Противогололедная композиция


 

C09K3/18 - для нанесения на поверхность с целью предотвращения или уменьшения налипания на нее льда, тумана или воды (обработка измельченных материалов с целью свободного их стекания вообще, например путем придания им гидрофобных свойств B01J 2/30); для нанесения материалов на поверхности с целью предотвращения обледенения или для оттаивания (вещества, добавляемые в жидкости, для передачи тепла, теплообмена или хранения тепла илиполучения тепла или холода иначе, чем путем их сжигания, например в жидкости для радиаторов C09K 5/00)

Владельцы патента RU 2488619:

Закрытое акционерное общество "Рошальский химический завод "НОРДИКС" (ЗАО РХЗ "НОРДИКС") (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) (RU)

Изобретение относится к области разработки противогололедных реагентов и может быть использовано для борьбы с гололедом на дорожных и аэродромных покрытиях. Противогололедная композиция состоит из реагента на основе нитрата металла, содержащего либо гранулированный обезвоженный нитрат кальция, либо гранулированный обезвоженный нитрат магния, либо их смесь Ca(NO3)2:Mg(NO3)2=3÷1:1÷3 вес.ч., силиката натрия и поверхностно активного вещества. Компоненты взяты при следующих соотношениях, мас.%: реагент на основе нитрата металла 95.0÷98.0, силикат натрия 1.0÷3.0, ПАВ 1.0÷2.0. Композиция может содержать дополнительный ингибитор коррозии металлов в количестве 0.1÷1.0 мас.%, выбранный из ряда: уротропин, смесь солей жирных и сульфаминовых кислот, смесь алкиламидзамещенных производных талловых кислот. Изобретение позволяет получить противогололедную композицию с высокой плавящей способностью по отношению ко льду, эффективную при низких температурах, не оказывающую разрушающего воздействия на цементобетонные покрытия. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

 

Изобретение относится к области разработки противогололедных реагентов и может быть использовано для борьбы с гололедом на дорожных и аэродромных покрытиях.

Наиболее распространенными противогололедными реагентами являются хлорид натрия [Инструкция по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог ВСН 8-89, М.: Минавтодор, 1989, с.14] и хлорид кальция [Гранулированный противогололедный реагент ХКМ, ТУ 2149-005-81277120-2009], а также их композиции.

Однако хлориды металлов отличаются высокой коррозионной активностью по отношению к металлам, оказывают неблагоприятное воздействие на растения и вызывают шелушение цементобетонных покрытий, в связи с последним обстоятельством они не применяются на аэродромах.

Известна противогололедная композиция, содержащая нитраты кальция, магния, карбамид и ПАВ [RU 2112740]. Эта композиция может быть эффективно использована в качестве мягкого антигололедного реагента и в то же время совместима с растениями и обладает свойствами удобрений замедленного действия.

К недостаткам указанной композиции можно отнести коррозионную активность по отношению к металлам и оказание вредного воздействия на цементобетонные покрытия, что препятствует ее применению для борьбы с гололедом на аэродромах.

К другим недостаткам указанной композиции можно отнести ограниченный температурный интервал ее применения (ниже температур минус 15 - минус 17°C эта композиция малоэффективна), а также ее невысокую плавящую способность по отношению ко льду, что связано с высоким содержанием карбамида в композиции.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является композиция [RU 2173329], включающая нитраты кальция и магния, карбамид, ПАВ и ингибитор коррозии металлов (прототип), известная как «Противогололедный реагент НКММ авиационный» (ТУ 2149-051-25761643-98). Данная композиция характеризуется малой коррозионной активностью по отношению к металлам, повышенной плавящей способностью по отношению ко льду и расширенным температурным интервалом ее плавящего действия.

Недостатки этой композиции связаны с тем, что содержание карбамида в ее составе, вводимого с целью уменьшения ее гигроскопичности при хранении, согласно изобретению, может изменяться в широких пределах, от 2 до 55%, при этом по результатам наших исследований при увеличении содержания карбамида в ее составе ухудшаются ее противогололедные свойства - снижается плавящая способность по отношению ко льду и повышается температура эвтектики композиции со льдом, что приводит к резкому снижению ее эффективности при температурах ниже минус 15 - минус 17°C. Следует также отметить, что согласно результатам наших исследований, взаимодействие композиции по прототипу, содержащей карбамид, со льдом или с водой происходит с поглощением тепла, что отрицательно сказывается на эффективности плавления льда при применении этой противогололедной композиции. Так, при смешивании композиции состава НКММ (21 г Ca(NO3)2 + 21 г Mg(NO3)2 + 55 г CO(NH2)2 температура смеси понижается с 24 до 16°C.

Кроме того, наличие карбамида в составе композиции по прототипу усложняет технологический процесс ее получения, поскольку необходимо строгое соблюдение температурного режима на стадиях сушки и гранулирования во избежание разложения карбамида при превышении допустимой температуры.

Следует также отметить, что водные растворы этой композиции характеризуются кислой реакцией (pH<7, см. Таблицу), поэтому образующиеся при плавлении льда под действием композиции растворы оказывают разрушающее действие на цементобетонные покрытия аэродромов.

В затвердевшем бетоне величина pH поровой жидкости составляет 12.0÷12.5. Снижение pH с последующей коррозией бетона, т.е. его разрушением или шелушением, может произойти либо вследствие выщелачивания (вымывания) поровой жидкости омывающей его водой, фильтрующейся через бетон, либо в результате нейтрализации кислыми жидкостями и газами. [Баженов Ю.М. «Технология бетона», изд-во «Высшая школа». 1979].

Предлагаемое изобретение направлено на изыскание противогололедной композиции, сохраняющей высокую плавящую способность по отношению ко льду при изменении соотношения компонентов в ее составе в широком диапазоне, не оказывающей разрушающего воздействия на цементобетонные покрытия, эффективной при низких температурах, обеспечивающей относительно высокую эффективность плавления льда.

Технический результат достигается тем, что предложена противогололедная композиция, состоящая из реагента на основе нитрата металла, силиката натрия и поверхностно активного вещества, при этом в качестве реагента на основе нитрата металла композиция содержит либо гранулированный обезвоженный нитрат кальция, либо гранулированный обезвоженный нитрат магния, либо их смесь Ca(NO3)2:Mg(NO3)2=3÷1:1÷3 вес.ч., при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Реагент на основе нитрата металла 95.0÷98.0
Силикат натрия 1.0÷3.0
ПАВ 1.0÷2.0

Целесообразно, что композиция, содержит дополнительный ингибитор коррозии металлов в количестве 0.1÷1.0 мас.%, который выбирают из ряда: уротропин, смесь солей жирных и сульфаминовых кислот, смесь алкиламидзамещенных производных талловых кислот.

Сущность заявляемого изобретения поясняется табличными данными, приведенными ниже, и заключается в том, что в состав композиции вводят силикат натрия, что приводит к уменьшению вредного воздействия композиции на цементобетонное покрытие, поскольку благодаря присутствию в ее составе щелочного силиката натрия при ее взаимодействии со льдом образуется раствор, характеризующийся щелочной реакцией (pH выше 8.0). Такой раствор не вызывает разрушения (шелушения) цементобетонного покрытия.

Выведение карбамида из состава композиции позволяет упростить технологический процесс ее получения по сравнению с прототипом, поскольку исключается необходимость строгого соблюдения температурного режима сушки и гранулирования во избежание разложения карбамида при превышении допустимой температуры.

Композиция на основе нитратов металлов, не содержащая карбамид, сохраняет высокую плавящую способность по отношению ко льду во всем диапазоне соотношений компонентов, нитратов кальция и магния, и при низких температурах, вплоть до температур минус 23 - минус 25°C.

Следует подчеркнуть, что в состав композиции входят обезвоженные нитраты металлов, которые взаимодействуют со льдом или с водой не с поглощением, а с выделением тепла, т.е. процесс взаимодействия является экзотермическим. Например, при смешивании композиции состава 9.5 г обезвоженного нитрата кальция, 0.3 г силиката кальция, 0.1 г уротропина и 0.1 г ПАВ (неонол) температура смеси повышается с 24 до 32°C. Благодаря выделению тепла эффективность плавления льда увеличивается по сравнению с прототипом.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. 135 г нитрата кальция тетрагидрата смешивали с 3 г силиката натрия, 2 г ПАВ (неонол) и 1.0 г ингибитора коррозии (уротропина). Полученную композицию обезвоживали путем высушивания при нагревании и одновременно гранулировали на лабораторной установке, получили 100 г обезвоженного гранулированного реагента (с диаметром гранул 3.0 мм). При испытании противогололедных свойств получили следующие характеристики: температура эвтектики со льдом - минус 31°C, плавящая способность по отношению ко льду при температуре минус 5°C - 5.7 г/г. Величина pH раствора, образовавшегося при плавлении льда под действием композиции - 9.1. Данные о свойствах композиции приведены в Таблице.

Пример 2. 83 г нитрата магния гексагидрата смешивали с 69 г нитрата кальция тетрагидрата, с 2.0 г силиката натрия, 2.0 г ПАВ и 0.4 г уротропина, полученную смесь высушивали и гранулировали. Получили 100 г обезвоженного реагента с соотношением нитрата магния: нитрат кальция = 1:1. Данные о свойствах композиции приведены в Таблице.

Примеры 3-7. Противогололедные композиции с другим соотношением компонентов получены аналогично примерам 1 и 2 и представлены в Таблице.

Таблица.
Характеристики образцов противогололедной композиции различного состава
Композиция Количества компонентов композиции Отношение Ca(NO3)2/Mg(NO3)2, вес.ч. Температура эвтектики, ºС Плавящая способность ко льду, при -5°C, г/г РН 5%-ного раствора
Ca(NO3)2 4H2O/обезвоженного Ca(NO3)2 г Mg(NO3)2 6H2O/обезвоженного Mg(NO3)2 г Na2SiO3, г ПАВ, г Ингибитор коррозии, г
Пример 1 137/95 - 3.0 1.0 1.0 - -31 5.7 9.1
Пример 2 69/47.8 83/47.8 2.0 2.0 0.4 1:1 -41 6.7 8.9
Пример 3 91/63 55/32 2.5 1.5 1.0 2:1 -31 5.7 9.0
Пример 4 102.5/71.2 41.5/24 3.0 1.0 0.8 3:1 -31 5.7 9.1
Пример 5 46/32 111/64 1.0 2.0 1.0 1:2 -34,5 6.7 8.8
Пример 6 34.5/24 124/71.5 2.0 2.0 0.5 1:3 -32,5 7.3 8.9
Пример 7 - 165/95.4 3.0 1.0 0.6 - -32 7.3 9.1
21 г Са(NO3)2 + - 2,0 1,0 1:1 -26 4,5 3,7
Прототип 21 г Mg(NO3)2 +
55 г CO(NH2)2
ТУ 2149-051-25761643-98 28 г Са(NO3)2 + - 2,0 1,0 2:1 -23 4,5 3,4
14 г Mg(NO3)2 +
55 г CO(NH2)2

Таким образом, предлагаемое изобретение дает возможность получить противогололедную композицию, сохраняющую высокую плавящую способность по отношению ко льду при изменении соотношения компонентов в ее составе в широком диапазоне, не оказывающую разрушающего воздействия на цементобетонные покрытия, эффективную при низких температурах, обеспечивающую более высокую эффективность плавления льда по сравнению с прототипом.

1. Противогололедная композиция, состоящая из реагента на основе нитрата металла, силиката натрия и поверхностно-активного вещества, при этом в качестве реагента на основе нитрата металла композиция содержит либо гранулированный обезвоженный нитрат кальция, либо гранулированный обезвоженный нитрат магния, либо их смесь Ca(NO3)2:Mg(NO3)2=3÷1:1÷3 вес.ч. при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Реагент на основе нитрата металла 95,0÷98,0
Силикат натрия 1,0÷3,0
ПАВ 1,0÷2,0

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный ингибитор коррозии металлов в количестве 0,1÷1,0 мас.%, который выбирают из ряда: уротропин, смесь солей жирных и сульфаминовых кислот, смесь алкиламидзамещенных производных талловых кислот.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к профилактическим средствам для покрытия металлических поверхностей вагонов-думпкаров, полувагонов и другого горно-транспортного, а также транспортного оборудования против примерзания и прилипания к ним вскрышных пород, угля, железной руды, руд цветных металлов, известняка, глины, мела, мергеля и прочих влажных сыпучих материалов.
Изобретение относится к составам для предотвращения смерзаемости сыпучих материалов и для борьбы с пылеобразованием и может применяться для борьбы с пылеобразованием в угольной, горнорудной, металлургической, строительной и других отраслях промышленности в условиях отрицательных температур.

Изобретение относится к способу формирования покрытия и покрытию из диоксида титана, содержащему кристаллы с размером кристаллитов менее 35 нм. .

Изобретение относится к созданию противообледенительной жидкости для наземной обработки самолетов перед взлетом. .
Изобретение относится к области разработки противогололедных реагентов и может быть использовано для борьбы с гололедом на дорожных покрытиях, а также для размораживания грунтов при производстве земляных работ в зимнее время.

Изобретение относится к композициям для формования строительных и отделочных материалов, таких как плитка, черепица, шифер, обеспечивающих снижение сил сцепления между льдом и поверхностью отделочного материала и защищающих от воздействия атмосферных факторов.

Изобретение относится к противообледенительным и теплообменным жидким составам, применяемым для борьбы с обледенением или получения теплообменных жидкостей. .

Изобретение относится к смесовым противогололедным материалам (СПГМ) для обработки дорог. .

Изобретение относится к способам защиты кровли крыши материальных объектов от образования сосулек на ее кромке. .

Изобретение относится к веществам, предназначенным для борьбы с гололедом и снегом на автомобильных и пешеходных дорогах, с обледенением промышленных, транспортных и иных конструкций.

Изобретение относится к авиационным противо-/антиобледенителям, применяемым при низких температурах. Предложено применение композиции, включающей 1,3-пропиленгликоль, одно или более поверхностно-активное вещество, один или более ингибитор коррозии, один или более регулятор кислотности и воду, для удаления замороженной воды с поверхностей самолета и/или для предотвращения образования на них замороженной воды при температуре ниже -32°С. Достигается усиление антиобледенительных свойств при снижении токсичности композиции. 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.
Изобретение может быть использовано для предотвращения смерзания металлосодержащих минеральных частиц, полученных в результате обогащения руд черных металлов. Железосодержащий продукт обогатительного процесса обрабатывают 70-80% раствором бишофита в виде аэрозоля. Поверхность частицы железосодержащего продукта смачивают раствором бишофита при расходе его в количестве 8-17 килограммов на одну тонну влажного сыпучего продукта. Достигается высокая эффективность предотвращения смерзания железосодержащего продукта в условиях низких температур. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение относится к антигололедным составам и может быть использовано для снятия снежно-ледяного покрова твердого дорожного покрытия или взлетно-посадочных полос, кроме того, оно может быть использовано при защите плавсредств от обледенения. Реагент содержит цеолит и смесь химических реагентов. Смесь содержит хлорид кальция, формиаты, карбамид и/или хлорид калия и хлорид натрия. Цеолит модифицированный содержит фракции 0,5-1,5 мм и 2,5-5,0 мм. Реагент наносят на дорожное покрытие в количестве от 30 до 150 г/м2. Увеличивается срок службы дорожного покрытия за счет повышения емкости антигололедного реагента к воде, химическим загрязнениям. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 пр.
Изобретение относится к области химических композиций для предотвращения обледенения, использования жидкостей для проведения де-обледенительной (удаление снежно-ледяных отложений) обработки и антиобледенительной защиты воздушных судов на земле. Технический результат - получение противообледенительной жидкости, которая обладает устойчивыми термостабильными свойствами и цветовой окраской, повышенными антикоррозионными свойствами и эксплуатационными характеристиками, отвечающими требованиям стандартов SAE AMS 1424 и ISO 11075. Результат достигается использованием следующего состава, масс.%: 80-88 - моноэтиленгликоль; 0,0006-0,0008 - органический активный оранжевый 2К биф краситель; 0,0018-0,0022 - органический прямой алый краситель; 0,15-0,2 - толилтриазол; 0,04-0,06 - нитрит натрия; 0,3-0,44 - оксиэтилированный нонилфенол - неионогенное поверхностно-активное вещество; 0,04-0,06 - гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусный натрий - биоразлагаемый комплексонообразователь-регулятор жесткости воды; 0,015-0,02 - гидроксид калия - стабилизатор pH; деионизированная вода - остальное. 2 пр.
Изобретение относится к области химических композиций для предотвращения обледенения, использования жидкостей для проведения де-обледенительной (удаление снежно-ледяных отложений) обработки и антиобледенительной защиты воздушных судов на земле. Технический результат - получение противообледенительной жидкости, которая более экологична, обладает устойчивыми термостабильными свойствами и цветовой окраской, повышенными антикоррозионными свойствами и эксплуатационными характеристиками, отвечающими требованиям стандартов SAE AMS 1424 и ISO 11075. Результат достигается использованием следующего состава, мас.%: - 80-88 - пропиленгликоль; - 0,0006-0,0008 - органический активный оранжевый 2К биф краситель; - 0,0018-0,0022 - органический прямой алый краситель; - 0,15-0,20 - толилтриазол; - 0,04-0,06 - нитрит натрия; - 0,3-0,44 - оксиэтилированный нонилфенол неионогенное поверхностно-активное вещество; - 0,04-0,06 - гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусный натрий биоразлагаемый комплексонообразователь-регулятор жесткости воды; - 0,015-0,02 - гидроксид калия стабилизатор pH; - 0,015-0,02 - ацетат натрия стабилизатор pH; - деионизированная вода - остальное. 2 пр.
Изобретение относится к противообледенительной жидкости, обладающей свойствами удалять с поверхности воздушных судов снежно-ледяные отложения. Технический результат достигается тем, что противообледенительная жидкость содержит смесь 1,2-пропандиола-пропиленгликоля и деионизированной воды с функциональными присадками - красители кислотные органические, ингибиторы коррозии, комплексообразователь, неионогенное поверхностно-активное вещество, стабилизатор pH, загуститель, неионогенный биоразлагаемый пеногаситель - гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусный натрий. Изобретение обеспечивает длительную (до 12 часов) антиобледенительную защиту поверхностей в условиях наземного обледенения. 4 пр.

Изобретение относится к средствам, применяемым при обработке дорожных, асфальтовых, бетонных и других покрытий для ликвидации гололедных образований. Антигололедная композиция включает хлористые соли натрия и кальция, ингибитор коррозии металла, в качестве которого используют хлористый аммоний, параформ и оксид или гидроксид щелочноземельного или щелочного металла. Изобретение позволяет повысить плавящую способность композиции. 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил., 2 пр.
Каждый вариант композиции содержит химический компонент для таяния снега и льда и абразивный компонент для сцепления колес транспортных средств и обуви пешеходов с дорогой. Абразивный компонент композиции составлен из дозированных по массе сухих групп фракций песка, гранитной крошки или мраморной крошки в разных их сочетаниях и пропорциях. Антигололедная композиция обеспечивает повышение ее эффективности воздействия на уменьшение скользкости дорожного покрытия и вредного воздействия на окружающую среду. 13 н. и 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к получению загустителя для противообледенительной жидкости (ПОЖ), обладающей свойствами удалять с поверхности воздушных судов снежно-ледяные отложения. Способ поэтапного получения загустителя противообледенительной жидкости и композиции загустителя включает загрузку на первом этапе пропиленгликоля 7,6-11,04 мас.ч., воды 84,6-89,25 мас.ч. и пеногасителя 0,05-0,1 мас.ч., перемешивание их в роторном смесителе с частотой 50-60 Гц в течение 10-15 минут после загрузки компонентов. На втором этапе перемешивают смесь при частоте 40-60 Гц и циркуляции при частоте 30-40 Гц, а затем через загрузочный бункер во всасывающую линию системы циркуляции добавляют полимер 1,4-2,1 мас.ч. и осуществляют циркуляцию при 10-16 Гц, причем время второго этапа составляет около 50-65 минут. На третьем этапе проводят выдержку без перемешивания и циркуляции в течение 4-7 часов, на четвертом этапе перемешивают смесь при 40-60 Гц с циркуляцией при 30-50 Гц в течение 5-15 минут после загрузки ПАВ 0,1-0,2 мас.ч., пропиленгликоля 0,32-0,46 мас.ч., ингибитора коррозии 1,2-1,5 мас.ч. Затем проводят стабилизацию без перемешивания и циркуляции в течение 10-15 часов при погрешности загрузки количества пропиленгликоля и воды ±0,1% и остальных компонентов ±2%. Также заявлена композиция загустителя для противообледенительной жидкости состава, мас.ч. Пропиленгликоль 8,0-11,5 Вода 89,25-84,6 Полимер полиакрилат натрия 1,4-2,1 ПАВ оксиэтилированный   нонилфенол или   этоксилированный октилфенол 0,1-0,2 Пеногаситель   полидиметилсилоксан 0,05-0,1 Ингибитор коррозии 2-бутин   1,4-диол (50% водный раствор) 1,2-1,5 Изобретение позволяет получить загуститель для ПОЖ, который повышает степень точности получения необходимой вязкости для ПОЖ. 2 н.п. ф-лы, 5 табл.
Изобретение относится к получению противообледенительной жидкости (ПОЖ), обладающей свойствами удалять с поверхности воздушных судов снежно-ледяные отложения (СЛО) и обеспечивать длительную (до 12 часов) антиобледенительную защиту поверхностей ВС в условиях наземного обледенения. Способ поэтапного получения противообледенительной жидкости на основе пропиленгликоля с загустителем включает загрузку на первом этапе пропиленгликоля 47,0-52,0 мас.ч., воды 16,0-20,3 мас.ч. и комплексообразователя гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусный натрий 0,11-0,21 мас.ч., перемешивание их в роторном смесителе с частотой 50-60 Гц в течение 15-20 минут после загрузки компонентов. На втором этапе добавляют ингибитор коррозии толилтриазол или 1,2,3-бензотриазол 0,12-0,22 мас.ч. и ПАВ оксиэтилированный нонилфенол или этоксилированный октилфенол 0,12-0,25 мас.ч. с перемешиванием смеси при частоте 50-60 Гц и циркуляции при частоте 20 Гц в течение 30-35 минут. На третьем этапе загружают загуститель 10,5-14,0 мас.ч. в смеситель насосом марки НЦ-1 при частоте 10 Гц, перемешивают всю смесь при 50-60 Гц и подвергают циркуляции при частоте 10-40 Гц в течение 60-65 минут после закачки. На четвертом этапе перемешивают смесь при 50-60 Гц с циркуляцией при 10-40 Гц в течение 45-50 минут после загрузки воды 16,117- 21,348 мас.ч., красителя 0,002 -0,003 мас.ч. и стабилизатора рН гидроксид калия и/или гидроксид натрия 0,10-0,20 мас.ч. На 5 этапе добавляют ингибитор коррозии толилтриазол или 1,2,3-бензотриазол 0,4-0,5 мас.ч. и перемешивают смесь при 50-60 Гц в течение 30-35 минут после загрузки без циркуляции, при погрешности загрузки количества пропиленгликоля и воды ± 0,2% и остальных компонентов ± 1%. Для корректировки качества осуществляют дополнительное перемешивание смеси. В качестве красителя берут 0,0004-0,0008 хромовый антрахиноновый зеленый 125 и 0,0016-0,0022 желтый 3G и/или желтый G. Изобретение позволяет увеличить время антиобледенительной защиты. 2 з.п. ф-лы.
Наверх