專利名稱：復(fù)合型融冰除雪劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于表面化學(xué)范疇，為有機和無機復(fù)合鹽技術(shù)領(lǐng)域二、背景技術(shù)1、對發(fā)明“復(fù)合型融冰除雪劑”的理解(1)復(fù)合型融冰除雪劑所選用的主要原料有氯化鈣、尿素、亞硝酸鈉、偏硅酸鈉、鉬酸鈉。這些化工原料經(jīng)過優(yōu)化組合，理論研究，以及大量的實驗室和應(yīng)用試驗之后，得出的共同結(jié)論是本發(fā)明具有低共溶點的屬性，適用于-33℃的低溫狀態(tài)下，融冰除雪效果顯著，可根據(jù)不同地區(qū)、不同的溫度、不同的地理環(huán)境和不同的應(yīng)用對象，采用不同的配方組合，其覆蓋面較為廣泛，適合于黃河以北所有城市使用。
(2)本發(fā)明環(huán)保性能好，能有效地降低對金屬和水泥混凝土的腐蝕。
眾所周知，鹵鹽中含有大量的Cl-離子和少量的雜質(zhì)SO42-離子，而且這些離子對金屬和混凝土的腐蝕會隨著濃度的增加而增大，因此，在選材上，首先選用含SO42-離子極低，并對金屬腐蝕極其微弱的硝酸鹽類作為主要材料。鑒于在-33℃的低溫條件下，我們在研制過程中又采用了其低共溶點在-55℃以下的氯化鈣為主要原料，并與其他四種原料優(yōu)化組合，通過復(fù)合型配方，在實際應(yīng)用中，有效地降低了對金屬和水泥混凝土的腐蝕。
(3)本發(fā)明促進植物生長，保護生態(tài)環(huán)境由于鹵鹽類融雪劑的長期大量使用，將會造成土壤板結(jié)，含鹽量增加，導(dǎo)致樹木的病態(tài)生長和甚至死亡。植物對氯化物的控制指標(biāo)是當(dāng)土壤的含鹽量與土壤的重量之比小于0.15％時，植物正常生長；當(dāng)比值在0.15％-0.25％時，植物就輕度受害；在0.25-0.4％時為重度受害；在0.4％-0.6％時為深度受害；大于0.6％時，植物將死亡。
綜上所述，我們選用了氯化鈣等作為復(fù)合型融冰除雪劑的主要原材料。本發(fā)明在達到融冰除雪效果顯著的基礎(chǔ)上，有效地降低了金屬和水泥混凝土的腐蝕程度，促進了花、草、樹木等植物的生長，從理論和實踐的結(jié)果表明復(fù)合型融冰除雪劑具有較高的使用價值。
(4)適用范圍廣泛，除雪效能顯著復(fù)合型融冰除雪劑為0.5～8mm不規(guī)則、多邊形的顆粒狀，它主要適用于各種道路、橋梁、機場、庭院的融冰除雪，特別是軌道交通的各類鐵軌、鋼軌、立交橋、人行過街天橋、公園及街心綠地的融冰除雪的大規(guī)模操作使用。
2、本發(fā)明查閱并引證相關(guān)的技術(shù)背景資料有(七類)(1)高等教育出版社出版的高等學(xué)校教材《普通化學(xué)》的第一章第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)P3-P8第二節(jié)氣體定律P8-P12第三節(jié)稀溶液的通性P13-P26第四章第四節(jié)金屬腐蝕及其防止P160-P166第七章第三節(jié)無機化合物的物理性質(zhì)及晶體結(jié)構(gòu)P278-P289第四節(jié)無機化合物的性質(zhì)P289-P309(2)中國工業(yè)出版社出版的《混凝土中鋼筋銹蝕與保護》第一章第一節(jié)金屬腐蝕理論重點，P4-P10第二節(jié)混凝土的保護機理和鋼筋銹蝕的原因P10-P16第三節(jié)鋼筋銹蝕導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞的實例P26-P27第二章第四節(jié)周圍介質(zhì)特點的影響P29-P42第五節(jié)鋼的組織成份表面狀態(tài)以及應(yīng)力大小的影響P42-P73(3)化工工業(yè)出版社出版的《硝酸鹽》一書第二章《硝酸鉀》P35-P63
第三章《硝酸鈉》P64-P77第五章《硝酸鈣》P82-P89(4)化工工業(yè)出版社出版的《化工辭典》(5)化學(xué)工業(yè)出版社出版的《有機化工原料》A脂肪族化合物A530六亞甲基四胺 P433-P435A602硫脲P500-P502A632烷荃磺酸鋇P526-P527B脂環(huán)族化合物及共衍生物，B036亞硝酸二環(huán)己胺P557C芳香族化合物C260苯胺P281-P282(6)化工工業(yè)出版社出版的《化學(xué)工業(yè)中的腐蝕與防護》第一章第一節(jié)腐蝕及化學(xué)工業(yè)中腐蝕的危害P1-P3第二節(jié)化學(xué)工業(yè)腐蝕的特點及現(xiàn)狀P4-P9第三節(jié)國內(nèi)外化工防腐蝕進展P10-P14第四節(jié)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略與腐蝕的全面控制將綠色化學(xué)應(yīng)用于防腐蝕技術(shù)P34-P35第三章第二節(jié)純堿生產(chǎn)中的主要防腐蝕手段P69-P74第四章氯堿工業(yè)中的腐蝕與防護第一節(jié)氯堿工業(yè)中的腐蝕特點P87-P88第二節(jié)鹽水溶液的腐蝕與防護P88-P93第五章化肥生產(chǎn)中的腐蝕與防護第七節(jié)磷肥生產(chǎn)中的腐蝕與防護P180-P188第八節(jié)鉀肥生產(chǎn)中的腐蝕與防護P188-P195第七章農(nóng)藥生產(chǎn)中的腐蝕與防護第六節(jié)水泥表面的防護方法P320-P322第九章化工建筑物和構(gòu)筑物的腐蝕與防護第一節(jié)腐蝕狀況P439-P441第二節(jié)腐蝕原因分析P441-P448第三節(jié)防腐蝕設(shè)計原則P449-P450第五節(jié)防腐蝕措施P451-P454第六節(jié)加固修復(fù)技術(shù)P455-P460(7)化學(xué)工業(yè)出版社出版的《化工基礎(chǔ)》第十一章冷凍、第五節(jié)冷凍劑與載冷體P3743、發(fā)明“復(fù)合型融冰除雪劑”的目的(1)及時疏通道路，保障各種車輛正常行駛。
(2)減少雪后路滑，行人摔傷及各種交通事故的發(fā)生。
(3)減少大量的除運雪勞動，省時省力。
(4)維護市容環(huán)境整潔，樹立城市良好形象。
(5)為市民營造溫馨祥和、舒適的生活和工作環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
1、復(fù)合型融冰除雪劑由氯化鈣(CaCl2)、尿素(NH2-CO-NH2)、亞硝酸鈉(NaNO2)、偏硅酸鈉(Na2SiO3)、鉬酸鈉(Na2MoO4)中的二種、三種或四種、五種組成，其配比(重量％)如下氯化鈣(0-90％)、尿素(5-15％)、亞硝酸鈉(0-10％)、偏硅酸鈉(0-6％)、鉬酸鈉(0-6％)。
2、復(fù)合型融冰除雪劑的復(fù)合配方如下(1)CaCl2+NH2-CO-NH2+NaNO2(2)CaCl2+NH2-CO-NH2+Na2SiO3
(3)CaCl2+NH2-CO-NH2+Na2MoO4(4)CaCl2+NH2-CO-NH2+NaNO2+Na2SiO3(5)CaCl2+NH2-CO-NH2+Na2SiO3+Na2MoO4(6)CaCl2+NH2-CO-NH2+NaNO2+Na2MoO4(7)CaCl2+NH2-CO-NH2+Na2SiO3+NaNO2+Na2MoO4(8)CaCl2+NH2-CO-NH2(9)復(fù)合型融冰除雪劑為0.5-8mm的多邊形自然晶體顆粒狀。
3、本發(fā)明與背景技術(shù)相比的有益效果(1)復(fù)合型融冰除雪劑融冰除雪速度快，效果好；成本低廉，適用廣泛，原料供應(yīng)充足，易于采購，生產(chǎn)工藝、技術(shù)方案、簡便易行。
(2)環(huán)保性能好，能有效降低金屬和混凝土的腐蝕，能改良土壤成份，可穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)，促進植物生長。
(3)本產(chǎn)品更適合大規(guī)模、機械化拋灑作業(yè)，并且撒布較為均勻，在立交橋和軌道交通的軌道等方面能充分發(fā)揮其融冰效能。
具體實施例方式
依據(jù)復(fù)合型融冰除雪劑的技術(shù)配方所確定的各種化工原料，按照國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對原材料進行檢測。經(jīng)檢測合格后，將各種化工原料置入攪拌機中進行充分?jǐn)嚢?，攪拌均勻后，將物料置入粉碎機中，粉碎成0.5～8mm的顆粒狀，再置入攪拌機中充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，形成產(chǎn)品。按照“融雪劑”的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品進行檢測，檢測合格后用特別袋包裝待用。高效融冰除雪劑產(chǎn)品，在料倉存放時要注意防潮，使用時將其裝入融冰除雪劑撒布車實施撒布作業(yè)或人工撒布均可，并檢驗其融冰除雪效果。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)共有的必要技術(shù)特征是復(fù)合型融冰除雪劑與目前所使用的融雪劑，無論是固態(tài)還是液態(tài)，都是為了降低水的冰點作用。其化雪機理屬于表面化學(xué)范疇，為有機和無機復(fù)合鹽技術(shù)領(lǐng)域。其利用融雪劑的吸水性及融雪劑融化時大量放熱，使雪中的結(jié)構(gòu)晶格錯位，導(dǎo)致冰雪融化；冰雪融化時吸熱，使周圍溫度下降，這時，溶液的蒸氣壓小于冰雪的蒸氣壓，為了達到新的平衡，促使冰雪不斷融化而形成溶液，從而降低凝固點。在低溫條件下，上述周而復(fù)始的復(fù)雜運動平衡過程就是融雪劑的融冰化雪共有的必要技術(shù)特征。本發(fā)明復(fù)合型融冰除雪劑，在研制的過程中，不但注重融冰除雪的效果，而且還兼顧了社會效益和環(huán)境效益，并重點解決目前使用的融雪劑，對金屬和混凝土的腐蝕問題，以及影響植物生長的不利因素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型融冰除雪劑，其特征在于(1)能有效地降低對金屬的腐蝕。根據(jù)金屬腐蝕過程的不同特點，可以分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種?；瘜W(xué)腐蝕單純由化學(xué)作用而引起的腐蝕叫做化學(xué)腐蝕。主要是由于金屬在高溫下容易被氧化生成一層氧化皮(由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成)，同時還會發(fā)生脫碳現(xiàn)象，這是由于鋼鐵中的滲碳體和氣體介質(zhì)作用所產(chǎn)生的結(jié)果。例如、、反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物，離開金屬表面，而碳便從鄰近的、尚未反應(yīng)的金屬內(nèi)部逐漸擴散到這一反應(yīng)區(qū)，于是金屬層中的碳逐漸減少，形成脫碳層，鋼鐵表面由于脫碳致使硬度減小和疲勞極限降低。電化學(xué)腐蝕由電化學(xué)作用而引起的腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。它主要由于形成了原電池而引起的。由于工業(yè)用的鋼鐵、除鐵以外還含有石墨。滲碳體等，這些雜質(zhì)能導(dǎo)電，而電極電位代數(shù)值比鐵的大，難以失去電子，而鐵相對就容易失去電子，此外，由于鐵吸附的水膜中溶解了空氣中的CO2和SO2氣體反應(yīng)如下 ，這樣，F(xiàn)e就在有H+、OH-、HCO3-、HSO3-的溶液中形成了原電池，陽極的Fe失去了2e變成Fe2+，反應(yīng)為陰極的2H+的到2e變成H2，即反應(yīng)為2H++2e＝H2，F(xiàn)e2+進入溶液中與OH-生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2被氧氣氧化成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫水后的Fe2O3是紅褐色鐵銹的主要成份。反應(yīng)式如下，在一般情況下，如果鐵表面吸附的水膜酸性很弱或是中性溶液，則在陽極上也是鐵氧化成Fe2+離子，在陽極主要是溶解于水膜中的氧物電子陽極陰極總反應(yīng)方程式然后Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3并部分脫水為鐵銹，這就是吸氧腐蝕，也是金屬的主要腐蝕。針對上述腐蝕原理的分析，復(fù)合型融冰除雪劑特地采用了目前國內(nèi)防腐效果好的氯化鈣、尿素、亞硝酸鈉、偏硅酸鈉、鉬酸鈉中的二種、三種或四種、五種，按其配比優(yōu)化組合，使金屬表面鈍化，生成一層致密的Fe3O4氧化膜，來保護金屬的表面，有效地降低了金屬的腐蝕。(2)能有效地降低對水泥混凝土的腐蝕水泥混凝土是一種建筑材料，它是由礫石、卵石、碎石、砂等在水泥或其他膠凝材料中的液漿體，可以說是一種人造石材。它主要是由多種氧化物組成，如CaO、SiO2、Al2O3、MgO等不下幾十種氧化物。水泥的腐蝕主要是水和水溶液的腐蝕。水的腐蝕叫溶解侵蝕，這是由水泥材料本身的孔隙率和滲透率所決定的，水泥的腐蝕主要是水溶液對其進行的化學(xué)腐蝕。自然環(huán)境中的某些化合物，對水泥中的某些成分發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，這就是水泥混凝土的腐蝕。這種腐蝕主要有兩類因素一種是酸性軟水對水泥的腐蝕，如水中的CO2與水泥中的Ca(OH)2和CaCO3反應(yīng)生成Ca(HCO3)2，反應(yīng)方程式如下這里指出如果是反應(yīng)生成的CaCO3的含量增高，而水中的CO2含量較低，那么這樣的腐蝕幾乎很難進行。此外，可溶性硫酸鹽與水泥中的水合產(chǎn)物發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土體積膨脹或崩解。譬如對Na2SO4水泥中的水合產(chǎn)物反應(yīng)如下通過實驗證明堿金屬硫酸鹽不能腐蝕水合硅酸鈣。但硫酸氨可腐蝕Ca(OH)2，反應(yīng)式為，腐蝕產(chǎn)物“NH4OH”易溶，難揮發(fā)，使反應(yīng)易于向右進行，下面表示水中硫酸鹽濃度對普通水泥腐蝕性的影響
由表中可以看出只有水中SO42-的濃度小于300mg/L時，腐蝕性才較低。應(yīng)該指出硫酸鹽腐蝕產(chǎn)物因溶解度小，它們生成的沉淀產(chǎn)物所導(dǎo)致的應(yīng)力可加劇水泥混凝土的破壞。上表中沒有提到Cl-離子對混凝土中的鋼筋，由鈍化狀態(tài)轉(zhuǎn)為活化狀態(tài)，形成銹蝕產(chǎn)物，而產(chǎn)生膨脹，使水泥混凝土開裂、剝落，從而喪失了力學(xué)性能，造成損害的介紹。但通過實驗分析得知Cl-離子要使鋼筋由鈍化狀態(tài)轉(zhuǎn)為活化狀態(tài)，是要達到一定的臨界值才行。學(xué)術(shù)界認(rèn)為Cl-/OH≥0.61，即相當(dāng)于0.3-0.6kg Cl-/m3的大小才行。在解決此類問題時，一是要控制融雪劑中Cl-離子的百分含量；二是要盡可能減少鋼筋混凝土中硫酸鹽的含量，只有同時達到這兩項要求，水泥混凝土及鋼筋的腐蝕問題才能有效解決。為此，我們所選用的主材鹵鹽類和硝酸鹽類，其SO42-離子的含量大大低于純鹵鹽中的含量，有效地降低了水泥混凝土的腐蝕。(3)能促進植物的生長，保護生態(tài)環(huán)境由于純鹵化物融雪劑的使用，導(dǎo)致土壤中含鹽量增高，使植物吸收的水份和養(yǎng)分減少，并造成綠地的板結(jié)和樹木、植被等處于病態(tài)生長，最終導(dǎo)致樹木死亡。實驗證明當(dāng)土壤的含鹽量與土壤的重量之比小于0.15％時，植物正常生長；比值在0.15％-0.25％時，植物就輕度受害；在0.25％-0.4％時為重度受害；在0.4％-0.6％時為深度受害，而如果一旦大于0.6％時，植物將死亡。鑒于此，我們所發(fā)明的復(fù)合型融冰除雪劑中大量采用了氯化鈣、尿素、亞硝酸鈉、偏硅酸鈉、鉬酸鈉作為主要原料，能有效地保護綠地和樹木生長，對生態(tài)環(huán)境的保護具有積極作用。(4)復(fù)合型融冰除雪劑適用范圍廣泛它主要適用于各種道路、橋梁、機場、庭院的融冰除雪，特別是軌道交通的各類鐵軌、鋼軌、立交橋、人行過街天橋、公園及街心綠地的融冰除雪。(5)能快速融冰除雪且技術(shù)方案簡便易行復(fù)合型融冰除雪劑，融冰除雪速度快、效率高、效果好，其配方的主要材料是氯化鈣、尿素、亞硝酸鈉、偏硅酸鈉、鉬酸鈉，其最低共溶點處在不同的低溫狀態(tài)下，因此，根據(jù)不同的地區(qū)、不同的地理環(huán)境、不同的使用對象和不同的溫度，采用不同的配方組合。其覆蓋面較為廣泛，成本低廉，原料供應(yīng)充足，便于采購，技術(shù)方案簡便易行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合型融冰除雪劑，其特征在于由氯化鈣(CaCl2)、尿素(NH2-CO-NH2)、亞硝酸鈉(NaNO2)、偏硅酸鈉(Na2SiO3)、鉬酸鈉(Na2MoO4)中的二種、三種或四種、五種組成，其配比(重量％)如下氯化鈣(0-90％)、尿素(5-15％)、亞硝酸鈉(0-10％)、偏硅酸鈉(0-6％)、鉬酸鈉(0-6％)。復(fù)合型融冰除雪劑的技術(shù)配方如下(1)CaCl2+NH2-CO-NH2+NaNO2(2)CaCl2+NH2-CO-NH2+Na2SiO3(3)CaCl2+NH2-CO-NH2+Na2MoO4(4)CaCl2+NH2-CO-NH2+NaNO2+Na2SiO3(5)CaCl2+NH2-CO-NH2+Na2SiO3+Na2MoO4(6)CaCl2+NH2-CO-NH2+NaNO2+Na2MoO4(7)CaCl2+NH2-CO-NH2+Na2SiO3+NaNO2+Na2MoO4(8)CaCl2+NH2-CO-NH2(9)復(fù)合型融冰除雪劑為0.5-8mm的多邊形自然晶體顆粒狀。
全文摘要
復(fù)合型融冰除雪劑屬于化學(xué)范疇，為有機和無機復(fù)合鹽技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明能有效地解決國內(nèi)目前使用的融雪劑對金屬和水泥混凝土的腐蝕以及危害植物生長問題。其具有技術(shù)方案簡便易行，融冰除雪速度快，環(huán)保性能好等特征。本發(fā)明所選用的化工原料及其配比(重量％)是氯化鈣(0－90％)、尿素(5－15％)、亞硝酸鈉(0－10％)、偏硅酸鈉(0－6％)、鉬酸鈉(0－6％)。本發(fā)明為0.5～8mm的不規(guī)則多邊形自然晶體顆粒狀，適合北方城市－33℃以上溫度使用。主要用于各種道路、橋梁、廣場、公園及街心綠地，特別是軌道交通的各類軌道等處的融冰除雪，適合于大規(guī)模機械化拋撒作業(yè)。
文檔編號C09K3/18GK1563247SQ20041002128
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者楊毅男 申請人:楊毅男