一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑及其制備方法，屬于融雪除冰領(lǐng)域。該環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，其特征在于：由以下原料按重量百分?jǐn)?shù)組成：60-90%的主溶劑、2-20%的潤濕助溶劑和2-20%的緩蝕劑；所述的主溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%-90%甲酸鹽和10-40%偏硅酸鈉組成；潤濕助溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為40%的硼砂或硝酸鈣、和重量百分?jǐn)?shù)為60%尿素或碳酸銨組成；緩蝕劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%的葡萄糖酸鈉和40%的硫酸鋅組成。本發(fā)明有效改善了常見無機氯鹽類融雪劑腐蝕性高、對土壤結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重影響等通病，使用后在自然環(huán)境下可以自然分解，成本低于其他有機鹽類（如乙酸鉀乙酸鈣鎂等乙酸鹽類）融雪除冰劑，適于國內(nèi)外道路、機場跑道、街道等場所的融雪除冰，具有良好的推廣應(yīng)用前景。
【專利說明】一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及除冰劑，特別涉及一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑及其制備方法。屬于融雪除冰領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]冬季冰雪積存不僅影響通行，更給交通安全帶來嚴(yán)重的隱患，由于冰雪路面導(dǎo)致的交通事故每年都造成了巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。目前融雪除冰方式主要分為機械除雪和化學(xué)除雪兩種方式。機械除冰雪速度快、功效高，但存在除凈率差、易損壞路面等不足同時也存在如人行道等許多場所無法清除等限制；化學(xué)融雪劑的融雪除冰方法可彌補機械融雪除冰的不足，是一種有效的融雪化冰手段。
[0003]融雪除冰劑的類型和施用量一般根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點、降雪量等綜合情況而定。當(dāng)前國內(nèi)主要使用的融雪除冰劑主要是氯鹽類產(chǎn)品，屬于無機融雪除冰劑。對市政道路、橋涵、污水管線等金屬設(shè)施，浙青及水泥混凝土路面、橋梁、綠化和自然環(huán)境造成一定程度的腐蝕和破壞，使土壤鹽堿化，對農(nóng)田灌溉、水源水質(zhì)造成嚴(yán)重影響。氯鹽類融雪除冰劑的影響已經(jīng)日益被社會重視，在許多場所和地域已經(jīng)不再允許氯鹽類融雪除冰劑使用。而相對于氯鹽類融雪除冰劑腐蝕破壞力小的非氯鹽類融雪劑，國際上目前應(yīng)用的主要是醋酸鹽類和尿素等有機融雪劑。該類融雪劑存在價格昂貴，融雪依賴氣溫、融雪反應(yīng)時間長、日光等自然因素制約多等弱點。
[0004]我國是發(fā)展中國家，冬季受冰雪影響交通通行的地區(qū)較多，在一定情況下受制于融雪除冰費用較高的影響，無奈之下只能繼續(xù)使用氯鹽類融雪除冰劑。長而久之無異于飲鴆止渴。
[0005]相對環(huán)保且副作用較小的非氯鹽型融雪劑，由于較高的經(jīng)濟成本在短期內(nèi)不可能大量使用。在涉及到高等級公路、橋梁、城市排水管網(wǎng)、立交橋等與融冰化雪液體直接接觸的部位使用環(huán)保型融雪除冰劑是非常必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:提出了一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑及其制備方法，有效克服了常見無機氯鹽類融雪除冰劑腐蝕性高、對環(huán)境影響性大的通病，與乙酸鹽類融雪除冰劑相比，降低了國際上醋酸鉀、鈉、鈣、鎂的CMA類有機融雪劑的使用成本，是一種行之有效的新型融雪除冰產(chǎn)品。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，其特征在于:由以下原料按重量百分?jǐn)?shù)組成:60-90%的主溶劑、2-20%的潤濕助溶劑和2-20%的緩蝕劑；
所述的主溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%-90%甲酸鹽和10-40%偏硅酸鈉組成；
所述的甲酸鹽由以下重量百分比原料制成:30%-70%的甲酸鉀和30%-70%的甲酸鈣。
[0008]所述的潤濕助溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為40%的硼砂或硝酸鈣、和重量百分?jǐn)?shù)為60%尿素或碳酸銨組成；
所述的緩蝕劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%的葡萄糖酸鈉和40%的硫酸鋅組成。
[0009]所述的環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑的制備方法包括如下步驟:
步驟I)將稱取配方量的主溶劑、潤濕助溶劑和緩蝕劑，然后將上述原料投入攪拌機充分?jǐn)嚢杌旌?，使其均勻分散?br> 步驟2)將步驟I)的混合物加入對輥式造粒機，進(jìn)行擠壓造粒，形成直徑5-20mm的扁球狀顆粒；
步驟3)將步驟2)的扁球狀顆粒通過自動包裝機或人工計量包裝入庫。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點及效果是:
1.與無機氯化鹽類相比，本發(fā)明這種環(huán)保型融雪除冰劑具有較好的水溶性，且冰水冰點較低，可在自然界環(huán)境下可以生物降解，具有很強的融雪化冰能力，可在冰層上首先熔融一點，進(jìn)而使冰層底部融化，可使積雪、冰面松動，更易鏟除。由于不含氯鹽物質(zhì)，對周邊植物、土壤及水源無污染、對金屬的腐蝕性小、化學(xué)品的無毒性，自然屬性高，屬環(huán)境友好類物質(zhì)。符合國家融雪除冰產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及環(huán)保要求。
[0011]2.本發(fā)明使用的原材料可以在國內(nèi)方便地采購，全部主料和輔助材料均可在化工市場購得，生產(chǎn)成本低于醋酸鹽類產(chǎn)品，制作工藝相對簡單，是具有推廣價值的非氯鹽融雪除冰產(chǎn)品。
[0012]3.按本發(fā)明配方和制作工藝生產(chǎn)的融雪劑融雪化冰性能好、冰點低、對市政基礎(chǔ)設(shè)施的金屬和混凝土等材料的腐蝕性小、對農(nóng)田和綠化植被破壞性極低，而且生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)點，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0013]在本發(fā)明中特別強調(diào)的是主溶劑項，甲酸鹽是國際上部分國家用于機場跑道融雪除冰的重要嘗試性物質(zhì)。由于分子較小，易于溶于水中，在冰雪層面滲透性優(yōu)于其他類型融雪除冰劑。融化過程中會產(chǎn)生一定的溶解熱，有利于加速冰雪融化，國際航空界對甲酸鹽的除雪融冰效果是滿意的，但有部分國家認(rèn)為其對金屬特別是航空器的金屬裸露部位的腐蝕持有異議，故多年來在航空業(yè)的融雪除冰應(yīng)用有限。但是在公路、道路、街道、橋梁及交通設(shè)施方面應(yīng)用完全不存在問題，其對金屬的腐蝕性指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于氯鹽類融雪除冰劑，符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，化雪除冰后形成的水溶液對周邊環(huán)境沒有不良作用，可以在自然界降解，甲酸鈣還是養(yǎng)牛行業(yè)重要的飼料添加劑，屬生物環(huán)境良好型物質(zhì)。偏硅酸鈉是大量用于洗潔劑方面的重要助劑，很突出的作用之一就是較強勁的水化助溶作用，一般環(huán)境下易吸濕返潮結(jié)塊。用于融雪除冰時吸濕性越好的物質(zhì)越易于與水溶解。下雪結(jié)冰后，積雪和冰層的固態(tài)形式相對穩(wěn)定，只有盡可能地將其先行融化一個點，逐漸擴大滲透，才能將大面積冰雪層融化。
[0014]4.本發(fā)明中融雪除冰劑主體和輔助材料都具有較好的水溶性，且冰共溶點較低，一般的固體融雪除冰劑如氯鹽類物質(zhì)，多為液體轉(zhuǎn)固體時滾筒制片的片劑，工藝過程中不予許其他物質(zhì)存在，成型后做融雪除冰劑時想加入功能性材料只能簡單混合，做不到均勻分散。
[0015]本發(fā)明制作工藝中是使選擇物質(zhì)先行充分混合，由于主要物質(zhì)都為微?；蚍蹱?，易于混合分散，同時經(jīng)過擠壓對輥式造粒，使每一粒中都均勻分散著功能性材料，這樣的結(jié)構(gòu)體，在實際應(yīng)用中融雪化冰、潤濕、助溶、對金屬表面鈍化緩蝕等等都能起到應(yīng)有的作用。將混合物大壓力擠壓結(jié)成具有一定硬度的顆粒體，經(jīng)過機械或人工拋灑，扁球狀態(tài)在路面易于分散，在風(fēng)雪天拋灑不會被吹離應(yīng)用面，化雪除冰時相互作用，提高效能，較硬顆粒灑在冰雪路面上時，能起到增加輪胎與路面的摩擦力，防止打滑，車輛駛過將顆粒壓入冰雪底面，對從冰雪底層融化作用更好。
[0016]5.本發(fā)明中使用的基本原料許多屬于農(nóng)業(yè)化肥類，如尿素、硝酸鈣、碳酸銨等，硫酸鋅、葡糖糖酸鈉等在食品、醫(yī)藥行業(yè)廣為應(yīng)用，甲酸鹽和偏硅酸鈉以及硼砂都是非毒性物質(zhì)，良好的生物降解性對沿路植物、土壤及水源無污染，對金屬的腐蝕性小、化學(xué)毒性很低，符合國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
[0017]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做一步的說明，但不作為對本發(fā)明的限定。

【具體實施方式】
[0018]融雪化冰劑的作用原理，主要是利用組成物資的水溶性以及水溶液較低的冰點，將冰雪類固態(tài)物共融成水溶液，由于該溶液的冰點低于環(huán)境結(jié)晶溫度，使之保持液體狀態(tài)，并通過其溶液勢能流向低處，進(jìn)一步將周邊冰雪融化帶走。優(yōu)異的融雪除冰劑在融化冰雪過程中，會產(chǎn)生水化反應(yīng)熱，對化雪融冰有一定的物理放熱性，能夠加快化雪融冰的進(jìn)程。本發(fā)明中主要物質(zhì)在固液轉(zhuǎn)型中會產(chǎn)生物理放熱，對化雪融冰有益。
[0019]在化雪除冰過程中，融化冰雪到一定程度，即共溶溶液的濃度冰點高于環(huán)境溫度時，會使冰雪溶液重新結(jié)晶結(jié)冰，因而為防止積雪結(jié)冰。就必須使融雪除冰劑溶液保持一定的濃度，從而使冰雪溶液的冰點低于環(huán)境溫度。
[0020]液體融雪除冰劑，直接使用灑在冰雪路面上，可以使冰凍的冰層積雪消凍成水，同時也會順勢流走，使其作用效能降低，所以多數(shù)場合使用固體融雪除冰劑。多數(shù)融雪除冰劑產(chǎn)品如氯鹽類由液體轉(zhuǎn)固體時，經(jīng)濃縮后由熱滾筒式制片機制片固化，制成融雪除冰劑時仍沿用了其片狀形式，有些是小粒狀態(tài)，除使用時會被風(fēng)吹影響外，其混合其他組分后固態(tài)結(jié)構(gòu)也是一種各自分離的混合體，一旦釋放到冰雪表面，由于組分中物質(zhì)水溶解性能的差異，會形成數(shù)種不同的溶解速率，效果最好的是主要物質(zhì)先融化，輔助物質(zhì)和緩蝕劑稍后融化，否則會影響其效能。
[0021]1.主要原材料及質(zhì)量要求
甲酸鹽:甲酸鉀、甲酸鈣的混合物，分子式為HCOOK+HCOOCa
甲酸鉀:為白色結(jié)晶性粉末，分子式HC00K。無臭、無毒、無腐蝕性；有吸濕性，易潮解，溶于水；
甲酸鈣:白色結(jié)晶粉末，略有吸濕性，中性、無毒，溶于水；
偏硅酸鈉:白色粉末，吸濕性強，弱堿性，無毒、無腐蝕，溶于水；
硼砂或硝酸鈣:白色細(xì)結(jié)晶體，弱堿性，無毒無腐蝕，易溶于水；
尿素或碳酸銨:白色結(jié)晶體，中性，無毒無腐蝕，易溶于水；
葡萄糖酸鈉:白色結(jié)晶顆?；蚍勰?，極易溶于水，無毒無腐蝕；
硫酸鋅:白色或無色結(jié)晶或粉末，無氣味，易溶于水。
[0022]2.融雪劑合成配方
一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，由以下原料按重量百分?jǐn)?shù)組成:60-90%的主溶劑、2-20%的潤濕助溶劑和2-20%的緩蝕劑；所述的主溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%-90%甲酸鹽和10-40%偏硅酸鈉組成；潤濕助溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為40%的硼砂或硝酸鈣、和重量百分?jǐn)?shù)為60%尿素或碳酸銨組成；緩蝕劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%的葡萄糖酸鈉和40%的硫酸鋅組成。
[0023]所述的甲酸鹽由以下重量百分比原料制成:30%_70%的甲酸鉀和30%_70%的甲酸鈣。
[0024]緩蝕劑在融雪劑中的比例為很小一部分，但是對接觸到的金屬起到了十分關(guān)鍵的延緩腐蝕作用。其緩蝕作用原理是緩蝕劑能與金屬的離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在金屬表面生成具有保護(hù)作用的、不溶的化合物氧化膜層，將金屬與介質(zhì)機械隔開，阻止腐蝕過程，起到緩蝕作用。
[0025]3.制備工藝
所述的環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑的制備方法包括如下步驟:
步驟1)將稱取配方量的主溶劑、潤濕助溶劑和緩蝕劑(如有吸潮結(jié)塊即先行破碎粉化)，然后將上述原料投入攪拌機充分?jǐn)嚢杌旌?，使其均勻分散?br> 步驟2)將步驟I)的混合物加入對輥式造粒機，進(jìn)行擠壓造粒，形成直徑5-20mm的扁球狀顆粒；
步驟3)將步驟2)的扁球狀顆粒通過自動包裝機或人工計量包裝入庫。
[0026]實施例1
一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，由重量百分?jǐn)?shù)為90%的主溶劑、8%的潤濕助溶劑和2%的緩蝕劑組成；所述的主溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為90%甲酸鹽和10%偏硅酸鈉均勻混合而成；潤濕助溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為40%的硼砂和60%尿素均勻混合而成；緩蝕劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%的葡萄糖酸鈉和40%的硫酸鋅均勻混合而成；所述的甲酸鹽由以下重量百分比原料制成:70%的甲酸鉀和30%的甲酸鈣均勻混合而成。
[0027]所述的環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑的制備方法包括如下步驟:
步驟1)稱取上述配方量的主溶劑、潤濕助溶劑和緩蝕劑，然后將上述原料投入攪拌機充分?jǐn)嚢杌旌?，使其均勻分散?br> 步驟2)將步驟I)的混合物加入對輥式造粒機，進(jìn)行擠壓造粒，形成直徑5-20mm的扁球狀顆粒；
步驟3)將步驟2)的扁球狀顆粒通過自動包裝機或人工計量包裝入庫。
[0028]本品適用于溫度較低的環(huán)保融雪除冰之用。
[0029]實施例2
一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，由重量百分?jǐn)?shù)為60%的主溶劑、20%的潤濕助溶劑和20%的緩蝕劑組成；所述的主溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%甲酸鹽和40%偏硅酸鈉均勻混合而成；潤濕助溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為40%的硝酸鈣和60%碳酸銨均勻混合而成；緩蝕劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%的葡萄糖酸鈉和40%的硫酸鋅均勻混合而成；所述的甲酸鹽由以下重量百分比原料制成:30%的甲酸鉀和70%的甲酸鈣均勻混合而成。
[0030]制備方法同實施例1。
[0031 ] 本品屬于通用性的環(huán)境融雪除冰劑。
[0032]實施例3
一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，由重量百分?jǐn)?shù)為85%的主溶劑、2%的潤濕助溶劑和13%的緩蝕劑組成；所述的主溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為70%甲酸鹽和30%偏硅酸鈉均勻混合而成；潤濕助溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為40%的硼砂和60%碳酸銨均勻混合而成；緩蝕劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%的葡萄糖酸鈉和40%的硫酸鋅均勻混合而成；所述的甲酸鹽由以下重量百分比原料制成:50%的甲酸鉀和50%的甲酸鈣均勻混合而成。
[0033]制備方法同實施例1。
[0034]本品屬于價格較低的通用型的環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑。
[0035]下面是將本發(fā)明的實施例1的產(chǎn)品同現(xiàn)有的氯化鈣類氯鹽系和醋酸鈣鎂鹽做的對比。見表1

【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，其特征在于:由以下原料按重量百分?jǐn)?shù)組成:60-90%的主溶劑、2-20%的潤濕助溶劑和2-20%的緩蝕劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，其特征是:所述的主溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%-90%甲酸鹽和10-40%偏硅酸鈉組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，其特征在于:所述的甲酸鹽由以下重量百分比原料制成:30%-70%的甲酸鉀和30%-70%的甲酸鈣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，其特征是:所述的潤濕助溶劑由重量百分?jǐn)?shù)為40%的硼砂或硝酸鈣和重量百分?jǐn)?shù)為60%尿素或碳酸銨組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，其特征是:所述的緩蝕劑由重量百分?jǐn)?shù)為60%的葡萄糖酸鈉和40%的硫酸鋅組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑，其特征在于:所述的環(huán)保型非氯鹽融雪除冰劑的制備方法包括如下步驟: 步驟1)將稱取配方量的主溶劑、潤濕助溶劑和緩蝕劑，然后將上述原料投入攪拌機充分?jǐn)嚢杌旌希蛊渚鶆蚍稚ⅲ? 步驟2)將步驟I)的混合物加入對輥式造粒機，進(jìn)行擠壓造粒，形成直徑5-20mm的扁球狀顆粒； 步驟3)將步驟2)的扁球狀顆粒通過自動包裝機或人工計量包裝入庫。
【文檔編號】C09K3/18GK104073221SQ201410287228
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】段偉, 高希平, 楊貴儉, 程勛, 龐春艷, 韓林 申請人:陜西省建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院