专利名称：有机复合融雪剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种有机复合融雪剂及其制备方法。
背景技术：
在北方，冬季除雪是保证道路畅通和安全的重要工作。目前用于高速公路、机场跑 道等地的融雪除冰措施主要有机械除雪、人工除雪和融雪剂除雪。机械除雪由于大型除雪 设备较为缺乏，除雪速度和效率较低。人工除雪时，时常会有安全事故发生，而且密集型的 人工除雪会影响交通运行速度。因此，各国面对雪天多选择省时、省力且可使意外伤害事故 降低的融雪剂除雪方式。融雪剂也称除冰盐(deicing salt)，用来降低冰雪的凝固点进而达到融化冰雪 的目的。在现有的应用中，融雪剂的种类主要有氯盐类、醋酸钙镁盐类(CMA)及有机醇类 等。氯盐类融雪剂，其融雪化冰简单实用，但会对路面、桥梁等建筑设施造成严重的结构性 破坏，对土壤、水源等造成污染。醋酸钙镁盐类融雪剂，是一种环保型的融雪剂，但是由于制 备时需要使用大量的冰醋酸，与前述的氯盐类融雪剂相比较，工艺较复杂，因此其作为融雪 剂仍很难被普遍接受。有机醇类，如乙二醇，其融雪效果较好，并且腐蚀性较小，对植物的危害有限，作为 除冰剂与抗冻剂目前被广泛应用于飞机跑道、空调、内燃机冷冻系统等。乙二醇融雪剂的融 雪效果随着乙二醇含量的升高而增强。但是，乙二醇含量越高，其作为融雪剂使用的成本会 大大提高。
发明内容
本发明的目的是提供一种融雪效果好、成本较低的有机复合融雪剂及其制备方 法。为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为有机复合融雪剂，它由包含乙二 醇、融雪促进剂和水原料制备而成，各原料所占重量份数为乙二醇0. 5 5份、融雪促进剂 0. 1 5份、水30 50份。所述融雪促进剂为藻蓝蛋白或藻多糖。所述原料还包含有非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂所占重量份数为 0. 1 5份。所述非离子表面活性剂所占重量份数为1份。所述非离子表面活性剂为椰子油二乙醇酰胺。所述各原料的重量份数为乙二醇5份，融雪促进剂1份，水40份。所述非离子表面活性剂为椰子油二乙醇酰胺。上述有机复合融雪剂的制备方法，它包括以下步骤1)按各原料所占重量份数为乙二醇0.5 5份、融雪促进剂0. 1 5份、水30 50份，选取乙二醇、融雪促进剂和水，备用；
2)将乙二醇、融雪促进剂和水在室温下混合并搅拌，得到有机复合融雪剂。本发明的有益效果是1、相较于现有技术，加入融雪促进剂至含有乙二醇的水溶液后，融雪效果得到增 强，这就意味着与传统的乙二醇制成的融雪剂相比，通过添加融雪促进剂可以降低乙二醇 的含量而达到同样的融雪效果，极大的节约了生产成本。2、本发明的有机复合融雪剂具备较好的低温抗冻性能，可以采取雪前喷洒，雪后 补喷的融雪方式。3、本发明的有机复合融雪剂有较好的溶解性，使用方便，可喷洒均勻，且腐蚀性较 小，对植物的危害有限，比较环保。因此，此类有机复合融雪剂不但为融雪化冰带来了新的思路，也为综合治理蓝藻 (主要营养物质为藻蓝蛋白和藻多糖)提供了新途径，其推广具有较好的现实意义。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1有机复合融雪剂，其由乙二醇、椰子油二乙醇酰胺、藻蓝蛋白和蒸馏水制备而成， 各原料的重量份数见表1。表 1 上述有机复合融雪剂的制备方法的步骤为将乙二醇5份，椰子油二乙醇酰胺1 份，藻蓝蛋白1份，及蒸馏水40份放置于一个容器内；在室温下，搅拌均勻使其组分充分溶 解，即得到上述有机复合融雪剂。所得到的有机复合融雪剂的实验结果参见表12。在本实施例中，所述藻蓝蛋白的提取步骤为选取重量比为(90 110) (0.01 0.03) (8 10) (500 700)的螺旋 藻粉、十二烷基苯磺酸钠、硝酸钠和蒸馏水，将螺旋藻粉、十二烷基苯磺酸钠和硝酸钠混合， 并加蒸馏水稀释并充分搅拌使其溶解且混合均勻，在17°C 25°C下搅拌3-4天，得到浸泡 液，优选17°C;十二烷基苯磺酸钠的浓度为IX 10_4mol/L IOX 10_4mol/L，硝酸钠的浓度为 10g/L 20g/L。在本实施例中，螺旋藻粉、十二烷基苯磺酸钠、硝酸钠和蒸馏水的重量比为 100 0.03 9 600 ；离心上述浸泡液，离心参数设置4000r/min，30min。离心结束后获取离心所得的上清液，该上清液为蓝色液体，表面可观察到蓝色荧光；按所得上清液与硫酸铵饱和液的体积比为(40 60) (40 60)，选取50%饱 和度的硫酸铵饱和液；将50%饱和度的硫酸铵饱和液慢慢加入到盛放上清液的容器中，并 用玻璃棒充分搅拌均勻，然后室温静置10-14小时左右，得到蛋白质的盐析溶液；将上述盐析液小心转入离心管内，准备离心，离心参数设置4000r/min，30min。离 心后除去离心所得的上清液，获取试管底部的蓝色粘稠状物质；将蓝色粘稠状物质使用缓冲液在室温进行多次透析(使用磷酸盐缓冲液，磷酸盐 缓冲液浓度为0. 01-0. 05mol/L)，每次透析时间为11-13小时，得到透析液；在本实施例中， 透析3次，透析时间为12小时，且第一次透析时磷酸盐缓冲液的浓度要大于后面几次透析 时所使用的磷酸盐缓冲液浓度；离心透析液，以除去变性蛋白和不溶物，即得到蛋白液；将上述蛋白液置于烘箱内，控制烘箱的温度在30-40°C，时间为2-4天，即得到藻 蓝蛋白。本实施例中，选取烘箱温度为35 °C，时间为2天。该方法中的蓝藻蛋白可以采用市售的，也可以采用本发明的粗提取过程，采用本 发明粗提取的藻蓝蛋白的成本更低。实施例2有机复合融雪剂，其由乙二醇、椰子油二乙醇酰胺、藻蓝蛋白和蒸馏水制备而成， 各原料的重量份数见表2。表 2 本实施例中的有机复合融雪剂及藻蓝蛋白的制备方法同实施例1，在此不再赘述。 所得到的有机复合融雪剂的实验结果参见表12。实施例3有机复合融雪剂，其由乙二醇、椰子油二乙醇酰胺、藻多糖和蒸馏水制备而成，各 原料的重量份数见表3。表3 上述有机复合融雪剂的制备方法的步骤为将乙二醇5份，椰子油二乙醇酰胺1 份，藻多糖1份，及蒸馏水40份放置于一个容器内；在室温下，搅拌均勻使其组分充分溶解， 即得到上述有机复合融雪剂。所得到的有机复合融雪剂的实验结果参见表12。在本实施例中，藻多糖的提取步骤为用电子天平称取20g的螺旋藻干粉，使用0. lmol/L 0. 2mol/L的氢氧化钠溶液 作为提取液，玻璃棒搅拌均勻后常温抽提，抽提时间为lh。其中，氢氧化钠溶液的质量为螺 旋藻干粉质量的7至10倍；将上述抽提液置于离心管内，4000r/min,离心时间为20min，分别取离心所得的上 清液置于一小烧杯内，管底部的藻泥置于另一烧杯内，该上清液为蓝绿色液体；将上述藻泥再加5倍体积的提取液以同样条件进行抽提，离心，取得离心所得的 上清液，合并两次上清液；Sevag法除蛋白取藻液体积的0. 24倍的Sevag试剂(氯仿和正丁醇的体积比为 5 1)加入到上述合并的上清液中，强力搅拌20min;离心上述溶液后取离心管内上层液体于锥形瓶中，，加入4倍体积的95wt%乙醇， 摇勻后静置30min，锥形瓶底部即为多糖液；将多糖液置于离心管内离心，4000r/min，离心时间为30min。离心完毕后取出沉 淀，用丙酮清洗，最后置于45°C的烘箱内干燥，烘干后即得到藻多糖。实施例4有机复合融雪剂，其由乙二醇、椰子油二乙醇酰胺、藻多糖和蒸馏水制备而成，各 原料的重量份数见表4。表4 上述有机复合融雪剂及藻多糖的制备方法基本与实施例3相同，不同之处在于 在藻多糖的制备方法中，除蛋白步骤中是使用的三氯醋酸(TCA)法，其步骤为用盐酸调节 上清液的PH值为7. 0，再加入10%的TCA溶液，磁力搅拌20min。所得到的有机复合融雪剂的实验结果参见表12。
实施例5有机复合融雪剂，其由乙二醇、椰子油二乙醇酰胺、藻多糖和蒸馏水制备而成，各 原料的重量份数见表5。表 5 上述有机复合融雪剂及藻多糖的制备方法同实施例4，在此不再赘述。所得到的有 机复合融雪剂的实验结果参见表12。实施例6 有机复合融雪剂，其由乙二醇、藻多糖和蒸馏水制备而成，各原料的重量份数见表 6。表 6 上述有机复合融雪剂的制备方法的步骤为将乙二醇5份，藻多糖1份，及蒸馏水 40份放置于一个容器内；在室温下，搅拌均勻使其组分充分溶解，即得到上述有机复合融 雪剂。其中，藻多糖的制备方法同实施例4。所得到的有机复合融雪剂的实验结果参见表12。实施例7 有机复合融雪剂，其由乙二醇、藻多糖和蒸馏水制备而成，各原料的重量份数见表 7。表 7 上述有机复合融雪剂的制备方法的步骤为将乙二醇0. 5份，藻多糖0. 5份，及蒸 馏水30份放置于一个容器内；在室温下，搅拌均勻使其组分充分溶解，即得到上述有机复 合融雪剂。其中，藻多糖采用现有的。所得到的有机复合融雪剂的实验结果参见表12。实施例8 有机复合融雪剂，其由乙二醇、藻多糖和蒸馏水制备而成，各原料的重量份数见表 8。表8 上述有机复合融雪剂的制备方法的步骤为将乙二醇5份，藻多糖5份，及蒸馏水 50份放置于一个容器内；在室温下，搅拌均勻使其组分充分溶解，即得到上述有机复合融 雪剂。其中，藻多糖采用现有的。所得到的有机复合融雪剂的实验结果参见表12。在以上所有实施例中，非离子表面活性剂为椰子油二乙醇酰胺，但本发明并不限 于椰子油二乙醇酰胺，其还可以为其他非离子表面活性剂，如蔗糖酯、聚氧乙烯酰胺等。现在，通过将以下组分混合来制备三种对照融雪剂比较实施例1各原料的重量份数见表9。表 9 比较实施例2各原料的重量份数见表10。表 10 比较实施例3各原料的重量份数见表11。表 11 将实施例1至8及比较实施例1至3制备的融雪剂分别放置于对应的容器中，然 后取与融雪剂质量相当的雪加入到融雪剂中。将所有试样置于环境温度为2°C的室外，观测 各试样的融雪效果，4小时后计量融化后的液体总量，实验结果可参见表12。表12 从表12可以看出，加入藻蓝蛋白或藻多糖至乙二醇融雪剂后，融雪效果得到增强，尤其是藻蓝蛋白，由于其颜色为深蓝色，该有机复合融雪剂融雪后也为深蓝色，能有效 吸收太阳辐射热，加速冰雪融化。对于藻多糖，用Sevag法除蛋白的融雪效果比TCA法的要 好些，可能是因为Sevag试剂中的正丁醇并没有完全除净，增加了试样中有机醇的含量。这 就意味着与传统的乙二醇融雪剂相比，通过添加藻蓝蛋白或藻多糖可以降低乙二醇的含量 而达到同样的融雪效果，极大的节约了生产成本。 本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数 (如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
权利要求
有机复合融雪剂，其特征在于它由包含乙二醇、融雪促进剂和水原料制备而成，各原料所占重量份数为乙二醇0.5～5份、融雪促进剂0.1～5份、水30～50份。
2.根据权利要求1所述的有机复合融雪剂，其特征在于所述融雪促进剂为藻蓝蛋白 或藻多糖。
3.根据权利要求1所述的有机复合融雪剂，其特征在于所述原料还包含有非离子表 面活性剂，所述非离子表面活性剂所占重量份数为0. 1 5份。
4.根据权利要求3所述的有机复合融雪剂，其特征在于所述非离子表面活性剂所占 重量份数为1份。
5.根据权利要求3或4所述的有机复合融雪剂，其特征在于所述非离子表面活性剂 为椰子油二乙醇酰胺。
6.根据权利要求1所述的有机复合融雪剂，其特征在于所述各原料的重量份数为乙 二醇5份，融雪促进剂1份，水40份。
7.根据权利要求1所述的有机复合融雪剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤1)按各原料所占重量份数为乙二醇0.5 5份、融雪促进剂0. 1 5份、水30 50 份，选取乙二醇、融雪促进剂和水，备用；2)将乙二醇、融雪促进剂和水在室温下混合并搅拌，得到有机复合融雪剂。
全文摘要
本发明涉及一种有机复合融雪剂及其制备方法。有机复合融雪剂，其特征在于它由包含乙二醇、融雪促进剂和水原料制备而成，各原料所占重量份数为乙二醇0.5～5份、融雪促进剂0.1～5份、水30～50份。所述融雪促进剂为藻蓝蛋白或藻多糖。本发明通过加入融雪促进剂至含有乙二醇的溶液后，融雪效果得到增强。这就意味着与传统的乙二醇制成的融雪剂相比，本发明通过添加融雪促进剂而得到的有机复合融雪剂可以降低乙二醇的含量而达到同样的融雪效果，极大的节约了生产成本。同时，本发明的有机复合融雪剂具备较好的低温抗冻性能，且腐蚀性较小，对植物的危害有限，比较环保。
文档编号C09K3/18GK101921577SQ20101027438
公开日2010年12月22日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者惠述俭, 王勇, 葛传双 申请人:武汉理工大学