一种低腐蚀高效氯盐融雪剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种低腐蚀高效氯盐融雪剂，其由氯化钠85-98%，缓蚀剂1-10%，助剂1-5%按重量比制备而成；所述缓蚀剂由硅酸钠、磷酸氢二钠、酒石酸钠和柠檬酸钠组成；所述助剂由腐殖酸钠、尿素和吲哚乙酸组成。本发明的缓蚀剂中硅酸盐可在金属表面形成保护膜，阻止氯盐对金属的腐蚀，磷酸氢二钠与硅酸钠协同作用，增强缓蚀效果，柠檬酸钠和酒石酸钠给予体的极性基和金属表层配位络合，形成化学吸附层，使金属表层形成双电层结构，而其非极性基定向排列，形成疏水层，阻止金属的化学腐蚀，尿素、腐殖酸钠和吲哚乙酸可减少氯盐对土壤和植物的破坏；本发明制备方法简单，在常温常压下进行，条件温和，原料易得，易于工业应用。

权利要求

1.一种低腐蚀高效氯盐融雪剂，由下述重量配比的物料制备而成：氯化钠 85%-98%缓蚀剂 1%-10%助剂 1%-5%；

所述缓蚀剂由硅酸钠、磷酸氢二钠、酒石酸钠和柠檬酸钠组成；所述助剂由腐殖酸钠、尿素和吲哚乙酸组成；

所述缓蚀剂的重量组成为：

酒石酸钠 15%-40%磷酸氢二钠 15%-40%柠檬酸钠 15%-40%硅酸钠 5%-25%；

所述助剂的重量组成为：

吲哚乙酸 10%-25%腐殖酸钠 10%-25%尿素 50%-80%。

2.如权利要求1所述低腐蚀高效氯盐融雪剂，其特征在于，所述缓蚀剂的重量组成为：酒石酸钠 18%-40%磷酸氢二钠 16%-40%柠檬酸钠 18%-40%硅酸钠 9%-20%。

3.如权利要求1所述低腐蚀高效氯盐融雪剂，其特征在于，所述助剂的重量组成为：吲哚乙酸 15%-25%腐殖酸钠 15%-25%尿素 50%-70%。

4.如权利要求1所述低腐蚀高效氯盐融雪剂，其特征在于，所述融雪剂为颗粒状，其粒径为1-6mm。

5.权利要求1-4任一项所述的低腐蚀高效氯盐融雪剂的制备方法，包含以下步骤：（1）按配比称取氯化钠；

（2）按配比将酒石酸钠、磷酸氢二钠、柠檬酸钠和硅酸钠进行混合得缓蚀剂；

（3）按配比将吲哚乙酸、腐殖酸钠和尿素进行混合得助剂；

（4）将氯化钠、缓蚀剂和助剂在室温下进行搅拌混合后造粒，后通过的标准筛，即得到低腐蚀高效氯盐融雪剂。

说明书

一种低腐蚀高效氯盐融雪剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种融雪剂及其制备方法，特别涉及一种低腐蚀高效氯盐融雪剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 冬季降雪和道路结冰极易引发交通事故，造成人员伤亡和财产损失，尤其是高速公路因降雪和结冰而不得不封闭停运，阻碍人们正常的交通运输，造成极大的经济损失。20
世纪90年代以来，北美、北欧、日本、中国等多雪国家和地区，为解除冰雪的危害，投入了大
量的人力物力进行研究和实践，探索出许多有效预防和清除冰雪的方法，主要包括机械清
除，物理防滑和化学融雪。化学融雪可以避免机械清除的效率差、容易破坏路基，物理防滑
的周期短，污染大等的不足，是除雪和防冻的有效手段。化学融雪具有操作简单、融雪速度
快等优点而被广泛使用。其原理主要是利用融雪剂降低水份的结冰温度，在降雪过程中融
化新雪，防止积雪结冰。融雪剂有非氯盐类和氯盐类两种类型，非氯盐类融雪剂是指无氯、
无污染、对环境安全融雪剂，如美国的DOT公司研究的CMA有优秀的环保性，但生产CMA的
原料昂贵无法推广。Kris A B用三水唬泊酸钾、三水唬拍酸铵、三水墟泊酸钠单一或混合
配制出了一种低腐蚀性融雪剂（专利：U S 628748），高效环保但价格较高无法推广；氯盐类
融雪剂的价格便宜、融雪效果好，被广泛的应用于市区、高速公路等除雪化冰，如美国目前
使用量最大的融雪材料仍然是氯化钠。但氯盐类融雪剂具有较强的破坏性，主要体现对金
属、混凝土严重腐蚀，从而极大地破坏了公路基础设施和公路周边生态环境，造成极大的经
济损失。天津市按50年使用年限标准建造的许多立交桥，建成仅10多年，由于冬季融雪盐
水向下层渗入导致一些梁头及帽梁、混凝土构件出现裂缝、剥落、钢筋外露、锈蚀，同时还使
部分桥梁线缆受到损坏。因此，开发出一种冰点低，融雪效果好，成本低廉且对金属、混凝土
腐蚀小、对植物无危害的高效环保氯盐类融雪剂产品，具有重要的意义及应用前景。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种低腐蚀高效氯盐融雪剂及其制备方法，本发明融雪剂的原料价格低廉、来源广泛、融雪能力强，与现有的融雪剂相比，能够大幅降低对金属和混凝
土的腐蚀以及对周边植被和土壤的危害。

[0004] 本发明的一种低腐蚀高效氯盐融雪剂，由下述重量配比的物料制备而成：

[0005] 氯化钠 85%-98%

[0006] 缓蚀剂 1%-10%

[0007] 助剂 1%-5%；

[0008] 所述缓蚀剂由硅酸钠、磷酸氢二钠、酒石酸钠和柠檬酸钠组成；所述助剂由腐殖酸钠、尿素和吲哚乙酸组成。

[0009] 上述所述物料的重量组成优选为：

[0010] 氯化钠 90%-95%

[0011] 缓蚀剂 3%-7%

[0012] 助剂 1%-5%；

[0013] 所述缓蚀剂的重量组成优选为：

[0014] 酒石酸钠 15%-40%

[0015] 磷酸氢二钠 15%-40%

[0016] 柠檬酸钠 15%-40%

[0017] 硅酸钠 5%-25%。

[0018] 所述缓蚀剂的重量组成更优选为：

[0019] 酒石酸钠 18%-40%

[0020] 磷酸氢二钠 16%-40%

[0021] 柠檬酸钠 18%-40%

[0022] 硅酸钠 9%-20%。

[0023] 所述助剂的重量组成优选为：

[0024] 吲哚乙酸 10%-25%

[0025] 腐殖酸钠 10%-25%

[0026] 尿素 50%-80%。

[0027] 所述助剂的重量组成更优选为：

[0028] 吲哚乙酸 15%-25%

[0029] 腐殖酸钠 15%-25%

[0030] 尿素 50%-70%。

[0031] 所述融雪剂为颗粒状，其粒径为1-6mm。

[0032] 本发明的所述的低腐蚀高效氯盐融雪剂的制备方法，包含以下步骤：

[0033] （1）按配比称取氯化钠；

[0034] （2）按配比将酒石酸钠、磷酸氢二钠、柠檬酸钠和硅酸钠进行混合得缓蚀剂；

[0035] （3）按配比将吲哚乙酸、腐殖酸钠和尿素进行混合得助剂；

[0036] （4）将氯化钠、缓蚀剂和助剂在室温下进行搅拌混合后造粒，后通过标准筛，即得到低腐蚀高效氯盐融雪剂。

[0037] 本发明制备的低腐蚀高效氯盐融雪剂具有下列优点：

[0038] 1. 本发明采用的主要原料为氯化钠，其成本低廉、来源广泛；并且氯化钠可以来自工业废盐，通过化学或物理方法实现对工业废盐的无公害处理，得到合格的氯化钠原料。

[0039] 2. 本发明的缓蚀剂中硅酸盐可以在金属表面处形成一层保护膜，阻止氯盐对金属的腐蚀，磷酸氢二钠与硅酸钠协同作用，增强缓蚀效果；柠檬酸钠和酒石酸钠给予体的极
性基和金属表层配位络合，形成化学吸附层，使金属表层形成双电层结构，而其非极性基则
作定向排列，形成疏水层，阻止金属的化学腐蚀。尿素、腐殖酸钠和吲哚乙酸可以减少氯盐
对土壤和植物的破坏。

[0040] 3. 本发明提供的制备低腐蚀高效氯盐融雪剂的方法简单，均是在常温常压下进行的，其条件温和，原料易得，易于实现工业生产；同时，本发明所述低腐蚀高效氯盐融雪剂
冰点在-18℃上下，具有原料易得，价格便宜，融雪速度快等优点，适合大规模推广。

具体实施方式

[0041] 下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任
何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。

[0042] (一) 低腐蚀高效氯盐融雪剂配方

[0043] 表1列出5种代表实施例，其中所述的数值是指各组份在融雪剂中的重量百分比。

[0044] 表1 低腐蚀高效氯盐融雪剂配方组成

[0045]配方组成 氯化钠 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
氯化钠 100 90 92.5 91.5 92 93.5
酒石酸钠 / 2 2 1 2 1
磷酸氢二钠 / 2 2 2 2 1
柠檬酸钠 / 2 1 2 2 1
硅酸钠 / 1 0.5 0.5 1 0.5
吲哚乙酸 / 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
腐殖酸钠 / 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
尿素 / 2 1 2 1 2

[0046] （二）冰点测定

[0047] 配置浓度为200g/L的融雪剂水溶液，在低于冰点的温度环境中将温度计插入该融雪剂溶液中，记录温度随时间的变化，绘制温度-时间曲线，曲线平缓处相对应的温度即
为此浓度下融雪剂的冰点温度。实验结果见表2。

[0048] 表2 冰点测试结果

[0049]序号 种类 冰点（℃）
0 氯化钠 -17
1 实施例1 -19
2 实施例2 -18.5
3 实施例3 -18.5
4 实施例4 -18.5
5 实施例5 -18

[0050] （三）溶解速度测定

[0051] 根据国标GB/T 23851-2009，对融雪剂的溶解速度测定用到的仪器为电动搅拌器o
和秒表。称取定量样品（40.0 ± 0.1 g）放入装有200 mL 25±2 C蒸馏水的烧杯中，设定
电动搅拌器的转速为100 r/min，记录样品完全溶解所需的时间，按照以下公式进行计算： 其中r(g/min)为转速，m(g)为样品质量，t(min)为溶解时间。实验结果见表
3。

[0052] 表3 溶解速度测试结果

[0053]

[0054] （四）融冰速度检测实验：

[0055] 按照道路除冰融雪剂国家标准GB 23851-2009，对上述低腐蚀高效氯盐融雪剂进行融雪能力测定试验。

[0056] 试验方法：在若干个150mL烧杯中加入100mL水，置于-10oC的低温恒温箱中至结冰，称量烧杯和冰块的质量，备用；再将上述融雪剂配方制备的融雪剂配制成200g/L的水
溶液，取25mL倒入前面的烧杯内冰块中，30min后取出烧杯，倾倒其液体，并迅速称量剩余
冰块和烧杯的质量，两次质量差记为m 1。同等条件下，做氯化钠对比实验，指标要求≥氯化
钠融雪能力的90%。实验结果见表4。

[0057] 表4 不同融雪剂配方融冰能力结果

[0058]序号 种类 与氯化钠融雪能力比（%）
0 氯化钠 /
1 实施例1 117.95
2 实施例2 109.14
3 实施例3 112.43
4 实施例4 99.88
5 实施例5 115.89

[0059] （五）金属碳钢腐蚀实验

[0060] 按照国标GB 10124-1988，对上述5种配方进行碳钢的腐蚀速率试验：

[0061] 试验步骤如下：

[0062] a） 将A3钢标准试片按照国家规定的方法清洗除油，放入干燥器迅速干燥后放入放置室温测其面积、重量并逐一编号；

[0063] b）在6只2000mL烧杯中分别加入1000mL蒸馏水分别记为0,1,2,3,4和5号，在第0号烧杯中分别加入200g氯化钠。另外5只烧杯中分别加入实施例1、实施例2、实施例
3、实施例4和实施例5各200g；

[0064] c）将步骤 a）处理的钢片分别用尼龙绳悬挂在配好的溶液中， 使钢片处于溶液中间偏下的部位；

[0065] d）将钢片在溶液中连续浸泡 48 小时，取出后用刷子刷掉钢片表面铁锈，然后用酒精、丙酮冲洗，放入干燥器快速干燥后，逐一进行称重后测算质量差。实验结果见表5。

[0066] 表5 碳钢的腐蚀实验结果

[0067]

[0068] 相对氯化钠腐蚀率是以氯化钠腐蚀率为100%

[0069]2

[0070] 式中S代表碳钢表面积，标准试件的表面积为13.6cm；T是试件在溶液中浸渍的2
时间，为48h；D代表碳钢的密度，数值为7.86g/cm；8760是一年的小时数；

[0071] （六）PH值测试

[0072] 据国标GB/T 23851-2009，称取1.00 ± 0.01 g融雪剂固体样品，先用5 mL乙醇润湿，再加入100 mL的去二氧化碳水，配置成融雪剂溶液。对PH计进行校准，然后用PH计
可以直接准确测量。实验结果见表6。

[0073] 表6 pH测试结果

[0074]序号 种类 pH值
0 氯化钠 7.0
1 实施例1 8.65
2 实施例2 8.12
3 实施例3 8.09
4 实施例4 8.56
5 实施例5 8.14

[0075] （七）植物耐盐试验

[0076] 按照道路除冰融雪剂国家标准GB 23851-2009，对上述两种融雪剂进行植物耐盐2 2
试验，试验方法为：使用普通草坪作为评价草本植物，划出2 m×5，每次剂量10 g/m，每周
2
一次，直至出现受害现象前的累积喷洒量为耐盐量，以g/m表示，试验结果见表7。

[0077] 表7 植物耐盐试验结果

[0078]序号 种类 耐盐量（g/m2）
0 氯化钠 60
1 实施例1 254
2 实施例2 242
3 实施例3 243
4 实施例4 197
5 实施例5 187