Состав для удаления снежно-ледяных образований
Использование: для удаления снежно-ледяных образований вблизи объектов, находящихся под электрическим напряжением (стрелочные переводы на железных дорогах, находящиеся под воздействием рельсовой цепи, объекты на территории и вблизи электростанций). Состав содержит в мас.%: мочевина 15-30, головная фракция этилового спирта 15-50, триэтаноламин 0,1-1, вода - остальное. Технический результат - повышение коррозионной стойкости при сохранении высокой плавящей способности, снижение токсичности. 1 табл.
Изобретение относится к химической промышленности и касается противогололедных композиций, в частности для удаления снежно-ледяных образований вблизи объектов, находящихся под электрическим напряжением (стрелочные переводы на железных дорогах, находящиеся под воздействием рельсовой цепи, объекты на территории и вблизи электростанций).
Наряду с традиционными механическим, тепловым, фрикционным способами набирает силу химический метод удаления снежно-ледяных образований. На объектах, где возможны замыкания электрической цепи, внедрение химического способа затруднено, так как большинство противогололедных материалов имеют в своем составе соли и проводят электрический ток, что вызывает возможность замыканий при накоплении материала в почве.
Известна противогололедная композиция, содержащая одно-, двух-, трехатомные спирты, ацетат аммония, ацетат магния, ацетат кальция и воду (пат. RU №2167180, МПК7 C 09 К 3/18, опубл. 20.05.2001 г.).
Известен антигололедный состав, содержащий карбамид, поверхностно-активное вещество, комплексное соединение азотнокислого магния с азотнокислым аммонием, карбоксиметилцеллюлозу или поливиниловый спирт и воду (пат. RU №2167179, МПК7 С 09 К 3/18, опубл. 20.05.2001 г.).
При высокой плавящей способности и неагрессивности при воздействии на металл эти составы содержат соли и проводят электрический ток, что недопустимо на объектах, где возможны замыкания электрической цепи.
Наиболее близким к предлагаемому составу является препарат для удаления льда, содержащий 5-20% мочевины, 1-5% одноатомного алифатического спирта и 60-85% полигликолей, 5-15% воды (заявка Великобритании №2027046, кл. С 09 К 3/18, 1980 г.). В состав при необходимости более высокой степени подавления коррозии добавляется боракс, который является солью, что вызывает возможность проведения материалом электрического тока. Ко всему прочему препарат содержит ядовитые, дорогостоящие и дефицитные гликоли.
При создании изобретения ставилась задача получения такого антигололедного препарата, который бы обладал повышенной коррозионной стойкостью по отношению к металлам при сохранении высокой плавящей способности, имел малый расход при применении, не проводил электрический ток, являлся негорючим и малотоксичным веществом при приемлемой стоимости.
Это достигается тем, что в препарат для удаления льда, содержащий мочевину, воду, одноатомные спирты дополнительно вводят триэтаноламин, а в качестве одноатомных спиртов он содержит головную фракцию этилового спирта при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Мочевина | 15-30 |
| Головная фракция этилового спирта | 15-50 |
| Триэтаноламин | 0,1-1 |
| Вода | остальное. |
В результате введения в состав триэтаноламина, использования в качестве одноатомных спиртов головной фракции этилового спирта, а также следующего соотношения компонентов, мас.%: мочевина - 15-30; головная фракция этилового спирта - 15-50; триэтаноламин - 0,1-1; вода - остальное - в составе повышается коррозионная стойкость препарата, достигается высокая плавящая способность препарата, снижается расход состава на устранение снежно-ледяных образований, снижается токсичность, стоимость, препарат не проводит электрический ток и не воспламеняется.
Состав готовят следующим образом. В реактор заливают воду, добавляют мочевину, перемешивают, затем добавляют головную фракцию этилового спирта и триэтаноламин и снова перемешивают, затем разливают в емкости для хранения и хранят 2 года.
Пример. Для приготовления 100 кг состава используют 69 кг воды, 15 кг мочевины (ГОСТ 2081-92), добавляют 15 кг головной фракции этилового спирта (ОСТ 10-217-98), 1 кг триэтаноламина (ТУ 6-09-2448) и перемешивают. Полученное средство имеет следующие характеристики:
Температура замерзания - -50°С
Скорость коррозии - 0,03 мм/год
Температура воспламенения и вспышки - не выявлена.
Готовый состав наносят на стрелочные переводы железнодорожных путей путем разбрызгивания, при этом снежно-ледяные образования плавятся или переходят (в случае ледяных образований) в кашицеобразное состояние и легко удаляются.
Для подтверждения заявляемых интервалов входящих в заявляемый состав ингредиентов проведены испытания, результаты которых сведены в таблицу. В таблице представлены характеристики предложенного препарата и известного. Уменьшение количества используемых компонентов не приводит к достаточному увеличению плавящей способности и не делает состав достаточно эффективным и коррозионностойким, а их увеличение удорожает состав. Заявляемый препарат не токсичен, не горюч, не агрессивен по отношению к стали и, вследствие отсутствия свободных ионов, не проводит электрический ток.
Испытания эффективности в реальных условиях проводили при наличии ледяного образования толщиной 15-40 мм на стрелочных переводах железнодорожных путей при температуре воздуха -15°С с условным расходом 0,2-0,3 л/м2.
В течение 20 минут реагент взаимодействовал со льдом, плавя и превращая его в частично оттаявшую разрыхленную снежную массу, которая легко удалялась механическим путем.
Были проведены испытания на коррозийную активность. Для испытаний были использованы образцы не корродированной, кузовной стали. Образцы погружали в состав, спустя 4 месяца после погружения в лабораторных условиях оценили коррозионное действие. Результаты оценивались по потере массы стали через 4 месяца. Было отмечено, что состав не агрессивен и при его воздействии на металл, происходит заметное торможение коррозии во времени.
Плавящая способность состава определялась следующим способом. Для проведения испытаний использовались чаши с плоским дном из коррозионно-стойкого материала, электронные лабораторные весы с точностью до 0,01 г, холодильная камера (до -25°С). Для приготовления льда в металлические чаши заливали дистиллированную воду в количестве 65±5 мл и устанавливали в холодильную камеру на ровную плоскую поверхность. После образования льда чаши со льдом взвешивались и в каждую из них добавлялся образец противогололедного материала в количестве 6,7-7 г, предварительно охлажденный до температуры льда в чаше. Время испытаний взяли равным 2 ч. Затем чаши вынимали из холодильной камеры, сливали раствор, после чего взвешивали. Масса расплавленного льда вычислялась из разницы масс чаши до обработки и после испытаний с остатками нерасплавленного льда, деленной на массу противогололедного материала.
Температуру вспышки и воспламенения определяли по ГОСТ 12.1.044-89.
Результаты испытаний приведены в таблице.
Таким образом, как видно из таблицы, предлагаемый препарат позволяет удалять снежно-ледяные образования со стрелочных переводов железнодорожных путей и других объектов, повысить коррозионную стойкость. Наряду с этим следует отметить, что при производстве применяется недорогое сырье в связи с этим стоимость заявляемого состава намного ниже, чем у аналогов.
| Результаты сравнительных экспериментов | |||||||||||||
| № примера | Содержание компонентов, мас % | Температура замерзания, С° | Плавящая способность М (г/г) | Скорость коррозии мм/год | Температура вспышки | ||||||||
| Мочевина | Головная фракция этанола | Полигликоль | Триэтаноламин | Вода | Спирт алифатический | -2 С° | -10 С° | -15 С° | -25 С° | ||||
| Известный | 15 | 0 | 60 | 0 | 20 | 5 | -50 | 2,9 | 0,55 | 0,44 | 0,14 | 0,09 | - |
| 1 | 30 | 50 | 0 | 0,1 | 19,9 | 0 | -50 | 3,4 | 0.9 | 0,59 | 0,14 | 0,08 | Не выявлена |
| 2 | 30 | 50 | 0 | 0,3 | 19,7 | 0 | -50 | 3,4 | 0.9 | 0,59 | 0,14 | 0,08 | Не выявлена |
| 3 | 30 | 50 | 0 | 0,6 | 19,4 | 0 | -50 | 3,4 | 0.9 | 0,59 | 0,14 | 0,04 | Не выявлена |
| 4 | 30 | 50 | 0 | 0,8 | 19,2 | 0 | -50 | 3,4 | 0.9 | 0,59 | 0,14 | 0,03 | Не выявлена |
| 5 | 30 | 50 | 0 | 1,0 | 19 | 0 | -50 | 3,4 | 0.9 | 0,59 | 0,14 | 0,03 | Не выявлена |
| 6 | 24 | 40 | 0 | 1,0 | 35 | 0 | -45 | 2,9 | 0,6 | 0,51 | 0,14 | 0,03 | Не выявлена |
| 7 | 20 | 30 | 0 | 1,0 | 49 | 0 | -40 | 2,8 | 0,5 | 0,4 | 0,13 | 0,03 | Не выявлена |
| 8 | 17 | 20 | 0 | 1,0 | 62 | 0 | -35 | 2,6 | 0.4 | 0,2 | 0,06 | 0,04 | Не выявлена |
| 9 | 15 | 15 | 0 | 1,0 | 69 | 0 | -30 | 2,5 | 0.3 | 0,1 | 0,05 | 0,04 | Не выявлена |
Состав для удаления снежно-ледяных образований, содержащий мочевину, одноатомные спирты, воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит триэтаноламин, а в качестве одноатомных спиртов - головную фракцию этилового спирта при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Мочевина | 15-30 |
| Головная фракция этилового спирта | 15-50 |
| Триэтаноламин | 0,1-1 |
| Вода | Остальное |
