專利名稱：復合型融冰除雪劑的制作方法
技術領域：
屬于表面化學范疇，為有機和無機復合鹽技術領域二、背景技術1、對發明“復合型融冰除雪劑”的理解(1)復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。這些化工原料經過優化組合，理論研究，以及大量的實驗室和應用試驗之后，得出的共同結論是本發明具有低共溶點的屬性，適用于-33℃的低溫狀態下，融冰除雪效果顯著，可根據不同地區、不同的溫度、不同的地理環境和不同的應用對象，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)本發明環保性能好，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化組合，通過復合型配方，在實際應用中，有效地降低了對金屬和水泥混凝土的腐蝕。
(3)本發明促進植物生長，保護生態環境由于鹵鹽類融雪劑的長期大量使用，將會造成土壤板結，含鹽量增加，導致樹木的病態生長和甚至死亡。植物對氯化物的控制指標是當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合型融冰除雪劑的主要原材料。本發明在達到融冰除雪效果顯著的基礎上，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，從理論和實踐的結果表明復合型融冰除雪劑具有較高的使用價值。
(4)適用范圍廣泛，除雪效能顯著復合型融冰除雪劑為0.5～8mm不規則、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模操作使用。
2、本發明查閱并引證相關的技術背景資料有(七類)(1)高等教育出版社出版的高等學校教材《普通化學》的第一章第一節物質的聚集狀態P3-P8第二節氣體定律P8-P12第三節稀溶液的通性P13-P26第四章第四節金屬腐蝕及其防止P160-P166第七章第三節無機化合物的物理性質及晶體結構P278-P289第四節無機化合物的性質P289-P309(2)中國工業出版社出版的《混凝土中鋼筋銹蝕與保護》第一章第一節金屬腐蝕理論重點，P4-P10第二節混凝土的保護機理和鋼筋銹蝕的原因P10-P16第三節鋼筋銹蝕導致鋼筋混凝土結構破壞的實例P26-P27第二章第四節周圍介質特點的影響P29-P42第五節鋼的組織成份表面狀態以及應力大小的影響P42-P73(3)化工工業出版社出版的《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)化工工業出版社出版的《化工辭典》(5)化學工業出版社出版的《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脂環族化合物及共衍生物，B036亞硝酸二環己胺P557C芳香族化合物C260苯胺P281-P282(6)化工工業出版社出版的《化學工業中的腐蝕與防護》第一章第一節腐蝕及化學工業中腐蝕的危害P1-P3第二節化學工業腐蝕的特點及現狀P4-P9第三節國內外化工防腐蝕進展P10-P14第四節可持續發展戰略與腐蝕的全面控制將綠色化學應用于防腐蝕技術P34-P35第三章第二節純堿生產中的主要防腐蝕手段P69-P74第四章氯堿工業中的腐蝕與防護第一節氯堿工業中的腐蝕特點P87-P88第二節鹽水溶液的腐蝕與防護P88-P93第五章化肥生產中的腐蝕與防護第七節磷肥生產中的腐蝕與防護P180-P188第八節鉀肥生產中的腐蝕與防護P188-P195第七章農藥生產中的腐蝕與防護第六節水泥表面的防護方法P320-P322第九章化工建筑物和構筑物的腐蝕與防護第一節腐蝕狀況P439-P441第二節腐蝕原因分析P441-P448第三節防腐蝕設計原則P449-P450第五節防腐蝕措施P451-P454第六節加固修復技術P455-P460(7)化學工業出版社出版的《化工基礎》第十一章冷凍、第五節冷凍劑與載冷體P3743、發明“復合型融冰除雪劑”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生。
(3)減少大量的除運雪勞動，省時省力。
(4)維護市容環境整潔，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境。

發明內容
1、復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、復合型融冰除雪劑的復合配方如下(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、本發明與背景技術相比的有益效果(1)復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，原料供應充足，易于采購，生產工藝、技術方案、簡便易行。
(2)環保性能好，能有效降低金屬和混凝土的腐蝕，能改良土壤成份，可穩定土壤結構，促進植物生長。
(3)本產品更適合大規模、機械化拋灑作業，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揮其融冰效能。
具體實施例方式
依據復合型融冰除雪劑的技術配方所確定的各種化工原料，按照國家或行業標準對原材料進行檢測。經檢測合格后，將各種化工原料置入攪拌機中進行充分攪拌，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攪拌均勻后，形成產品。按照“融雪劑”的國家或行業標準對產品進行檢測，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或人工撒布均可，并檢驗其融冰除雪效果。
權利要求
1.本發明與現有技術共有的必要技術特征是復合型融冰除雪劑與目前所使用的融雪劑，無論是固態還是液態，都是為了降低水的冰點作用。其化雪機理屬于表面化學范疇，為有機和無機復合鹽技術領域。其利用融雪劑的吸水性及融雪劑融化時大量放熱，使雪中的結構晶格錯位，導致冰雪融化；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，上述周而復始的復雜運動平衡過程就是融雪劑的融冰化雪共有的必要技術特征。本發明復合型融冰除雪劑，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.根據權利要求1所述的復合型融冰除雪劑，其特征在于(1)能有效地降低對金屬的腐蝕。根據金屬腐蝕過程的不同特點，可以分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。化學腐蝕單純由化學作用而引起的腐蝕叫做化學腐蝕。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)，同時還會發生脫碳現象，這是由于鋼鐵中的滲碳體和氣體介質作用所產生的結果。例如、、反應生成的氣體產物，離開金屬表面，而碳便從鄰近的、尚未反應的金屬內部逐漸擴散到這一反應區，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。電化學腐蝕由電化學作用而引起的腐蝕叫電化學腐蝕。它主要由于形成了原電池而引起的。由于工業用的鋼鐵、除鐵以外還含有石墨。滲碳體等，這些雜質能導電，而電極電位代數值比鐵的大，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氣體反應如下 ，這樣，Fe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+，反應為陰極的2H+的到2e變成H2，即反應為2H++2e＝H2，Fe2+進入溶液中與OH-生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被氧氣氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3脫水后的Fe2O3是紅褐色鐵銹的主要成份。反應式如下，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，復合型融冰除雪劑特地采用了目前國內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腐蝕。自然環境中的某些化合物，對水泥中的某些成分發生了化學反應，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反應生成Ca(HCO3)2，反應方程式如下這里指出如果是反應生成的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物發生了化學反應，導致混凝土體積膨脹或崩解。譬如對Na2SO4水泥中的水合產物反應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，反應式為，腐蝕產物“NH4OH”易溶，難揮發，使反應易于向右進行，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。應該指出硫酸鹽腐蝕產物因溶解度小，它們生成的沉淀產物所導致的應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，由鈍化狀態轉為活化狀態，形成銹蝕產物，而產生膨脹，使水泥混凝土開裂、剝落，從而喪失了力學性能，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轉為活化狀態，是要達到一定的臨界值才行。學術界認為Cl-/OH≥0.61，即相當于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，保護生態環境由于純鹵化物融雪劑的使用，導致土壤中含鹽量增高，使植物吸收的水份和養分減少，并造成綠地的板結和樹木、植被等處于病態生長，最終導致樹木死亡。實驗證明當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，我們所發明的復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，對生態環境的保護具有積極作用。(4)復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方案簡便易行復合型融冰除雪劑，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下，因此，根據不同的地區、不同的地理環境、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，原料供應充足，便于采購，技術方案簡便易行。
3.根據權利要求2所述的復合型融冰除雪劑，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％)。復合型融冰除雪劑的技術配方如下(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
復合型融冰除雪劑屬于化學范疇，為有機和無機復合鹽技術領域。本發明能有效地解決國內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。其具有技術方案簡便易行，融冰除雪速度快，環保性能好等特征。本發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％)。本發明為0.5～8mm的不規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，適合于大規模機械化拋撒作業。
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 優先權日2004年4月13日
發明者楊毅男 申請人:楊毅男