstoff schon aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten unzweckE§ßig ist.Since also on the basis of Raoult's law the doctrine of about the thawing effect of sodium chloride is twice as high as that of urea theoretical justification Pindet, it was previously the undisputed ruling opinion, that the use of urea is inexpedient from an economic point of view is.

So würde bisher von den Fachleuten die Meinung vertreten, daß Harnstoff dem Natriumchlorid als Enteisungsmittel unterlegen ist, da erheblich größere Mengen davon benötigt werden. So gilt z.B. die Meinung, daß bei -1° C die 1,4-fache Menge bei -40 C die 1,5-fache Menge bei -7° C die 1,7-fache Menge und bei -100C die 2,0-fache Menge an Harnstoff im Vergleich zu Natriumchlorid benötigt wird, wenn dieselbe Wirkung erzielt werden soll.So far, the opinion of the experts would be that urea is inferior to sodium chloride as a de-icing agent, since considerably larger quantities of which are needed. For example, the opinion is that at -1 ° C it is 1.4 times the amount at -40 C 1.5 times the amount at -7 ° C 1.7 times the amount and at -100C 2.0 times the amount Amount of urea compared to sodium chloride is needed when having the same effect should be achieved.

Da die toten von Harnstoff in der Regel wesentlich höher sind, als die der gängigen anorganischen Enteisungsmittel, wie Natriumchlorid, Magnesiumchlorid und Calciumchlorid würde eine Aufwandmenge, die höher ist als die bei den anorganischen Salzen erforderliche, die kosten nochmals um 50 bis 100 % ansteigen lassen.Since the dead of urea are usually much higher than those of the common inorganic de-icing agents such as sodium chloride, magnesium chloride and calcium chloride would require an application rate that is higher than that of the inorganic Salts required, which increase costs by another 50 to 100%.

Diese Lehre kann jedoch nur mit der Einschränkung aufrechterhalten werden, wenn man die Auftauwirkung dieser beiden Mittel nach einer Wirkungszeit, die etwa 2 Stunden anhält, vergleicht. In der praktischen Anwendung spielt aber die Enteisungsgeschwindigkeit eine eher noch wesentlichere Rolle, sodaß auf diese Wirkung des Auftaumittels noch Bedacht zu nehmen ist.However, this teaching can only be maintained with the qualification if the thawing effect of these two remedies after a period of action which lasts about 2 hours, compares. In practical use however, the de-icing speed plays an even more important role, so that this effect of the de-icing agent is still to be taken into account.

So konnte gefunden werden, daß Harnstoff überraschenderweise in praktischer Anwendung eine gute Wirkung zeigte und, was die Auftauzeit anbelangt, dem Kochsalz weit überlegen ist, wenn Harnstoff in einer korngröße bis 0,5 mm verwendet wird. Es ist sehr wesentlich, daß die Auftauwirkung einsetzt, bevor das Streumittel von der Straße durch die Fahrzeuge weggeschleudert wird.It was found that, surprisingly, urea in practical Application showed a good effect and, as far as the thawing time is concerned, the table salt is far superior if urea is used with a grain size of up to 0.5 mm. It is very important that the thawing effect starts before the grit is removed from is thrown off the road by the vehicles.

Sogar eine Anwendung von Harnstoff bis zu einer torngröße von 1 mm gibt noch Vorteile gegenüber üblichem Streusalz, wenn es einen Anteil von mindestens 80 °% eine torngröße unter 0,5 mm enthält.Even an application of urea up to a mandrel size of 1 mm there are still advantages over normal road salt, if there is a proportion of at least 80% contains a mandrel size less than 0.5 mm.

So konnte beispielsweise bei Temperaturen von -2° C und auch bei 80 C festgestellt werden, daß der Wasseranfall nach dem Bestreuen einer EisPläche mit Harnstoff in einer torngröße bis 0,5 mm wesentlich hoher ist, als wenn eine gleichgroße Eisfläche mit derselben Menge Natriumchlorid gleicher torngröße bestreut wird.For example, at temperatures of -2 ° C and also at 80 C it can be determined that the water accumulation after sprinkling an ice surface with Urea in a torn size up to 0.5 mm is much higher than when an equally large one The ice surface is sprinkled with the same amount of sodium chloride of the same torn size.

Versuchsweise wurden auch Gisplatten von 1 m2 Fläche mit 30 g Harnstoff unter 0.5 mm torngröße und mit 30 g Natriumchlorid bei -70 C bestreut.As an experiment, gis plates with an area of 1 m2 with 30 g of urea were also used Less than 0.5 mm spine size and sprinkled with 30 g of sodium chloride at -70 ° C.

Nach mehreren gleichartigen Versuchen stellte sich heraus, daß der Wasseranfall bei der mit Harnstoff bestreuten Platte nach 5 Minuten 80 bis 100 ml/m2 beträgt, während die mit Natriumchlorid bestreute Platte einen Wasseranfall von nur 40 bis 20 ml/m2 aufwies.After several similar attempts it turned out that the Water accumulation on the plate sprinkled with urea after 5 minutes 80 to 100 ml / m2 is, while the plate sprinkled with sodium chloride has a water supply of had only 40 to 20 ml / m2.

ES konnte auch gefunden werden, daß bei einer Wirkung dauer von 30 Minuten 60 Gewichtsteile Harnstoff mit einer korngröße unter 0,5 mm dieselbe Wirkung wie 100 Gew.Teile Streusalz aus Natriumchlorid zeigen.It was also found that with an effect lasting 30 Minutes 60 parts by weight of urea with a grain size of less than 0.5 mm has the same effect as shown by 100 parts by weight of road salt made from sodium chloride.

Dieses Ergebnis konnte sowohl im Technikum als auch in Groaversuchen auf Fahrbahnen unter Verkehrsbedingungen erzielt werden.This result was able to be achieved both in the technical center and in large-scale tests can be achieved on roadways under traffic conditions.

Dieser scheinbare Widerspruch mit der herrschenden Meinung (den Literaturangaben) findet in folgenden Umständen seine Erklärung: Wird Harnstoff und Natriumchlorid auf Eisplatten gestreut, wobei in beiden Fällen torngrdßen unter 0,5 mm verwendet werden, so beginnt jedes P;iSrnchen das Eis in Wasser umzuwandeln. Die Natriumchloridkörnchen sinken infolge ihres höheren Gewichtes in das Eis unter Bildung von trichterförmigen Vertiefungen ein. Das Schüttgewicht des üblichen Natriumchloridstreusalzes ist etwa doppelt so groß wie das des Harnstoffes gleicher körnung. Die zwischen den Vertiefungen sich befindlichen Eisflächen werden nur langsam abgebaut, sodaß trotz Streuung das Eis nur teilweise schmilzt. Dies ist mit ein Grund,daß trotz Streuung mit Natriumchlorid das Glatteis auf Straßen nur langsam beseitigt werden kann.This apparent contradiction with the prevailing opinion (the literature references) finds its explanation in the following circumstances: becomes urea and sodium chloride sprinkled on ice sheets, with spine sizes below 0.5 mm used in both cases then every P; iSrnchen begins to convert the ice into water. The granules of sodium chloride sink due to their higher weight into the ice forming funnel-shaped Wells. The bulk weight of the usual sodium chloride road salt is about twice as large as that of urea of the same grain size. The one between the wells existing ice surfaces are only slowly broken down, so that despite the scattering the Ice only partially melts. This is one of the reasons that despite scattering with sodium chloride the black ice on roads can only be removed slowly.

Ganz anders wirkt Harnstoff im erfindungsgemäßen torngrößenbereich. Da dieser ein geringeres spezifisches Gevicht hat, nehmen seine Partikel eine größere Oberfläche ein. Die Auftauwirkung setzt sofort ein, ohne daß es zu Trichterbildungen kommt. In wenigen Sekunden ist die ganze Eisoberfläche mit der Harnstofflösung gleichmäßig bedeckt. In kürzester Zeit wird die Eisschicht nun gleichmäßig abgebaut. In extrem kleinen Korngrößenbereichen (unter 0,2 mm) besitzt zwar auch noch salze eine bessere Auftauwirkung, doch ist dieser torngrdßenbereich in der Praxis nicht verwendbar, da'das Aufstreuen auf die Fahrbahn problematisch wird. In dem praktisch einsetzbaren Korngrößenbereichen etwa ab 0,2 mm ist das kochsalz bereits dem Harnstoff unterlegen, soferne beim Harnstoff die erfindungsgernäße Obergrenze des orngr5ßenbereiches nicht überschritten wird.Urea has a completely different effect in the mandrel size range according to the invention. Since this has a lower specific weight, its particles take on a larger one Surface a. The thawing effect starts immediately without the formation of funnels comes. In a few seconds, the entire surface of the ice with the urea solution is even covered. The ice layer is now evenly broken down in a very short time. In extreme small It also has grain size ranges (below 0.2 mm) salts have a better thawing effect, but this range of sizes is in practice cannot be used, as spreading on the road becomes problematic. By doing The table salt is already suitable for practical use in grain size ranges from around 0.2 mm inferior to urea, provided that urea is the upper limit according to the invention the size range is not exceeded.

Der Gegenstand der Erfindung ist somit ein streubares Auftaumittel für bis und Schnee mit sehr rasch eintretender Wirkung mit Harnstoff als wirksamen Bestandteil neben antikorrosiv wirkenden Zusätzen, das dadurch gekennzeichnet ist, das es Harnstoff in einer Korngröße unter 1 mm mit mindestens 80 % eines Korngrößenanteils unter 0,5 mm enthält. Vorzugsweise wird Harnstoff in einer Korngröße von 0.1 - 0,5 mm verwendet, da die Auftauwirkung hier besonders günstig rist.The subject matter of the invention is thus a spreadable de-icing agent for up to and including snow with a very rapid effect with urea as effective Component in addition to anti-corrosive additives, which is characterized by that it is urea in a grain size below 1 mm with at least 80% of a grain size fraction contains less than 0.5 mm. Urea is preferably used in a grain size of 0.1-0.5 mm is used because the thawing effect is particularly favorable here.

Um die Straßen wirksam zu enteisen, genügt eine Streumenge von 10 bis 100 g/m2, obei vorzugsweise eine Korngröße zwischen 0,1 und 0,5 verwendet wird. Um die korrosive Wirkung des Harnstoffes zu beseitigen, kann dem Harnstoff ein Inhibitor, vorzugsweise Diammonphosphat, zugesetzt werden. Diese Wirkung kann durch die Zugabe eines oberflächenaktiven Mittels noch verstärkt werden, da durch die bessere Benetzungswirkung des Eiswassers auch schwerbenetzbare, z.B. ölige Flächen mit erfaßt werden.In order to effectively de-ice the roads, a spread rate of 10 is sufficient up to 100 g / m2, although a grain size between 0.1 and 0.5 is preferably used. In order to eliminate the corrosive effect of the urea, an inhibitor can be added to the urea, preferably diammonophosphate, can be added. This effect can be achieved by adding a surface-active agent can be strengthened because of the better wetting effect of the ice water, even hard-to-wet, e.g. oily surfaces can also be recorded.

Besondere Vorteile bietet das erfindungsgenße Auftaumittel wegen der äußerst raschen und gleichmäßigenAuftauwirkung bei der Bekämpfung von Glatteis auf Verkehrswegen.The inventive thawing agent offers particular advantages because of the extremely rapid and even thawing effect when combating black ice Traffic routes.

Da das Mittel gegenüber Fahrzeugen, Pflanzen und Tieren unschädlich ist, bestehen in dieser Sicht keine Bedenken für eine Anwendung in jeder notwendigen Menge.Since the agent is harmless to vehicles, plants and animals is, in this view, there are no reservations for an application in any necessary Lot.

Beispiel 1: Das folgende Beispiel zeigt die Abhängigkeit der Wirksamkeit von der korngröße des vervendeten Harnstoffes, Streumenge 30 g/m2 Harnstoff bei -6,5 bis -70 C korngröße mm Wasserenfall ml/m2 nach 5 Minuten Streusalz Harnstoff (N triumchlori(1) 0 - 0,16 128,0 86,8 0,16 - 0,2 96,0 84,0 0,2 - 0,25 68,0 81,2 0,25 - 0,315 40,0 57,2 0,315 - 0,4 18,0 56,0 0,4 - 0,5 10,0 44,0 0,5 - 0,63 6,0 38,0 0,63 - 0,80 4,0 34,0 0,8 - 1,00 ~ 3,2 32,0 Wie die Versuche erkennen lassen, hat das Natriumchlorid bei extrem kleinen Korngrößen z'rar eine bessere Auftauwirkung als Harnstoff, diese geht aber mit zunehmender Korngröße sehr rasch zurück, sodaß in Korngrößenbereichen, die technisch brauchbar sind, weil sie beim Aufstreuen nicht mehr weggeveht werden, bereits eine vesentliche Uberlegenheit des Harnstoffes sichtbar wird. Diese trifPt besonders für die Korngrößenbereiche zwischen 0,2 und 0,5 mm zu.Example 1: The following example shows the dependency of the effectiveness of the grain size of the used urea, spread rate 30 g / m2 urea -6.5 to -70 C grain size mm waterfall ml / m2 after 5 minutes of road salt urea (N triumchlori (1) 0-0.16 128.0 86.8 0.16-0.2 96.0 84.0 0.2-0.25 68.0 81.2 0.25 - 0.315 40.0 57.2 0.315 - 0.4 18.0 56.0 0.4 - 0.5 10.0 44.0 0.5 - 0.63 6.0 38.0 0.63 - 0.80 4.0 34.0 0.8 - 1.00 ~ 3.2 32.0 As the experiments show, the sodium chloride has a better thawing effect with extremely small grain sizes than urea, but this decreases very quickly with increasing grain size, so that in grain size ranges that are technically useful because they are not when sprinkled be swept away, a substantial superiority of urea is already visible will. This applies particularly to the grain size range between 0.2 and 0.5 mm to.

Im Gegensatz dazu beträgt der WasseranPall 30 Minuten nach Streuen einer Menge von 100 g/m2 Harnstoffprills einer torngröße von 1 - 2,5 mm bei -70 C 36 ml.In contrast, the amount of water required is 30 minutes after spreading an amount of 100 g / m2 urea prills with a pin size of 1 - 2.5 mm at -70 C 36 ml.

Beispiel 2: Es wurde bei -100 C eine Eisfläche von 1 m2 mit 30 g Harnstoff in einer Korngröße von 0,1 bis 0,5 mm bestreut. Zum Vergleich wurde ebenfalls eine Eisfläche von 1 m² mit 30 g üblichem Natriumchlorid Straßenstreusalz bestreut. Nach 20 Minuten ergab die mit Harnstoff bestreute Eisfläche einen Wasseranfall von 90 ml, während bei der mit Natriumchlorid bestreuten nur 40 ml gemessen wurden.Example 2: At -100 C, an ice surface of 1 m2 with 30 g of urea was created sprinkled in a grain size of 0.1 to 0.5 mm. For comparison, a Ice surface of 1 m² sprinkled with 30 g of common sodium chloride road salt. To For 20 minutes, the surface of the ice sprinkled with urea resulted in a water accumulation of 90 ml, whereas only 40 ml were measured in the case of the one sprinkled with sodium chloride.

Claims

Patent claims:

1. Spreadable de-icing agent for ice and snow with very wrong entrances Effect with urea as an active ingredient in addition to anti-corrosive additives * characterized in that it has a grain size of less than 1 mm with at least urea Contains 80% of a mandrel size less than 0.5 mm.

2. defrosting agent according to claim 1, characterized in that the urea the grain size has from 0.1 to 0.5 mm.

3. defrosting agent according to claims 1 and 2, characterized in that that the urea particles contain a surfactant.

4. Method of de-icing traffic routes and airfields, thereby characterized in that urea in a grain size of 0.1 to 1.0 mm with a portion of at least 80 7a a grain size below 0.5 mm, possibly in a mixture with surfactants, corrosion inhibitors and / or other deicing agents acting means is scattered.