复合型融冰除雪剂.pdf

复合型融冰除雪剂属于化学范畴，为有机和无机复合盐技术领域。本发明能有效地解决国内目前使用的融雪剂对金属和水泥混凝土的腐蚀以及危害植物生长问题。其具有技术方案简便易行，融冰除雪速度快，环保性能好等特征。本发明所选用的化工原料及其配比(重量％)是：氯化钙(0－90％)、钼酸钠(0.1－10％)、亚硝酸钠(0.1－10％)、亚硝酸钡(0.1－5％)、苯并三氮唑(BTA)(0.1－5％)、EDTA二钠盐(0.1－5％)、亚硝酸二环己胺(0.1－10％)、乌洛托品(六次甲基四铵)(0.1－5％)。本发明为0.5～8mm的不规则多边形自然晶体颗粒状，适合北方城市－33℃以上温度使用。主要用于各种道路、桥梁、广场、公园及街心绿地，特别是轨道交通的各类轨道等处的融冰除雪，适合于大规模机械化抛撒作业。

1： 本发明与现有技术共有的必要技术特征是： 复合型融冰除雪剂与目前所使用的融雪剂，无论是固态还是液态，都是为了降低水的冰 点作用。其化雪机理属于表面化学范畴，为有机和无机复合盐技术领域。其利用融雪剂的吸 水性及融雪剂融化时大量放热，使雪中的结构晶格错位，导致冰雪融化；冰雪融化时吸热， 使周围温度下降，这时，溶液的蒸气压小于冰雪的蒸气压，为了达到新的平衡，促使冰雪不 断融化而形成溶液，从而降低凝固点。在低温条件下，上述周而复始的复杂运动平衡过程就 是融雪剂的融冰化雪共有的必要技术特征。 本发明复合型融冰除雪剂，在研制的过程中，不但注重融冰除雪的效果，而且还兼顾了 社会效益和环境效益，并重点解决目前使用的融雪剂，对金属和混凝土的腐蚀问题，以及影 响植物生长的不利因素。
2： 根据权利要求1所述的复合型融冰除雪剂，其特征在于： 能有效地降低对金属的腐蚀。 根据金属腐蚀过程的不同特点，可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 化学腐蚀 单纯由化学作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。主要是由于金属在高温下容易被氧化生 成一层氧化皮(由FeO、Fe 2 O 3 和Fe 3 O 4 组成)，同时还会发生脱碳现象，这是由于钢铁中 的渗碳体和气体介质作用所产生的结果。例如： 、 、 反应生成的气体产物，离开金属表面， 而碳便从邻近的、尚未反应的金属内部逐渐扩散到这一反应区，于是金属层中的碳逐渐减 少，形成脱碳层，钢铁表面由于脱碳致使硬度减小和疲劳极限降低。 电化学腐蚀 由电化学作用而引起的腐蚀叫电化学腐蚀。它主要由于形成了原电池而引起的。由于 工业用的钢铁、除铁以外还含有石墨。渗碳体等，这些杂质能导电，而电极电位代数值比 铁的大，难以失去电子，而铁相对就容易失去电子，此外，由于铁吸附的水膜中溶解了空 气中的CO 2 和SO 2 气体反应如下： 、 ，这样，Fe就在有H + 、OH - 、HCO 3 - 、 HSO 3 - 的溶液中形成了原电池，阳极的Fe失去了2e变成Fe 2+ ，反应为： 阴 极的2H + 的到2e变成H 2 ，即：反应为 ，Fe 2+ 进入溶液中与OH - 生成Fe(OH) 2 ， Fe(OH) 2 被氧气氧化成Fe(OH) 3 ，Fe(OH) 3 脱水后的Fe 2 O 3 是红褐色铁锈的主要成份。反应 式如下： ， 在一般情况下，如果铁表面吸附的水膜酸性很弱或是中性溶液，则在阳极上也是铁氧 化成Fe 2+ 离子，在阳极主要是溶解于水膜中的氧物电子： 阳极： 阴极： 总反应方程式： 然后Fe(OH) 2 被氧化成Fe(OH) 3 并部分脱水为铁锈，这就是吸氧腐蚀，也是金属的主 要腐蚀。 针对上述腐蚀原理的分析，复合型融冰除雪剂特地采用了目前国内防腐效果好的氯化 钙、钼酸钠、亚硝酸钠、亚硝酸钡、苯并三氮唑、EDTA二钠盐(TW-204)、亚硝酸二环 己胺、乌洛托品(六次甲基四铵)中的三种或四种，按其配比优化组合，使金属表面钝 化，生成一层致密的Fe 3 O 4 氧化膜，来保护金属的表面，有效地降低了金属的腐蚀。 能有效地降低对水泥混凝土的腐蚀 水泥混凝土是一种建筑材料，它是由砾石、卵石、碎石、砂等在水泥或其他胶凝材料 中的液浆体，可以说是一种人造石材。它主要是由多种氧化物组成，如CaO、SiO 2 、Al 2 O 3 、 MgO等不下几十种氧化物。水泥的腐蚀主要是水和水溶液的腐蚀。水的腐蚀叫溶解侵蚀， 这是由水泥材料本身的孔隙率和渗透率所决定的，水泥的腐蚀主要是水溶液对其进行的 化学腐蚀。自然环境中的某些化合物，对水泥中的某些成分发生了化学反应，这就是水 泥混凝土的腐蚀。这种腐蚀主要有两类因素：一种是酸性软水对水泥的腐蚀，如水中的 CO 2 与水泥中的Ca(OH) 2 和CaCO 3 反应生成Ca(HCO 3 ) 2 ，反应方程式如下： 这里指出：如果是反应生成的CaCO 3 的含量增高，而水中的CO 2 含量较低，那么这 样的腐蚀几乎很难进行。此外，可溶性硫酸盐与水泥中的水合产物发生了化学反应，导 致混凝土体积膨胀或崩解。譬如：对Na 2 SO 4 水泥中的水合产物反应如下： 通过实验证明：碱金属硫酸盐不能腐蚀水合硅酸钙。但硫酸氨可腐蚀Ca(OH) 2 ，反应 式为： ，腐蚀产物“NH 4 OH”易溶，难挥 发，使反应易于向右进行，下面表示水中硫酸盐浓度对普通水泥腐蚀性的影响：     SO 4 2- mg/L     腐蚀程度     ＜300     低微     300-600     低     601-1500     中等     1501-5000     严重     ＞5000     很严重 由表中可以看出：只有水中SO 4 2- 的浓度小于300mg/L时，腐蚀性才较低。应该指出： 硫酸盐腐蚀产物因溶解度小，它们生成的沉淀产物所导致的应力可加剧水泥混凝土的破 坏。 上表中没有提到Cl - 离子对混凝土中的钢筋，由钝化状态转为活化状态，形成锈蚀产 物，而产生膨胀，使水泥混凝土开裂、剥落，从而丧失了力学性能，造成损害的介绍。 但通过实验分析得知：Cl - 离子要使钢筋由钝化状态转为活化状态，是要达到一定的临界 值才行。学术界认为：Cl - /OH≥0.61，即相当于：0.3-0.6kg Cl - /m 3 的大小才行。在解决 此类问题时，一是要控制融雪剂中Cl - 离子的百分含量；二是要尽可能减少钢筋混凝土中 硫酸盐的含量，只有同时达到这两项要求，水泥混凝土及钢筋的腐蚀问题才能有效解决。 为此，我们所选用的主材卤盐类和硝酸盐类，其SO 4 2- 离子的含量大大低于纯卤盐中的含            量，有效地降低了水泥混凝土的腐蚀。 能促进植物的生长，保护生态环境 由于纯卤化物融雪剂的使用，导致土壤中含盐量增高，使植物吸收的水份和养分减少， 并造成绿地的板结和树木、植被等处于病态生长，最终导致树木死亡。实验证明：当土 壤的含盐量与土壤的重量之比小于0.15％时，植物正常生长；比值在0.15％-0.25％时，植 物就轻度受害；在0.25％-0.4％时为重度受害；在0.4％-0.6％时为深度受害，而如果一旦 大于0.6％时，植物将死亡。鉴于此，我们所发明的复合型融冰除雪剂中大量采用了氯化 钙、钼酸钠、亚硝酸钠、亚硝酸钡、苯并三氮唑、EDTA二钠盐(TW-204)、亚硝酸二环 己胺、乌洛托品(六次甲基四铵)作为主要原料，能有效地保护绿地和树木生长，对生 态环境的保护具有积极作用。 复合型融冰除雪剂适用范围广泛 它主要适用于各种道路、桥梁、机场、庭院的融冰除雪，特别是轨道交通的各类铁轨、 钢轨、立交桥、人行过街天桥、公园及街心绿地的融冰除雪。 复合型融冰除雪剂，融冰除雪速度快、效率高、效果好，其配方的主要材料是氯化钙、 钼酸钠、亚硝酸钠、亚硝酸钡、苯并三氮唑、EDTA二钠盐(TW-204)、亚硝酸二环己胺、 乌洛托品(六次甲基四铵)，其最低共溶点处在不同的低温状态下，因此，根据不同的地 区、不同的地理环境、不同的使用对象和不同的温度，采用不同的配方组合。其覆盖面 较为广泛，成本低廉，原料供应充足，便于采购，技术方案简便易行。
3： 根据权利要求2所述的复合型融冰除雪剂，其特征在于：由氯化钙(CaCl 2 )、钼酸钠 (Na 2 MoO 4 )、亚硝酸钠(NaNO 2 )、亚硝酸钡(Ba(NO 2 ) 2 )、苯并三氮唑(BTA)、EDTA二 钠盐(TW-204)、亚硝酸二环己胺(C 12 H 23 N·HNO 2 )、乌洛托品(六次甲基四铵(CH 2 ) 6 N 4 )中 的三种或四种组成，其配比(重量％)如下：氯化钙(0-90％)、钼酸钠(0.1-10％)、亚硝酸 钠(0.1-10％)、亚硝酸钡(0.1-5％)、苯并三氮唑(BTA)(0.1-5％)、EDTA二钠盐(TW-204) (0.1-5％)、亚硝酸二环己胺(0.1-10％)、乌洛托品(六次甲基四铵)(0.1-5％)。 复合型融冰除雪剂的技术配方如下： (1)CaCl 2 +NaNO 2 +Ba(NO 2 ) 2 +Na 2 MoO 4 (2)CaCl 2 +NaNO 2 +苯并三氮唑(BTA)+Na 2 MoO 4 (3)CaCl 2 +苯并三氮唑(BTA)+Na 2 MoO 4 (4)CaCl 2 +NaNO 2 +EDTA二钠盐(TW-204) (5)CaCl 2 +EDTA二钠盐(TW-204)+C 12 H 23 N·HNO 2 (6)CaCl 2 +NaNO 2 +Ba(NO 2 ) 2 +苯并三氮唑(BTA) (7)CaCl 2 +Na 2 MoO 4 +EDTA二钠盐(TW-204) (8)CaCl 2 +Na 2 MoO 4 +NaNO 2 (9)CaCl 2 +Na 2 MoO 4 +乌洛托品(六次甲基四铵(CH 2 ) 6 N 4 )+NaNO 2 (10)复合型融冰除雪剂为0.5-8mm的多边形自然晶体颗粒状。