JP2021510760A - 飽和度が増大した融氷組成物及び使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の実施形態は一般に、融氷組成物(ice melting compositions)の調製及び使用に関する。より具体的には、本開示は、除氷剤(deicing agent)と、イオン液体、深共晶溶媒、分散剤及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種の添加剤とを含む水性融氷組成物に関する。これらの融氷組成物は、添加剤を含まない同様の組成物と比較して、除氷剤について増大した飽和点(increased saturation point)を有し、それによって、低温での溶液中の除氷剤の析出(precipitation)が低減又は排除される。
冬のような気象条件は、雪と氷の形で道路に危険をもたらす。道路及び高速道路上の雪及び氷を排除することは、公共の安全上の大きな利点を有する。塩化ナトリウム(NaCl)及び塩化マグネシウム(MgCl2)はしばしば、道路及び歩道上の雪及び氷の形成を抑制するために使用される。これらの塩は、沈殿物中に溶解し、水の凝固点を低下させ、それによって氷及び雪を溶かすことによって、除氷剤として働く。
本明細書においては、少なくとも1種の溶媒、少なくとも1種の除氷剤、並びにイオン液体、深共晶溶媒、分散剤、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種の添加剤を含む融氷組成物が開示される。組成物は、少なくとも1種の添加剤の添加による増大した飽和点を示し、それによって、より低い温度での除氷剤の析出が抑制される。また、本明細書には、氷を溶かすか、又は表面における氷の形成を防止する方法も開示される。この方法は氷が形成される前又は後のいずれかに、融氷組成物を表面に適用することを含む。
式[NR1R2R3R]+の第四級アンモニウムカチオン、
イモフコーン(Imhoff cone)中で、EFKA IO 6783((トリス-2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムメチルスルファート)を1.0Lの30重量% MgCl2溶液に添加し、均一になるまで混合した。48時間後、-17.8℃(0°F)で、析出物を回収し、80℃で一晩乾燥させ、秤量した。以下の結果が得られた:
可能な限り少量の添加剤を使用することがより費用効果的であるので、より低い濃度でのイオン液体の有用性を決定するために、さらなる試験を行った。実施例1と同様に、ガラスジャー中で、EFKA IO 6783を300mLの30重量% MgCl2溶液に添加し、-17.8℃(0°F)で24時間保持した。以下の結果が得られた:
上記の実施例2と同じ手順を使用して、Pluriol(登録商標)3350(3350 amuの重量平均分子量を有する医薬グレードPEG)を、単独で、又は3.5重量%のEFKA IO 6783又はBasionics BC 04(1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセタート)のいずれかと組み合わせて、添加剤として使用した。以下の結果が得られた:
このデータによれば、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセタート及び(トリス-2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムメチルスルファートは両方とも、48時間後に30重量% MgCl4溶液中で観察された析出物の量を有意に減少させた。分散剤の添加により、析出がさらに減少する。Pluriol(登録商標)3350のみを含むサンプルのいくつかでは-17.8℃(0°F)で固体が凍結したが、イオン液体を含むサンプルではどれも凍結しなかったことに留意されたい。これらの結果はまた、異なる濃度及び時間を比較する場合の対照又は標準の重要性を示す。結晶化は必ずしも迅速なプロセスではなく、異なる時間放置されたサンプルは異なる量の析出を示し得る。
Claims (30)
- 少なくとも1種の溶媒、
0.01〜約55重量%の少なくとも1種の除氷剤、並びに
0.01〜約0.25重量%の、イオン液体、深共晶溶媒、分散剤、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種の添加剤
を含む、融氷組成物。 - 少なくとも1種の添加剤が少なくとも1種のイオン液体を含む、請求項1に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種のイオン液体が、4-(2-ヒドロキシ-プロピル)-1-メチル-4H-イミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、3-メチル-1-(プロパン-2-オール)-イミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、3-メチル-1-(プロパン-2-オール)-イミダゾリウムクロリド、3-メチル-1-(プロパン-2-オール)-イミダゾリウムニトラート、3-メチル-1-(エトキシエトキシ)-イミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、3-ヘキシル-1-(2-ジエチルホスホナート-エチル)-イミダゾリウムテトラフルオロボラート、3-ヘキシル-1-(3-ジエチルホスホナート-プロピル)-イミダゾリウムテトラフルオロボラート、3-オクチル-1-(2-ジエチルホスホナート-エチル)-イミダゾリウムテトラフルオロボラート、3-メチル-1-ブチル-イミダゾリウムテトラフルオロボラート、3-メチル-1-ブチル-イミダゾリウムクロリド、3-メチル-1-ブチル-イミダゾリウムオクチルスルファート、3-メチル-1-ブチル-イミダゾリウムフルオロハイドロジェネート、3-メチル-1-エチル-イミダゾリウムトリシアノメタン、3-メチル-1-エチル-イミダゾリウムフルオロハイドロジェネート、3-メチル-1-エチル-イミダゾリウムカルボラン、3-メチル-1-エチル-イミダゾリウムメチルカルボラン、3-メチル-1-エチル-イミダゾリウムエチルカルボラン、3-メチル-1-メチル-イミダゾリウムフルオロハイドロジェネート、3-メチル-1-プロピル-イミダゾリウムフルオロハイドロジェネート、3-メチル-1-ペンチル-イミダゾリウムフルオロハイドロジェネート、3-メチル-1-ヘキシル-イミダゾリウムフルオロハイドロジェネート、3-メチル-1-ヘキシル-イミダゾリウムクロリド、3-メチル-1-オクチル-イミダゾリウムクロリド、3-メチル-1-オクチル-イミダゾリウムテトラフルオロボラート、3-メチル-1-メチル-イミダゾリウムテトラフルオロボラート、3-メチル-2-エチル-1-メチル-イミダゾリウムカルボラート、テトラエチルアンモニウムトリブチルオクチルボラート、テトラエチルアンモニウムアセタート、ヘキシル-トリエチル-アンモニウムヘキシル-トリエチルボラート、ヘキシル-トリエチル-アンモニウムトリブチルオクチルボラート、テトラプロピルアンモニウムトリプロピルヘキシルボラート、テトラブチルアンモニウムトリブチルヘキシルボラート、ヘキシル-トリ-ブチルアンモニウムトリブチルヘキシルボラート、ヘキシル-トリ-ブチルアンモニウム ビス-トリフルオロメタンスルホンアミド、ヘプチル-トリ-ブチルアンモニウム ビス-トリフルオロメタンスルホンアミド、テトラペンチルアンモニウム ビス-トリフルオロメタンスルホンアミド、オクチル-トリ-ブチルアンモニウム ビス-トリフルオロメタンスルホンアミド、オクチル-トリ-ブチルアンモニウムトリフルオロメチルスルホナート、テトラヘキシルアンモニウム ビス-トリフルオロメタンスルホンアミド、テトラヘキシルアンモニウム トリブチルヘキシルボラート、テトラヘプチルアンモニウム ビス-トリフルオロメタンスルホンアミド、テトラオクチルアンモニウム ビス-トリフルオロメタンスルホンアミド、テトラドデシルアンモニウム ビス-トリフルオロメタンスルホンアミド、N-メチル-N-プロピルピロリジンジシアニミド、N-メチル-N-ブチルピロリジンジシアニミド、N-メチル-N-ヘキシルピロリジンジシアニミド、[ビス-(N-ブチル-N-エチル-アミノ)-メチレン]-ジメチル-アンモニウムテトラフルオロボラート、[ビス-(N-ヘキシル-N-ヘキシル-アミノ)-メチレン]-ジメチル-アンモニウム テトラフルオロボラート、[ビス-(N-ヘキシル-N-ヘキシル-アミノ)-メチレン]-ジメチル-アンモニウムヘキサフルオロホスファート、[ビス-(N-ヘキシル-N-ヘキシル-アミノ)-メチレン]-ジメチル-アンモニウムクロリド、[ビス-(N-ヘキシル-N-ヘキシル-アミノ)-メチレン]-ジメチル-アンモニウム ビス-トリフルオロメタンスルホンアミド、[ビス-(N-オクチル-N-オクチル-アミノ)-メチレン]-ジメチル-アンモニウムテトラフルオロボラート、[ビス-(N-オクチル-N-オクチル-アミノ)-メチレン]-ジメチル-アンモニウムヘキサフルオロホスファート、[ビス-(N-オクチル-N-オクチル-アミノ)-メチレン]-ジメチルアンモニウムクロリド、メチル-トリプロピルホスホニウムトシラート、メチル-トリ-(iso-ブチル)ホスホニウムトシラート、メチル-トリ-(tert-ブチル)ホスホニウムトシラート、メチル-ジ-(iso-ブチル)-オクチルホスホニウムトシラート、メチル-ジ-(iso-ブチル)-テトラデシルホスホニウムトシラート、テトラデシル-トリ-(ヘキシル)-ホスホニウムブロミド、テトラデシル-トリ-(ヘキシル)-ホスホニウムテトラフルオロボラート、テトラデシル-トリ-(ヘキシル)-ホスホニウムヘキサフルオロホスファート、オクチルイミダゾリウムサリチラート、ノニルイミダゾリウムサリチラート、ドデシルイミダゾリウムサリチラート、(ブチルオキシメチル)イミダゾリウムサリチラート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート、1-メチル-3-オクチルイミダゾリウムテトラフルオロボラート、1-ブチルピリジニウムテトラフルオロボラート、1-ブチル-3-メチルピリジニウムテトラフルオロボラート、1-ブチル-4-メチルピリジニウムテトラフルオロボラート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート、1-メチル-3-オクチルイミダゾリウム、1-ブチルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、1-ブチル-3-メチルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、1-ブチル-4-メチルピリジニウムヘキサフルオロホスファート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムジエチルホスファート、1,3-ジメチルイミダゾリウムジメチルホスファート、コリンジハイドロジェンホスファート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムエチルスルファート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムハイドロジェンスルファート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセタート、エチルアンモニウムニトラート、トリエチルスルホニウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、メチルトリオクチルアンモニウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-エチル-3-メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-メチル-3-プロピルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1,2-ジメチル-3-プロピルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ブチル-2,3-ジメチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ヘキサデシル-3-メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-アリル-3-メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-メチル-1-プロピルピロリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ブチル-1-メチルピロリジニウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-メチル-1-プロピルピペリジニウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ブチルピリジニウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ブチル-3-メチルピリジニウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-ブチル-4-メチルピリジニウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムトリフラート、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムトリフラート、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウムトリフラート、1-メチル-3-オクチルイミダゾリウムトリフラート、1-ブチル-1-メチルピロリジニウムトリフラート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムチオシアナート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムジシアナミド、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムジシアナミド、1-ブチル-1-メチルピロリジニウムジシアナミド、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド、1-アリル-3-メチルイミダゾリウムクロリド、トリヘキシルテトラデシルホスホニウムクロリド、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムブロミド、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムブロミド、1,3-ジメチルイミダゾリウムヨージド、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムヨージド、1-メチル-3-プロピルイミダゾリウムヨージド、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムヨージド、1-ヘキシル-3-メチルイミダゾリウムヨージド、1-アリル-3-メチルイミダゾリウムヨージド、(トリス-2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムメチルスルファート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセタート、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項2に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種のイオン液体が、(トリス-2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムメチルスルファート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセタート及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項3に記載の融氷組成物。
- 0.1〜5.0重量%の少なくとも1種のイオン液体を含む、請求項2に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種の添加剤が、少なくとも1種の深共晶溶媒を含む、請求項1に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種の深共晶溶媒が、I型深共晶溶媒、II型深共晶溶媒、III型深共晶溶媒、IV型深共晶溶媒、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項6に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種の深共晶溶媒が、1:1の塩化コリンとグリコールである、請求項7に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種の除氷剤が、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、酢酸ナトリウム、酢酸カルシウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウムマグネシウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、ギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、ギ酸カルシウム、ギ酸マグネシウム、尿素、砂、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種の除氷剤が塩化マグネシウムを含む、請求項9に記載の融氷組成物。
- 25〜35重量%の少なくとも1種の除氷剤を含む、請求項10に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種の溶媒が、酢酸、アセトン、アセトニトリル、ベンゼン、n-ブタノール、s-ブタノール、t-ブタノール、2-ブタノン、四塩化炭素、クロロベンゼン、クロロホルム、シクロヘキサン、シクロペンタン、1,2-ジクロロエタン、ジクロロメタン、ジエチルエーテル、ジエチレングリコール、ジグリム、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、1,4-ジオキサン、エタノール、酢酸エチル、ギ酸、グリム、ヘプタン、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサメチルリン酸トリアミド、ヘキサン、イソプロパノール、メタノール、メチルt-ブチルエーテル、ニトロメタン、ペンタン、石油エーテル、プロパノール、炭酸プロピレン、ピリジン、スルホラン、テトラヒドロフラン、トルエン、水、m-キシレン、o-キシレン、p-キシレン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種の溶媒が水を含む、請求項12に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種の添加剤が0.01〜1.0重量%の少なくとも1種の分散剤を含む、請求項1に記載の融氷組成物。
- 少なくとも1種の分散剤が、ポリ(アルキレン)グリコール、(ポリ)プロピレングリコール、(ポリ)エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項14に記載の融氷組成物。
- 水、
約30重量%の塩化マグネシウム、
約3.5重量%の、(トリス-2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムメチルスルファート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセタート及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるイオン液体、並びに
0.02〜1.0重量%の(ポリ)エチレングリコール
を含む、請求項14に記載の融氷組成物。 - 少なくとも1種の添加剤を含まない同じ組成物と比較して、増大した飽和点を有する、請求項1に記載の融氷組成物。
- 水、
約30重量%の塩化マグネシウム、及び
0.02〜1.0重量%の(ポリ)エチレングリコール
を含む、請求項15に記載の融氷組成物。 - 表面上の氷を溶かすための方法であって、
氷が形成された後に融氷組成物を表面に適用することを含み、
融氷組成物が、
少なくとも1種の溶媒、
0.01〜約55重量%の少なくとも1種の除氷剤、並びに
0.01〜約25重量%の、イオン液体、深共晶溶媒、分散剤及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種の添加剤を含む、方法。 - 融氷組成物が、
約30重量%の塩化マグネシウム、
約3.5重量%の、(トリス-2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムメチルスルファート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセタート及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるイオン液体、並びに
0.02〜約1.0重量%のポリ(エチレン)グリコール
を含む、請求項19に記載の方法。 - 表面が、建物、屋根、ガター、パイプの内部又は外部、非多孔性アスファルト道路、アスファルト道路、多孔性アスファルト道路、コンクリート道路、ビチューメン道路、れんが道路、砂利道、敷石道路、舗装されていない道路、橋、道路高架、舗装道路、窓、歩道、通路、舗装された通路、滑走路、航空機、自動車、トラック、車両及び車両フロントガラスからなる群から選択される、請求項19に記載の方法。
- 表面上の氷を溶かすための方法であって、
氷が形成された後に融氷組成物を表面に適用することを含み、
融氷組成物が、請求項1に記載の融氷組成物を含む、方法。 - 表面上の氷を溶かすための方法であって、
氷が形成された後に融氷組成物を表面に適用することを含み、
融氷組成物が、請求項16に記載の融氷組成物を含む、方法。 - 表面上の氷を溶かすための方法であって、
氷が形成された後に融氷組成物を表面に適用することを含み、
融氷組成物が、請求項18に記載の融氷組成物を含む、方法。 - 表面上の氷の形成を防止するための方法であって、
氷が形成される前に融氷組成物を表面に適用することを含み、
融氷組成物が、
少なくとも1種の溶媒、
0.01〜約55重量%の少なくとも1種の除氷剤、並びに
0.01〜約0.25重量%の、イオン液体、深共晶溶媒、分散剤、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種の添加剤を含む、方法。 - 融氷組成物が、
約30重量%の塩化マグネシウム、
約3.5重量%の、(トリス-2-ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムメチルスルファート、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセタート及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるイオン液体、並びに
0.02〜約1.0重量%のポリ(エチレン)グリコール
を含む、請求項25に記載の方法。 - 表面が、建物、屋根、ガター、パイプの内部又は外部、非多孔性アスファルト道路、アスファルト道路、多孔性アスファルト道路、コンクリート道路、ビチューメン道路、れんが道路、砂利道、敷石道路、舗装されていない道路、橋、道路高架、舗装道路、窓、歩道、通路、舗装された通路、滑走路、航空機、自動車、トラック、車両及び車両フロントガラスからなる群から選択される、請求項25に記載の方法。
- 表面上の氷の形成を防止するための方法であって、
氷が形成される前に融氷組成物を表面に適用することを含み、
融氷組成物が、請求項1に記載の融氷組成物を含む、方法。 - 表面上の氷の形成を防止するための方法であって、
氷が形成される前に融氷組成物を表面に適用することを含み、
融氷組成物が、請求項16に記載の融氷組成物を含む、方法。 - 表面上の氷の形成を防止するための方法であって、
氷が形成される前に融氷組成物を表面に適用することを含み、
融氷組成物が、請求項18に記載の融氷組成物を含む、方法。
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