本發(fā)明屬于融雪除冰領(lǐng)域，特別涉及一種高效緩蝕復(fù)合氯鹽型融雪劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：寒冷的冬季，冰雪致使車輛輪胎的附著系數(shù)大大降低，相關(guān)資料顯示：干燥瀝青路面的附著系數(shù)約為0.6，而積雪路面的附著系數(shù)僅為0.2，結(jié)冰道路的附著系數(shù)僅為0.15，分別為干燥瀝青路面的1/3和1/4。因此，路面因降雪而積雪結(jié)冰，會給道路暢通和行車安全帶來嚴(yán)重的不良影響，使汽車打滑、制動距離顯著加長，甚至導(dǎo)致剎車失靈、方向失控，造成嚴(yán)重的交通事故。為了保障道路暢通和行車安全，避免交通事故或少出交通事故，提高道路通行能力和運營效益，必須采取措施清除路面冰雪。研究與應(yīng)用科學(xué)有效的路面除冰雪技術(shù)，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。道路的除冰化雪方法有很多，包括人/機械除冰、微波除冰以及撒布融雪劑除冰等，在所有的除冰措施中，撒布融雪劑以操作簡單、成本低、除冰速度快、效果好等優(yōu)勢被廣泛使用。自上世紀(jì)五十年代開始，西方發(fā)達(dá)國家開始使用融雪劑。按照其主要化學(xué)成分的不同，大體分為三類：氯鹽型、非氯鹽型、環(huán)?；旌闲?。其中以氯鹽為主要成分的無機型產(chǎn)品以其儲量大、價格便宜，僅相當(dāng)于有機型產(chǎn)品的1/10，而且融雪效果好，短期內(nèi)難以被取代。據(jù)資料統(tǒng)計，美國每年融雪劑的使用量達(dá)到1500萬噸，費用達(dá)300萬美元以上；加拿大每年用量為400～500萬噸，費用超過100萬美元。2008年，我國多個省市遭遇強降雪天氣，為保證道路暢通，維持交通有序進行，各地方都積極播撒大量融雪劑以恢復(fù)道路通暢。馬凱特大學(xué)公共與環(huán)境工程部Kuemmel研究表明，使用氯鹽型融雪劑降低了公路行車安全隱患，由于其快速的除冰效果，使得在冬季意外交通事故發(fā)生率降低88％。在保證公路交通暢通和公共安全保障方面顯示了不可替代的作用，今后仍將繼續(xù)大范圍的使用氯鹽型融雪劑。然而，在長年的除冰撒鹽工作后，人們漸漸意識到撒鹽后留在路面上的氯鹽對自然環(huán)境、道路、橋梁、植物、河流等都造成了不同程度的破壞。例如在我國季凍地區(qū)，長期使用氯鹽除冰化雪，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，建成不久的混凝土路面就較早地出現(xiàn)了開裂、坑槽、松散等一些路面病害，養(yǎng)護費用大幅提高，后期維護的費用甚至超過其原來的建設(shè)費用。截止1999年，在美國近60萬座橋梁中，有15％受到氯鹽型融雪劑腐蝕損壞導(dǎo)致承載力不足，用于修復(fù)加固的計劃費用已多達(dá)83億美元，是當(dāng)初建橋費用的4倍。為了降低或阻止其對環(huán)境的破壞，研究者們積極探索通過加入添加劑來改善或杜絕其對環(huán)境的不良影響。隨著緩蝕環(huán)境的變化(比如說溶解后濃度、氯化鈉和氯化鈣的比例或其它因素)都會對緩蝕劑的配方產(chǎn)生影響，目前有相關(guān)的研究工作開展，但仍存在緩蝕效果欠理想，成本偏高等問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種高效緩蝕復(fù)合氯鹽型融雪劑，減小了其在使用過程中對路面、橋梁、汽車及附屬設(shè)施的腐蝕，按以下各組分質(zhì)量份數(shù)混合而成：緩蝕劑由六偏磷酸鈉、鉬酸鈉、苯甲酸鈉、葡萄糖酸鈉、磷酸二氫鋅、酒石酸鈉、三聚磷酸鈉、硅酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、檸檬酸三鈉、苯并三氮唑、硫脲組成；助劑由羧甲基纖維素鈉、尿素及聚維酮組成，其中，上述緩蝕劑中各組分的質(zhì)量份數(shù)為：作為優(yōu)選：上述緩蝕劑中各組分的質(zhì)量份數(shù)為：上述助劑中各組分的質(zhì)量份數(shù)為：羧甲基纖維素鈉0.5～25份尿素0.5～20份聚維酮0.5～30份；作為優(yōu)選：上述助劑中各組分的質(zhì)量份數(shù)為：羧甲基纖維素鈉0.5～10份尿素0.5～15份聚維酮0.5～15份；融雪劑為顆粒狀，其粒徑大小約為6mm×6mm×4mm。本發(fā)明還提供了一種上述融雪劑的制備方法：按照上述各組分的比例，將水(氯鹽重量的10％)、氯化鈉、二水氯化鈣、緩蝕劑和助劑加入到混料機預(yù)混，再輸送至攪拌機中進行攪拌混合，然后輸送至造粒機進行造粒成型，篩分后得到高效緩釋復(fù)合氯鹽型融雪劑，篩分后，不合格品再輸送至造粒機重新造粒。本發(fā)明的有益效果在于：(1)本發(fā)明原料來源廣泛、價格低廉、硫酸根離子含量較低，能有效降低對金屬和水泥混凝土以及瀝青路面的腐蝕；(2)緩蝕劑中選用的六偏磷酸鈉能顯著提高金屬表層的陽極極化度，明顯阻滯陽極腐蝕過程；葡萄糖酸鈉、九水合硅酸二鈉與磷酸二氫鋅對抑制碳鋼的腐蝕具有較為明顯的協(xié)同效應(yīng)；木質(zhì)素磺酸鈉、檸檬酸三鈉、三聚磷酸鈉、硫脲、鉬酸鈉也能在一定程度上抑制金屬的腐蝕；苯并三氮唑、酒石酸鈉、苯甲酸鈉能在金屬表面形成化學(xué)吸附層抑制腐蝕；緩蝕劑組合能明顯降低融雪劑對道路、橋梁、車輛等金屬部件的腐蝕，而且還能夠在促進融雪速率方面起到協(xié)同效果；(3)助劑中選用的羧甲基纖維素鈉和聚維酮能提升顆粒的強度，避免在運輸及使用過程中顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌；尿素能為植物提供較好的肥料和營養(yǎng)元素，參與植物體內(nèi)多種必須物質(zhì)的代謝過程；(4)該產(chǎn)品生產(chǎn)工藝簡便易行，在常溫常壓下進行，條件溫和，同時顆粒狀固體適合大規(guī)模機械化拋撒作業(yè)，在城鄉(xiāng)道路、高速公路、軌道交通、機場、廣場、庭院和橋梁等方面能充分發(fā)揮除冰融雪能力，且具有優(yōu)異的緩蝕效果。具體實施方式1、配方組成表1列出了5個實施例和空白樣的融雪劑，其中的數(shù)值以質(zhì)量份數(shù)計算：表12、金屬碳鋼腐蝕為確定緩蝕劑的效果，參考DB11/T161-2012的旋轉(zhuǎn)掛片法進行檢測，測試方法和測試條件如下：首先將表1中各實施例及空白樣中的融雪劑均按照氯鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.0％配制成腐蝕溶液；試樣為長方形20號碳鋼片(GB/T699)，尺寸為5mm×2.5mm×0.2mm，表面積為28mm2，試樣在實驗前用濾紙擦去表面油脂，經(jīng)丙酮和無水乙醇浸泡后烘干，最后將試樣逐個用濾紙包裹，置于干燥器中備用；實驗開始后，用分析天平準(zhǔn)確稱重試樣后浸泡于相應(yīng)編號的腐蝕溶液中，溶液體積與試片面積之比為25mL/cm2，實驗溫度為40℃，試片線速度為0.35m/s，實驗過程中不通入空氣，不間斷浸泡48小時后，擦拭掉試樣表面的鐵銹再經(jīng)酸洗、堿洗、純水洗后用無水乙醇除去多余水分，烘干后稱重；根據(jù)腐蝕減量測定腐蝕速率，腐蝕速率計算公式如下：X=8760×(m-m1)×10s×ρ×t]]>式中：m為試片質(zhì)量損失，g；m1為對未經(jīng)過融雪劑腐蝕溶液處理的空白試片進行相應(yīng)的酸洗、堿洗、純水洗后的質(zhì)量損失的平均值，g；s為試片的表面積，cm2；ρ為試片的密度，g/cm3；t為試驗時間，h；8760為與1年相當(dāng)?shù)男r數(shù)，h/a，10為與1cm相當(dāng)?shù)暮撩讛?shù)，mm/cm。以百分?jǐn)?shù)表示的緩蝕率X2：X2(%)=X0-X1X0×100]]>式中：X0為表1中空白樣配成的腐蝕液對試片的腐蝕速率，mm/a；X1為表1中各實施例配成的腐蝕液對試片的腐蝕速率，mm/a。各實施例及空白樣對碳鋼的腐蝕結(jié)果如表2所示：表2從表2空白樣、實施例1、實施例2和實施例4的碳鋼腐蝕結(jié)果可以看出，緩蝕劑的添加能明顯降低對標(biāo)準(zhǔn)碳鋼片的腐蝕，根據(jù)實施例1，添加緩蝕組分后，緩蝕率明顯提升，達(dá)到94.88354％，根據(jù)實施例2，助劑幾乎不具有改善緩蝕的性能，其中實施例4中，緩蝕率最高能達(dá)到95％以上，腐蝕速率平均值為0.025707mm/a。3、融冰速度根據(jù)融雪劑國家標(biāo)準(zhǔn)中融雪化冰能力的測試方法，分別稱取上述表1中的空白樣(純氯化鈉配制成的溶液，以此為參照，融冰能力按100％計)和各實施例中的融雪劑各200g，分別置于400mL燒杯中，加水全溶后再分別轉(zhuǎn)移至1000mL的容量瓶中定容，搖勻備用；取5個150mL相同直徑和高度的樣品瓶，分別加100mL水，置于-10℃的低溫恒溫箱中至結(jié)冰；再從上述各容量瓶中分別移取25mL溶液，分別移入50mL燒杯中，置于-10℃的低溫恒溫箱中放置12h后備用；從低溫恒溫箱中取出各帶有冰塊的樣品瓶，擦干外壁的水和冰，迅速稱量，精確至0.1g；將上述備用的融雪劑溶液一一對應(yīng)迅速倒入盛有冰塊的樣品瓶中，然后放回低溫恒溫箱中，分別在15分鐘、30分鐘、60分鐘取出各樣品瓶，立即傾倒其液體，并迅速稱量燒杯和剩余冰塊的質(zhì)量。所得各時間融雪化冰能力數(shù)據(jù)如下表3所示：表3從表3來看，同等實驗條件下各實施例的融冰能力≥空白樣，符合國內(nèi)各項標(biāo)準(zhǔn)。其中，實施例2中僅加入助劑，僅能夠有限提升融雪劑的融冰能力；而加入相應(yīng)的緩蝕劑后，融冰、融雪能力有大幅度提升，這應(yīng)該是特定配比的緩蝕劑所產(chǎn)生的協(xié)同作用。4、冰點測試首先將表1中各實施例及空白樣中的融雪劑均按照氯鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.0％溶解成試驗溶液，分別移取85.0mL試驗溶液，按照SH/T0090的要求進行測定，使用BSY-188Z發(fā)動機冷卻液冰點測定儀進行測試，其測試結(jié)果如下表4所示：表4序號種類冰點/℃1空白樣-14.72實施例1-22.33實施例2-17.64實施例3-21.95實施例4-22.06實施例5-23.0從實驗結(jié)果可知，該類融雪劑產(chǎn)品的冰點較低，達(dá)到-20℃以下，適用范圍廣。當(dāng)前第1頁1 2 3