1.本发明属于融雪除冰技术领域,尤其是涉及一种高效环保型低温融雪剂。
背景技术:2.为保障冬奥会正常顺利举行,冬季道路除雪将面临新的需求。“氯盐类”融雪剂以工业盐为主,氯化钠溶于水后冰点在-10℃左右,无法满足延庆和张家口低温天气-15℃~-35℃要求,尤其是高寒地区温度-25~-35℃,因此如何研制出环境友好型且冰点低的低温型的融雪剂,是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现要素:3.有鉴于此,本发明旨在提出一种冰点低且对环境友好的高效环保型低温融雪剂,以解决上述问题。
4.为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
5.一种高效环保型低温融雪剂,包括按质量份数计的如下组分:醋酸钾30-99.9份,甲酸钾0.1-30份,醋酸钙镁0.1-30份,缓蚀剂0.1-10份,所述缓蚀剂包括氨基酸及葡萄糖酸盐。
6.进一步的,所述葡萄糖酸盐为葡萄糖酸钠。
7.进一步的,所述缓释剂还包括水。
8.进一步的,所述缓释剂中各组分的质量份数为:氨基酸0.1~40份,葡萄糖酸钠0.1~45份,水0~20份。
9.进一步的,所述缓释剂中各组分的质量份数为:氨基酸10~30份,葡萄糖酸钠10~30份,水5~15份。
10.进一步的,所述缓释剂中氨基酸、葡萄糖酸钠、水的质量比为2:2:1。
11.其中,缓释剂的作用原理是:缓蚀剂的本质是通过与金属的作用(包括物理吸附和化学吸附)从而抑制金属腐蚀的发生,其作用机理主要有三种,其一是吸附型缓蚀,此种类型缓蚀作用在于缓蚀剂分子中存在着极性基团,能在金属材料表面吸附成膜,阻碍腐蚀介质与金属材料接触;其二是沉淀型缓蚀,此种类型的缓蚀作用为缓蚀剂分子与腐蚀环境中其他离子发生反应后,生产难溶物质并沉积于金属材料表面,从而对金属起到保护的作用;其三是氧化型缓蚀,此种类型的缓蚀作用是利用缓蚀剂的强氧化性在金属基材表面形成一层钝化的薄膜,阻止腐蚀反应的进行。氨基酸类缓蚀剂对金属在腐蚀介质中的缓蚀作用主要是由于氨基酸分子中s、n上有孤对电子与fe空轨道形成表面配合物而吸附到碳钢表面,形成了一层致密的吸附膜而有效阻止金属的腐蚀,大大降低了其腐蚀速度。
12.相对于现有技术,本发明所述的高效环保型低温融雪剂具有以下优势:
13.本发明所述高效环保型低温融雪剂对配方组分和比例进行了调整,通过无氯有机型融雪剂的协调低腐蚀效应,同时添加缓蚀剂,不仅降低了融雪剂的腐蚀速度,且含有可作为钾肥、氮肥的化合物,可以做为植物的营养肥料;同时增强了融雪剂的化冰能力,降低了
融雪剂的冰点,最低可达-50℃以下;同时该融雪剂易降解,降低了对环境的污染。
具体实施方式
14.除有定义外,以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂,如无特殊说明,均为常规生化试剂;所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。
15.下面结合实施例来详细说明本发明。
16.1、实施例和对比例中各融雪剂的配方
17.表1列出了实施例1~5和对比例1的融雪剂的各组分配比,其中数值以质量份数计:
18.表1
19.配方组成实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1醋酸钾858585858590甲酸钾555555醋酸钙镁555555葡萄糖酸钠223130氨基酸121220水211200
20.2、对实施例1~5和对比例1的融雪剂进行性能测试
21.2-1.金属碳钢腐蚀试验:
22.参考db11/t 161-2012的旋转挂片法进行金属碳钢的腐蚀试验,取18块长方形20号试验金属碳钢片(gb/t 699),尺寸为5mm
×
2.5mm
×
0.2mm,表面积为28mm2,用滤纸擦去试验金属碳钢表面的油脂,经丙酮和无水乙醇的浸泡后烘干称重;
23.称重试样后将18金属碳钢片,分为6组,每组3片,每组对应一个实验配方,将分好组的金属碳钢片浸泡于实施例1-5及对比例1的融雪剂中,溶液体积与试样面积之比为25ml/cm2,试验温度为40℃,实验过程中不通入空气,浸泡48h后,擦掉试样表面的铁锈再经酸洗、碱洗、纯水洗涤后用无水乙醇除去多余的水分,烘干后称重;将另外1块空白金属碳钢片不进行融雪剂腐蚀处理,经酸洗、碱洗、纯水洗涤后用无水乙醇除去多余的水分,烘干后称重;
24.根据腐蚀减量测定腐蚀速率,腐蚀速率x计算公式如下:
25.x=8760
×
(m-m1)
×
10/(s
×
ρ
×
t)
26.式中:m为试样质量损失,g;
27.m1为未经过融雪剂腐蚀处理的空白金属碳钢片进行相应的酸洗、碱洗、纯水洗后的质量损失,g;
28.s为试样的表面积,cm2;
29.ρ为试样的密度,g/cm3;
30.t为实验时间,h;
31.8760为与一年相当的小时数,h/a;
32.10为与1cm相当的毫米数,mm/cm。
33.实施例1-5、对比例1的融雪剂对金属碳钢片的腐蚀速率结果如表2。
34.2-2.融冰速度试验:
35.按照道路除冰融雪剂国家标准gb 23851-2017,对融雪剂进行融雪能力测定实验。
36.试验方法:在18个150ml烧杯中加入100ml水,分为6组,每组3个,每组对应一个实验配方,均置于-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1-5及对比例1中的融雪剂分别倒入所述的分好组的烧杯内冰块中,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,倒入融雪剂前后烧杯与冰的质量差即为化冰量。另设一个空白例,空白例中中只加入氯化钠作为融雪剂,将其融冰能力定义为100%,实施例1-5及对比例1中的化冰量与空白烧杯中的化冰量的比值为实施例1-5及对比例1的融冰能力,融冰能力的试验结果如表2。
37.2-3.冰点测试试验:
38.在低于冰点温度的环境下将温度计插入实施例1-5及对比例1的融雪剂中,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融雪剂的冰点温度,试验结果如表2。
39.表2
[0040][0041][0042]
由表2可知,实施例2的实验数据最佳,其碳钢腐蚀率最低,融冰能力最高且冰点最低。
[0043]
实施例1和实施例2的配方相比,氨基酸的比例较低,实验数据可看出其效果差于实施例2,说明氨基酸的量对金属碳钢的碳钢腐蚀率,融冰能力及冰点的数据影响较大;实施例4和实施例2配方相比,葡萄糖酸钠的比例较低,实验数据可看出其效果略差于实施例2,说明葡萄糖酸钠的量对金属碳钢的碳钢腐蚀率,融冰能力及冰点的数据有一定影响;实施例1~5与对比例1相比,金属碳钢的碳钢腐蚀率,融冰能力及冰点要优于对比例1。
[0044]
实施例1~5和对比例1的实验数据中,冰点均低于-25℃,尤其是实施例2与实施例4中的冰点低于-40℃,说明融雪剂属于低温型融雪剂,且最低碳钢腐蚀率达到0.0266mm/a,远小于国标的0.11mm/a的要求,说明该融雪剂属于环保型融雪剂。
[0045]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。