專利名稱：：一種環(huán)境友好型融雪劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種以氯化鈉為主要成分的環(huán)境友好型融雪劑，含有多種添加劑。
背景技術(shù)：
：冬春季節(jié)的降雪和結(jié)冰，往往給城市和交通運(yùn)輸帶來(lái)不便，并極易引發(fā)交通事故，特別是高速公路常因降雪和冰凍封閉停運(yùn)，給社會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。使用融雪劑清除道路積雪具有成本低、方法簡(jiǎn)便、冰雪融解速度快、交通恢復(fù)快的優(yōu)點(diǎn)而被越來(lái)越多的國(guó)家所廣泛采用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度的加快，我國(guó)高速公路總里程位居世界前列，且呈快速發(fā)展勢(shì)頭，《國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》指出未來(lái)我國(guó)高速待建公路4.4萬(wàn)公里，屆時(shí)我國(guó)高速公路和省一級(jí)公路總里程將達(dá)18萬(wàn)公里，是目前世界高速公路擁有量最大的美國(guó)9萬(wàn)公里一倍之多。然而由于我國(guó)融雪劑的使用面積極為有限，每年因冰雪所造成的經(jīng)濟(jì)損失很大，特別是近年出現(xiàn)了幾次低溫雨雪冰凍天氣，如2008年初我國(guó)大部尤其是南方地區(qū)連續(xù)遭受四次低溫雨雪冰凍天氣過(guò)程襲擊，影響范圍涉及三分之二的省市自治區(qū)，全國(guó)受災(zāi)人口達(dá)l億多，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1500多億元。目前，我國(guó)有100多家融雪劑(含工業(yè)防凍劑)生產(chǎn)企業(yè)，絕大多數(shù)為民營(yíng)小企業(yè)，這些企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和工藝落后，更無(wú)技術(shù)研發(fā)力量，且多以氯鹽為原料，簡(jiǎn)單復(fù)配，品種單一，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，副作用明顯。作為目前施用最廣泛的一類融雪劑，氯鹽對(duì)金屬和混凝土具有腐蝕性，對(duì)植被和土壤具有危害性，會(huì)極大地破壞公路基礎(chǔ)設(shè)施和公路周邊生態(tài)環(huán)境。例如，2005年春天，北京8個(gè)城區(qū)因施用氯化鈉和氯化鈣作為融雪劑，出現(xiàn)了大批草木枯死狀況，直接經(jīng)濟(jì)損失3000多萬(wàn)元。又如，2008年初在抗雪救災(zāi)過(guò)程中，公路養(yǎng)護(hù)部門為了盡快清除路面冰雪，使用了大量工業(yè)鹽作為融雪劑，對(duì)環(huán)境造成了較大災(zāi)害。這種負(fù)面作用成為影響氯鹽型融雪劑推廣的瓶頸問(wèn)題。對(duì)此，一些專家和學(xué)者基于環(huán)境保護(hù)對(duì)融雪劑的使用提出了許多中肯的建議。根據(jù)中科院周俊院士的建議，溫家寶總理批示要求加強(qiáng)對(duì)使用融雪劑對(duì)環(huán)境影響的監(jiān)測(cè)，并提出研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的環(huán)境友好型融雪劑，從而把我國(guó)融雪劑對(duì)環(huán)境的影響問(wèn)題提到了前所未有的高度。當(dāng)前，出于環(huán)境保護(hù)的目的，國(guó)內(nèi)外的研究人員開發(fā)出多種多樣的非氯鹽型融雪劑產(chǎn)品，但均因成本和技術(shù)等方面原因而無(wú)法推廣使用，致使目前國(guó)內(nèi)外仍然大多使用氯鹽型融雪劑，如美國(guó)目前使用量最大的融雪材料仍然是氯化鈉和氯化鎂。鑒于此，開發(fā)出一種以氯鹽為主要成分，但能夠有效降低對(duì)公路基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)環(huán)境影響的新型融雪劑產(chǎn)品，具有重要的意義和應(yīng)用推廣價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種環(huán)境友好型融雪劑，該融雪劑價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛、融雪能力強(qiáng)，與現(xiàn)有融雪劑相比，能夠大幅降低對(duì)金屬和混凝土的腐蝕以及對(duì)周邊植被和土壤的危害，對(duì)土壤具有良好的改良防護(hù)作用。所述環(huán)境友好型融雪劑以氯化鈉為主要成分，含有多種添加劑。其具體含有以下組分氯化鈉90-95重量％檸檬酸鈉0.5-3重量％磷酸二氫鈉0.5-3重量％偏硅酸鈉0.5-2重量％尿素1-5重量％羧甲基纖維素鈉0.5-1.5重量％。優(yōu)選地，所述環(huán)境友好型融雪劑還含有脫落酸、吲哚乙酸、或其混合物，其含量為0-0.02重量％，優(yōu)選0.01-0.02重量％。優(yōu)選地，所述環(huán)境友好型融雪劑還含有酒石酸鈉，其含量為0_1重量％，優(yōu)選0.5-1重量％。優(yōu)選地，所述環(huán)境友好型融雪劑還含有腐殖酸或其鹽，其含量為0_1重量％，優(yōu)選0.5-1重量％，所述腐殖酸鹽為腐殖酸鈉或腐殖酸鉀。除了上述組分，本發(fā)明的融雪劑還可以含有融雪劑領(lǐng)域常用的其它各種輔助添加劑。與目前使用的各種氯鹽型融雪劑相比，本發(fā)明的融雪劑融雪能力強(qiáng)，適用溫度范圍廣，尤其適用不低于-i5t:的環(huán)境溫度，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，能夠有效降低對(duì)金屬物和混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性，能有效地提高種子、植物和土壤的抗鹽化能力。本發(fā)明融雪劑可以使用本領(lǐng)域公知的制備方法制備，例如本領(lǐng)域常用的共混法或?qū)⑻砑觿┳鳛榘鲁煞种瞥砂骂w粒等等，而所得的融雪劑產(chǎn)品能夠以復(fù)合顆?；蛉芤旱瘸Ｒ?guī)方式使用。本發(fā)明還提供一種新的融雪劑使用方法，其特征在于無(wú)需預(yù)先制備融雪劑成品，而是將氯化鈉和各種添加劑分開放置，需要使用前再在工地現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合。具體步驟為提供所述比例的氯化鈉；提供所述比例的各種添加劑，并混合；機(jī)械分散氯化鈉顆粒，同時(shí)將混合添加劑以水溶液的形式噴灑在顆粒上，形成融雪劑復(fù)合顆粒；將所得復(fù)合顆粒直接施用。該方法可以避免成品融雪劑在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中出現(xiàn)如受潮、板結(jié)等問(wèn)題，也可以避免在制備復(fù)合顆粒(例如包衣造粒)的過(guò)程中高溫耗能和可能導(dǎo)致添加劑分解的缺陷，此法操作簡(jiǎn)單，成本低廉，尤其適于現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化拋灑作業(yè)。具體實(shí)施例方式以下將以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，但是不應(yīng)將這些實(shí)施例理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。(—)環(huán)境友好型融雪劑配方表1列出了四種代表性配方，其中所述數(shù)值是指各組分在融雪劑中的重量百分比。表1環(huán)境友好型融雪劑配方組成<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>(二)融雪能力試驗(yàn)按照北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T161-2002,對(duì)上述四種環(huán)境友好型融雪劑進(jìn)行融雪能力測(cè)定試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方法為將融雪劑配置成0.2g/ml濃度水溶液，取6ml(V。)，在恒溫箱內(nèi)-l(TC條件下倒入冰塊中，30min后計(jì)量液體的總體積(V融雪劑)，減去融雪劑溶液6ml(V。)，差值為融化出水的體積即融冰能力(以融冰能力代表融雪能力)，在同等條件下做氯化鈉對(duì)比試驗(yàn)，指標(biāo)要求2氯化鈉融雪能力的90%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。表2融雪能力試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>融雪劑與氯化鈉的融雪能力比K=(V融雪劑-V0)/(V氯化鈉-V0)X100%，式中Vg^，為融雪劑所融液體的總體積，V,^為氯化鈉所融液體的總體積，V。為融雪劑或氯化鈉溶液體積6ml，結(jié)果保留整數(shù)。[OO31](三)金屬碳鋼腐蝕試驗(yàn)按照國(guó)標(biāo)GB/T10124-1988，對(duì)上述四種環(huán)境友好型融雪劑進(jìn)行金屬碳鋼腐蝕試驗(yàn)，步驟如下(1)取5片中間打孔(孔徑為3mm)的碳鋼金屬片50X25X2mm，用5%硫酸溶液浸泡5min，再依次進(jìn)行水洗、酒精沖洗、丙酮沖洗，吹氮?dú)膺M(jìn)行干燥，之后放到干燥箱中，進(jìn)行編號(hào)、測(cè)量和稱重；(2)在五只2000ml燒杯中分別加入1000ml純凈水，在第一只燒杯中加入氯化鈉200g，另外四只燒杯中分別加入融雪劑配方1、融雪劑配方2、融雪劑配方3和融雪劑配方4各200g;(3)將5片碳鋼金屬片分別用尼龍繩吊在五只燒杯的溶液中，尼龍繩另一端系在玻璃棒上，并將玻璃棒架在燒杯口沿上，使金屬處于溶液中央偏下的位置(4)碳鋼金屬片連續(xù)在溶液中浸泡48h后，放在3%濃度的鹽酸中浸泡10min，取出后用刷子刷掉表面殘銹，再先后用酒精、丙酮沖洗，吹氮?dú)膺M(jìn)行干燥后放到干燥箱中，再逐一進(jìn)行稱重；(5)緩蝕效果評(píng)價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果見表3。表3金屬碳鋼腐蝕試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>*腐蝕比率(％)是以氯化鈉的腐蝕速率為100%腐蝕速率R=[8760X(M-M1)]+STDX10式中S代表表面積，標(biāo)準(zhǔn)試片數(shù)值是28cm2;T代表浸泡時(shí)間，數(shù)值是48h;D代表密度，數(shù)值是7.85g/cm3;8760是一年的小時(shí)數(shù)；10是單位換算系數(shù)。(四)混凝土腐蝕性試驗(yàn)按照美國(guó)ASTMdesignationC672-84方法，對(duì)上述四種環(huán)境友好型融雪劑進(jìn)行混凝土的腐蝕性試驗(yàn)。試驗(yàn)方法為將靜養(yǎng)好的混凝土塊(100X100X100mm)浸漬在3%濃度的融雪劑溶液中，_201:的環(huán)境下冷凍1611，融凍過(guò)程在室溫下持續(xù)8h，反復(fù)進(jìn)行50天，融雪劑溶液每周更換一次，并且稱量混凝土塊的重量，根據(jù)質(zhì)量損失計(jì)算混凝土腐蝕率，再與氯化鈉對(duì)比計(jì)算出腐蝕比率，試驗(yàn)結(jié)果見表4。表4混凝土腐蝕性試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>*腐蝕比率(％)是以氯化鈉的腐蝕率為100%(五)植物耐鹽試驗(yàn)按照北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/T161-2002,對(duì)上述四種環(huán)境友好型融雪劑進(jìn)行植物耐鹽試驗(yàn)。試驗(yàn)方法為使用麥冬草坪作為評(píng)價(jià)草本植物，劃出2m2X5，每次劑量10g/m2，每周一次，直至出現(xiàn)受害現(xiàn)象前的累積噴灑量為耐鹽量，以g/m2表示，試驗(yàn)結(jié)果見表5。表5植物耐鹽試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(六)植物種子相對(duì)受害率檢測(cè)試驗(yàn)對(duì)上述四種環(huán)境友好型融雪劑進(jìn)行植物種子相對(duì)受害率檢測(cè)試驗(yàn)。試驗(yàn)方法為將草地早熟禾種子在10X過(guò)氧化氫溶液浸泡5min后，再用4(TC溫水浸泡15min，選取100X5粒顆粒均勻飽滿的種子，放入發(fā)芽盒內(nèi)，用5g/L濃度的融雪劑溶液潤(rùn)濕種子和脫脂棉，蓋上發(fā)芽盒上蓋，在2(TC恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，并及時(shí)加水以保持種子濕潤(rùn)，12天后記錄種子發(fā)芽數(shù)量，用蒸餾水做對(duì)照試驗(yàn)，植物種子相對(duì)受害率《70%為衡量標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)結(jié)果見表6。表6植物種子相對(duì)受害率試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>植物種子發(fā)芽率R二A/NX100%，式中A為發(fā)芽數(shù)，N為培養(yǎng)種子數(shù)，數(shù)值是100;植物種子相對(duì)受害率RR=(R對(duì)照-R融雪劑)/R對(duì)照X100%，式中R對(duì)照是用蒸餾水處理的種子發(fā)芽率，Rg^，是用融雪劑處理的種子發(fā)芽率，結(jié)果保留整數(shù)。綜合上述各項(xiàng)指標(biāo)可以看出，本發(fā)明的融雪劑融雪能力強(qiáng)，對(duì)金屬和混凝土的腐蝕性以及對(duì)周邊植被和土壤的危害很小，是一種非常高效環(huán)保的融雪劑。權(quán)利要求一種環(huán)境友好型融雪劑，其特征在于，含有如下組分氯化鈉90-95重量％檸檬酸鈉0.5-3重量％磷酸二氫鈉0.5-3重量％偏硅酸鈉0.5-2重量％尿素1-5重量％羧甲基纖維素鈉0.5-1.5重量％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境友好型融雪劑，其特征在于還含有脫落酸、吲哚乙酸、或其混合物，其含量為0-0.02重量％。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)境友好型融雪劑，其特征在于脫落酸、吲哚乙酸或其混合物的含量為0.01-0.02重量％。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的環(huán)境友好型融雪劑，其特征在于還含有酒石酸鈉，其含量為0-1重量％。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)境友好型融雪劑，其特征在于酒石酸鈉的含量為0.5-1重量％。6.根據(jù)權(quán)利要求l-5中任一項(xiàng)所述的環(huán)境友好型融雪劑，其特征在于還含有腐殖酸或其鹽，其含量為0-1重量％，所述腐殖酸鹽為腐殖酸鈉或腐殖酸鉀。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)境友好型融雪劑，其特征在于腐殖酸或其鹽的含量為0.5-1重量％。8.—種權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述環(huán)境友好型融雪劑的使用方法，包括以下步驟(1)提供所述比例的氯化鈉；(2)提供所述比例的除氯化鈉以外的其它組分，并混合；(3)機(jī)械分散氯化鈉顆粒，同時(shí)將步驟(2)中得到的混合物以水溶液的形式噴灑在氯化鈉顆粒上，形成融雪劑復(fù)合顆粒；(4)將所得復(fù)合顆粒直接施用。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的使用方法，其特征在于步驟(3)中所述機(jī)械分散為攪拌或振蕩分散。全文摘要本發(fā)明涉及一種環(huán)境友好型融雪劑，以氯化鈉為主要成分，含有檸檬酸鈉、磷酸二氫鈉、偏硅酸鈉、尿素、羧甲基纖維素鈉等多種添加劑，還可以含有脫落酸或吲哚乙酸或其混合物、酒石酸鈉、腐殖酸或其鹽。本發(fā)明的融雪劑融雪能力強(qiáng)，適用溫度范圍廣，尤其適用不低于-15℃的環(huán)境溫度，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，能夠有效降低對(duì)金屬物和混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性，能有效地提高種子、植物和土壤的抗鹽化能力。本發(fā)明還提供了一種融雪劑使用方法，該方法無(wú)需預(yù)先制備融雪劑成品，而是將主要成分和各種添加劑分開放置，需要使用前再在工地現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合。此法可以避免成品融雪劑在儲(chǔ)存和運(yùn)輸中出現(xiàn)如受潮、板結(jié)等問(wèn)題，也可以避免在制備復(fù)合顆粒(例如包衣造粒)的過(guò)程中高溫耗能和可能導(dǎo)致添加劑分解的缺陷，其操作簡(jiǎn)單，成本低廉，尤其適于現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化拋灑作業(yè)。文檔編號(hào)C09K3/18GK101691480SQ20091021022公開日2010年4月7日申請(qǐng)日期2009年10月28日優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日發(fā)明者劉濤,包衛(wèi)星,張立塔,方平,王樹叢,聶俊,赫恩龍,陳宗偉,陳建業(yè)申請(qǐng)人:交通部科學(xué)研究院;內(nèi)蒙古神恒環(huán)保技術(shù)有限責(zé)任公司