一种环保型融雪剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种环保型融雪剂及其制备方法 (Environment-friendly snow-melting agent and preparation method thereof ) 是由 姚国友 西梦平 石小成 金鑫 于 2021-09-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环保型融雪剂及其制备方法,融雪剂按重量份数,组分包括：丙二醇7-10份、乙醇4-6份、醋酸钾6-8份、去离子水60-90份、六偏磷酸钠0.05-0.15份、磷酸二氢钠0.25-0.4份、葡萄糖酸钠0.6-0.8份,本发明公开的融雪剂依靠冰点下降剂之间的协同作用达到1+1＞2的效果,融雪速度快,用量少,生产成本低；本发明环保型融雪剂不包含有腐蚀金属的氯离子,减少了对路面、公共设施、金属、水泥、土壤、绿化植物及水体生态环境的腐蚀性；本发明具有较低的冰点,冰雪融化后以液态水流走而不会在道路上结冰。(The invention discloses an environment-friendly snow-melting agent and a preparation method thereof, wherein the snow-melting agent comprises the following components in parts by weight: 7-10 parts of propylene glycol, 4-6 parts of ethanol, 6-8 parts of potassium acetate, 60-90 parts of deionized water, 0.05-0.15 part of sodium hexametaphosphate, 0.25-0.4 part of sodium dihydrogen phosphate and 0.6-0.8 part of sodium gluconate, the snow-melting agent disclosed by the invention achieves the effect that 1+1 is more than 2 by virtue of the synergistic effect between freezing point depressing agents, and has the advantages of high snow-melting speed, small using amount and low production cost; the environment-friendly snow-melting agent does not contain chloride ions which corrode metal, so that the corrosivity to pavement, public facilities, metal, cement, soil, greening plants and water ecological environment is reduced; the invention has lower freezing point, and ice and snow can flow away in liquid water after melting and can not be frozen on roads.)
技术领域
本发明涉及一种融雪剂，具体涉及一种环保型融雪剂。
背景技术
目前我国开发的融雪剂种类较多，按物态分为固体和液体；按组成分为无机物和无机物与有机物的混合物，其中以无机物与有机物的混合物居多，环保型的融雪剂多为不含或少含氯的化学品的混合物；也可按不同用途分类，一般用于城市道路的品质较低，用于桥梁机场等地的品质要求较高，但其质量都必须符合标准。
在国内城市道路、高速公路、机场、港口、桥梁等设施的除雪化冰中融雪应用较广的是氯盐类融雪剂，但目前使用的大部分融雪剂的残留物可腐蚀路面和汽车橡胶轮胎，还对混凝土构件、桥梁设施有损害，并且损害花草树木、农作物、动物，也有损人体健康。因此，在我国北方，至今仍采用“以沙土和铲雪车为主、融雪剂为辅”的方式清除路面冰雪，进而保证交通的通畅。因此如何制备具有优异的融雪能力的同时不对道路、混凝土构件、桥梁设施有损害，也不破坏花草树木、农作物、动物及不对人体有损害的融雪剂是目前市场上急需解决的难题。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种环保型融雪剂，融雪速度快，投加剂量小，使用成本低，并且对路面、绿化植物及公共设施基本无伤害。
因为丙二醇低冰点，几乎无毒，稳定性好，腐蚀性小，成分是有机小分子，自然界很易降解，对土壤水体污染小，所以从生物降解分析，当雪水从下水道流入废水处理厂，丙二醇也能在废水处理厂中被生物降解。而且其具有良好的溶雪性能，所以用丙二醇作为融雪剂的冰点降低剂。但由于其价格比较高，根据前人的研究基础在保证低成本及融雪效果前提下，将丙二醇的量设定为10％以下，但单一的冰点下降剂的添加量小会导致冰点下降不高，因此再添加醋酸钾和乙醇做辅助冰点下降，依靠冰点下降剂之间的协同作用来达到1+1＞2的效果。根据醋酸钾的高防冻效果以及其价格特点，将醋酸钾含量定为最高8％；乙醇自身的低冰点，但易挥发、易燃等特性，因此将其用量设定为6％以下；随着工业的发展，空气中的物质不在干净，看似洁白的雪里其实也含有大量的杂质比如氮化物、微量的有害物质及微量的有腐蚀成分，因此选用六偏磷酸钠、磷酸二氢钠和葡萄糖酸钠为组合缓蚀剂在融雪的同时降低或者减缓溶解在雪水中的有害物质对混凝土、碳钢腐和绿化植物的伤害。
本发明采用的技术方案之一是：一种环保型融雪剂，按重量份数，融雪剂组分包括：丙二醇7-10份、乙醇4-6份、醋酸钾6-8份、去离子水60-90份。
优选地，按重量份数，融雪剂组分还包括：丙二醇8-10份、去离子水75-85份。
优选地，融雪剂组分还包括缓蚀剂，所述缓蚀剂组分包括六偏磷酸钠。
优选地，所述缓蚀剂组分还包括磷酸二氢钠。
优选地，所述缓蚀剂组分还包括葡萄糖酸钠。
优选地，按重量份数,所述缓蚀剂组分包括：六偏磷酸钠0.05-0.15份、磷酸二氢钠0.25-0.4份、葡萄糖酸钠0.6-0.8份。
一种环保型融雪剂，制备方法包括如下步骤：
S1、将去离子水加入容器中，加入醋酸钾、六偏磷酸钠、磷酸二氢钠、葡萄糖酸钠，搅拌至固体溶解在去离子水中；
S2、加入丙二醇和乙醇并搅拌使两种溶液完全混合均匀。
优选地，S1中，按重量份数：醋酸钾6-8份、六偏磷酸钠0.05-0.15份、磷酸二氢钠0.25-0.4份、葡萄糖酸钠0.6-0.8份、去离子水60-90份。
优选地，S2中，按重量份数：丙二醇7-10份、乙醇4-6份。
本发明的有益效果是：
1)本发明公开的融雪剂的依靠冰点下降剂之间的协同作用来达到1+1＞2的效果，冰点底，融雪速度快，用量少，生产成本低。
2)环保型融雪剂不包含有腐蚀金属的氯离子，减少了对路面、公共设施、金属、水泥、土壤、绿化植物及水体生态环境的腐蚀性，从源头上解决了传统融雪方式腐蚀和环保的瓶颈问题。
3)通过加入缓蚀剂，能在融雪的同时降低或者减缓溶解在雪水中的有害物质对混凝土、碳钢腐蚀和绿化植物的伤害。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
在下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，所有制备操作均在室温、常压下完成；以下将详述本发明的优选实施方案。
一种环保型融雪剂，该融雪剂的成分按重量份数包括如下成分：丙二醇7-10份、乙醇4-6份、醋酸钾6-8份、去离子水60-90份、六偏磷酸钠0.05-0.15份、磷酸二氢钠0.25-0.4份、葡萄糖酸钠0.6-0.8份。
本发明通过以下方法制备融雪剂，将60-90份去离子水加入容器中，加入6-8份醋酸钾、0.05-0.15份六偏磷酸钠、0.25-0.4份磷酸二氢钠、0.6-0.8份葡萄糖酸钠，搅拌至固体完全溶解在去离子水中；然后加入丙二醇7-10份和乙醇4-6份并充分搅拌使两种溶液完全混合均匀。
所述的丙二醇、乙醇、醋酸钾、六偏磷酸钠、磷酸二氢钠、葡萄糖酸钠均是工业级产品
实施例1：
将去离子水80.7份加入生产缸中，边搅拌边加入醋酸钾6份、六偏磷酸钠0.15份、磷酸二氢钠0.35份、葡萄糖酸钠0.8份，室温下搅拌至固体完全溶解在去离子水中；再加入丙二醇8份和乙醇4份并充分搅拌使两种溶液完全混合均匀。
实施例2：
本发明使用复合冰点下降剂，依靠冰点下降剂之间的协同作用来达到1+1＞2的效果，因此，按上述实施例1的制备方法制备了以下6组对比例，每组对比例的组分及含量见表1，每组对比例获得的冰点见表1，由表1中的实验数据可以得出，当融雪剂中同时加入丙二醇、醋酸钾和乙醇三种冰点下降剂的冰点最低，达到了1+1＞2的效果。
实施例3
一种优质非氯环保型融雪剂的制备方法，所述原料的质量份如下：丙二醇9份、乙醇5份、醋酸钾7份、去离子水77.9份、六偏磷酸钠0.1份、磷酸二氢钠0.3份、葡萄糖酸钠0.7份，其制备方法同实施例1。
实施例4
一种优质非氯环保型融雪剂的制备方法，所述原料的质量份如下：丙二醇10份、乙醇6份、醋酸钾8份、去离子水75.1份、六偏磷酸钠0.05份、磷酸二氢钠0.25份、葡萄糖酸钠0.6份，其制备方法同实施例1。
实施例5
依据国家标准对实施例1、实施例3和实施例4得到的融雪剂进行相对融雪化冰能力、混凝土腐蚀试验、金属碳钢腐蚀试验，其中，具体的实验参照如下实验步骤，具体检测结果见下表2。
1)、冰点测试：
取3只200mL烧杯，分别加入100mL实施例1、实施例3和实施例4所得融雪剂溶液；并将温度计插入该融雪剂溶液中，将其置于低温恒温箱中，记录融雪剂溶液的温度随时间的变化，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；在同等条件下采用同样的方法做18％的氯化钠溶液的对比试验。
2)、相对融雪化冰能力测试：
在3个200mL烧杯中加入100mL的水，置于-10℃的低温恒温箱中至结冰，称量烧杯与冰块的质量，备用；再将实施例1、实施例3和实施例4的融雪剂分别倒入烧杯内的冰块中，30min内倾倒其液体，并迅速称量剩余冰块和烧杯的质量；在同等条件下采用同样的方法做18％的氯化钠溶液的对比试验，计算本发明融雪剂与氯化钠融雪剂的融雪能力。
3)、混凝土腐蚀率测试：
取3只200mL烧杯，分别加入100mL实施例1、实施例3和实施例4所得融雪剂，将静养好的混凝土试块(100×100×100mm)分别浸渍到配制的融雪剂溶液中，浸泡时间为14天，每7天更换一次融雪剂溶液，分别称量混凝土试块浸泡前后的质量。在同等条件下采用同样的方法做18％的氯化钠溶液的对比试验，分别称量混凝土试块浸泡前后的质量。
4)、金属碳钢腐蚀率测试：
按照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2000)对实施例1-3所得融雪剂进行碳钢腐蚀率的测定。取3只200mL烧杯，分别加入100mL实施例1、实施例3和实施例4所得融雪剂，将50mm×50mm×2mm的碳钢钢片分别放入配制的融雪剂溶液中浸泡，浸泡时间为180天，浸泡后试块表面没有明显腐蚀。在同等条件下采用同样的方法做18％的氯化钠溶液的对比试验，并查看碳钢钢片的腐蚀情况。
表2实施例制备的融雪剂的相对融雪化冰能力、混凝土腐蚀率、金属碳钢腐蚀率检测结果。
通过表2可以看出：实施例1、实施例3和实施例4所制备的融雪剂的冰点更低，相对融雪化冰能力是同条件下18％的氯化钠溶液的105％～110％，高于氯化钠溶液；从混凝土腐蚀实验看，实施例1、实施例3和实施例4所制备的融雪剂对混凝土的腐蚀率小于氯化钠溶液对混凝土的腐蚀率，几乎无腐蚀；从碳钢腐蚀实验看，实施例1、实施例3和实施例4所制备的融雪剂对碳钢的腐蚀能力比18％的氯化钠溶液对碳钢的腐蚀能力小，达到国家标准GB/T23851-2017规定的碳钢腐蚀率≤0.11mm/a的指标要求，因此，本发明制备的融雪剂具有融雪能力强和对环境无腐蚀性、无危害等特点。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
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