本发明涉及道路抑冰融雪技术领域,具体涉及一种融冰剂及其制备方法。
背景技术:
道路结冰容易发生在11月到下一年4月(即冬季和早春)的一段时间内。我国北方地区,尤其是东北地区和内蒙古北部地区,常常出现道路结冰现象。而我国南方地区,降雪一般为“湿雪”,往往属于0~4℃的混合态水,落地便成冰水浆糊状,一到夜间气温下降,就会凝固成大片冰块,只要当地冬季最低温度低于0℃,就有可能出现道路结冰现象,只要温度不回升到足以使冰层解冻,就将一直坚如磐石。一般来说,寒冬腊月,当出现大范围强冷空气活动引起气温下降的天气(气象上称为寒潮)时,如果伴有雨雪,最容易发生道路结冰现象。
出现道路结冰时,由于车轮与路面摩擦作用大大减弱,容易打滑,刹不住车,造成交通事故。行人也容易滑倒,造成摔伤。2008年初,我国南方十几个省份持续出现雨雪、冰冻等天气,导致多条高速公路因道路积雪结冰先后封闭,民航机场因飞机跑道、停机坪大量积雪结冰而关闭,人员物资无法运送,对交通造成了严重影响。
因此,开发一种能够快速融冰的融冰剂,成为亟待解决的技术问题。
技术实现要素:
针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种融冰剂,具有融冰速度快,无毒,无味,便于生产的特点;本发明还提供其制备方法,科学合理、简单易行。
本发明所述的融冰剂,由如下重量份数的原料制成:
优选地,由如下重量份数的原料制成:
其中:
所述的吸水凝胶为纳米纤维素气凝胶或淀粉凝胶中的一种或两种。
优选地,所述的吸水凝胶为纳米纤维素气凝胶与淀粉凝胶的混合物,二者的质量比为2~5:1。
本发明所述的融冰剂的制备方法,步骤如下:
(1)将醋酸镁与醋酸钙混合均匀,得混合物a;
(2)将偏硅酸钠和苯并三氮唑加入到水中,搅拌,得混合物b;
(3)将乙二醇、乙醇和丙三醇混匀,得混合物c;
(4)将混合物a和混合物b加入到混合物c中,混匀,得混合物d;
(5)不断搅拌下,向混合物d中滴加吸水凝胶,滴完后,静置,得融冰剂。
所述的静置为在30~50℃下静置2~3小时。能够稳定融冰剂的结构,延长其作用时间,进而增强其融冰能力。
综上所述,本发明的有益效果如下:
(1)本发明采用醋酸镁和醋酸钙经复合形成易溶盐类物质,能够降低冰雪的凝固点,起到消除冰雪的作用。另外,易溶盐类物质不会对道路桥梁产生腐蚀作用,也不会对水体产生污染,安全环保。
(2)本发明采用乙二醇、乙醇和丙三醇复合,增加了氢键,进一步降低了凝固点。
(3)本发明采用偏硅酸钠,由于硅酸盐物质极易形成胶体性结构,而偏硅酸盐具有较好的稳定性能和良好的防腐蚀性能。
(4)本发明采用苯并三氮唑,提高融冰剂与金属的热传导速度,并可以减缓锈垢的生成量,减弱ph值的下降,同时它还具有很好的防腐效果。
(5)本发明采用纳米纤维素气凝胶和淀粉凝胶复合,凝胶由长的纳米纤维构成,纤维间可形成大量氢键,溶液内纤维间的缠绕作用明显,一方面能增强融冰剂的强度,延长融冰剂的作用时间;另一方面能够增强其与水结合的能力,提高融冰速度。
(6)本发明所述的制备方法,科学合理、简单易行。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外,均为市购。
实施例1
所述的融冰剂,由如下重量份数的原料制成:
所述的吸水凝胶为纳米纤维素气凝胶与淀粉凝胶的混合物,二者的质量比为4:1。
其制备方法,步骤如下:
(1)将醋酸镁与醋酸钙混合均匀,得混合物a;
(2)将偏硅酸钠和苯并三氮唑加入到水中,搅拌,得混合物b;
(3)将乙二醇、乙醇和丙三醇混匀,得混合物c;
(4)将混合物a和混合物b加入到混合物c中,混匀,得混合物d;
(5)不断搅拌下,向混合物d中滴加吸水凝胶,滴完后,在40℃下静置2.5小时,得融冰剂。
实施例2
所述的融冰剂,由如下重量份数的原料制成:
所述的吸水凝胶为纳米纤维素气凝胶与淀粉凝胶的混合物,二者的质量比为5:1。
其制备方法,步骤如下:
(1)将醋酸镁与醋酸钙混合均匀,得混合物a;
(2)将偏硅酸钠和苯并三氮唑加入到水中,搅拌,得混合物b;
(3)将乙二醇、乙醇和丙三醇混匀,得混合物c;
(4)将混合物a和混合物b加入到混合物c中,混匀,得混合物d;
(5)不断搅拌下,向混合物d中滴加吸水凝胶,滴完后,在30℃下静置3小时,得融冰剂。
实施例3
所述的融冰剂,由如下重量份数的原料制成:
所述的吸水凝胶为纳米纤维素气凝胶与淀粉凝胶的混合物,二者的质量比为2:1。
其制备方法,步骤如下:
(1)将醋酸镁与醋酸钙混合均匀,得混合物a;
(2)将偏硅酸钠和苯并三氮唑加入到水中,搅拌,得混合物b;
(3)将乙二醇、乙醇和丙三醇混匀,得混合物c;
(4)将混合物a和混合物b加入到混合物c中,混匀,得混合物d;
(5)不断搅拌下,向混合物d中滴加吸水凝胶,滴完后,在50℃下静置2小时,得融冰剂。
对比例1
所述的融冰剂,由如下重量份数的原料制成:
其制备方法,步骤如下:
(1)将醋酸镁与醋酸钙混合均匀,得混合物a;
(2)将偏硅酸钠和苯并三氮唑加入到水中,搅拌,得混合物b;
(3)将乙二醇、乙醇和丙三醇混匀,得混合物c;
(4)将混合物a和混合物b加入到混合物c中,混匀,得混合物d,得融冰剂。
分别对实施例1-3与对比例1制备的融冰剂进行融冰能力测试,测试方法具体如下:
(1)在冰箱中冷冻冰块;
(2)通过切割冰块,获得6块10*10cm厚度为5cm的冰块;
(3)分别在5块冰块上喷洒100g实施例1-3、对比例1制备的融冰剂、市售融冰剂;剩余一块为空白样,不加任何物质;置于-5℃低温恒温箱中;
(4)开始计时,分别在30、60、120、240分钟后对冰块进行称重,通过计算得到融冰剂的融冰能力。
计算方法如下:
融冰指数=(冰块的原始重量-称重时获得的重量)/冰块的原始重量。
测试结果见表1。
表1融冰能力测试结果