一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料及其制备方法
阅读：776发布：2023-01-23
专利汇可以提供一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于 沥青 路面的除 冰 材料及其制备方法。一种蓄盐式沥青路面专用 除冰 材料，其特征在于它由无机冰点下降主剂、有机辅助冰点下降剂、冻结延迟剂、冰层 软化 剂和释放稳定剂组成，各组分所占 质量 份数为：无机冰点下降主剂20-40份，有机辅助冰点下降剂10-30份，冻结延迟剂5-25份，冰层软化剂5-25份，释放稳定剂30-60份。该除冰材料的除冰效果明显。，下面是一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料，其特征在于它由无机冰点下降主剂、有机辅助冰点下降剂、冻结延迟剂、冰层软化剂和释放稳定剂组成，各组分所占质量份数为：
无机冰点下降主剂： 20-40份，
有机辅助冰点下降剂：10-30份，
冻结延迟剂： 5-25份，
冰层软化剂： 5-25份，
释放稳定剂： 30-60份。
2.根据权利要求1所述的一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料，其特征在于：所述的无机冰点下降主剂选用细度为20-200目的无水氯化钙。
3.根据权利要求1所述的一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料，其特征在于：所述的有机辅助冰点下降剂为乙二醇、1-2丙二醇、丙三醇、尿素中的任意一种或任意两种以上的混合，任意两种以上混合时为任意配比。
4.根据权利要求1所述的一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料，其特征在于：所述的冻结延迟剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二羟乙基长链脂肪酸酰胺、聚丙烯酸钠、马来酸酐异丁烯聚合物中的任意一种或任意两种以上的混合，任意两种以上混合时为任意配比。
5.根据权利要求1所述的一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料，其特征在于：所述的冰层软化剂由为1，6-己二醇二丙烯酸酯、十八烷基三甲基硫酸甲酯铵、丙二醇甲醚醋酸酯中的任意一种或任意两种以上的混合，任意两种以上混合时为任意配比组合而成。
6.根据权利要求1所述的一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料，其特征在于：所述的释放稳定剂为水泥、消石灰中的任意一种或任意两种的混合，两种混合时水泥和消石灰的质量比为：100∶1-40。
7.根据权利要求6所述的一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料，其特征在于：所述的水
2
泥为普通硅酸盐水泥，标号为P.O 52.5，比表面积不小于300m/kg。
8.如权利要求1所述的一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按各组分所占质量份数为：无机冰点下降主剂20-40份，有机辅助冰点下降剂10-30份，冻结延迟剂5-25份，冰层软化剂5-25份，释放稳定剂30-60份，选取无机冰点下降主剂、有机辅助冰点下降剂、冻结延迟剂、冰层软化剂和释放稳定剂，备用；
2)将无机冰点下降主剂和释放稳定剂加入流化床造粒机的进料口，开启底部空气，混合5-10min，然后有机辅助冰点下降剂、冻结延迟剂、冰层软化剂通过输液装置由压缩空气进行雾化混合后喷入流化床造粒机的床层中，进行混合、造粒，干燥，得到颗粒直径为
0.5mm-2mm的蓄盐式沥青路面专用除冰材料。
一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料及其制备方法
技术领域
背景技术
[0002] 冬季路面积雪结冰一直以来都是困扰公路交通的大问题。由于路面上覆盖冰雪，轮胎与路面的附着力下降，极易引发交通事故，严重时会导致公路交通瘫痪，甚至造成生命、财产的重大损失。为解决此类问题，很多部门进行了大量的分析研究工作，对于除冰方法探索出了不少宝贵经验，总体说来大致分为物理法和化学法，物理法包含人工除雪法、机械清除法，或通过撒沙石材料等手段达到融雪除冰目的，这类方法往往人力资源消耗大、对路面破坏严重，并且破冰效果也不够理想，化学方法一般是指各类有机无机融雪剂的使用，目前这种方法被广泛采用，但是由于其对周围环境的影响太大，不仅腐蚀路面，还会导致公路周围环境污染，另外，有利用电热或地热等方法加热沥青路面，使路表温度升高达到融化冰雪的目的，这种方法的融雪除冰效果理想，但是其建设和维护成本太高，因而无法大规模的在建设中应用。
[0003] 近些年来，开始出现了关于蓄盐类自融雪除冰路面的研究，此类方法施工成本低，节省人力资源，环境污染小，工程应用除冰效果明显，将成为今后的研究热点。
[0004] 但是蓄盐式的沥青路面由于其融雪组分储蓄方式不当等原因，导致其释放稳定程度不高，有些道路甚至在施工后短时期内就失去了除冰功能。另外，虽然普通的融雪除冰剂在近些年来得到了广泛的应用，在很大程度上解决了冰雪带来的不利市民出行的影响。然而，现有的普通融雪剂融雪效果单一，无论直接撒于道路表面还是蓄在沥青混合料内，都只能暂时的融化部分冰雪，无法应对复杂恶劣的冰雪天气情况引起的大规模道路积雪结冰，所以传统的融雪除冰剂的除冰效果并不理想，适用范围也在很多情况下受到了限制。另外，传统的除冰盐腐蚀公路路面，降低路面的路用性能，缩短公路的使用寿命。并且对公路附近的环境产生负面的影响，引起土地盐碱化，并破坏公路周围植物，为我国带来了巨大的经济损失。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料及其制备方法，该除冰材料的除冰效果明显。
[0007] 无机冰点下降主剂： 20-40份，
[0008] 有机辅助冰点下降剂：10-30份，
[0009] 冻结延迟剂： 5-25份，
[0010] 冰层软化剂： 5-25份，
[0011] 释放稳定剂： 30-60份。
[0013] 所述的有机辅助冰点下降剂为乙二醇、1-2丙二醇、丙三醇、尿素中的任意一种或任意两种以上的混合，任意两种以上混合时为任意配比。
[0014] 所述的冻结延迟剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二羟乙基长链脂肪酸酰胺、聚丙烯酸钠、马来酸酐异丁烯聚合物中的任意一种或任意两种以上的混合，任意两种以上混合时为任意配比。
[0018] 上述一种蓄盐式沥青路面专用除冰材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
[0019] 1)按各组分所占质量份数为：无机冰点下降主剂20-40份，有机辅助冰点下降剂10-30份，冻结延迟剂5-25份，冰层软化剂5-25份，释放稳定剂30-60份，选取无机冰点下降主剂、有机辅助冰点下降剂、冻结延迟剂、冰层软化剂和释放稳定剂，备用；
[0020] 2)将无机冰点下降主剂和释放稳定剂加入流化床造粒机的进料口，开启底部空气，混合5-10min(让两种组分在流化床底部空气吹动下处于流态化，并达到混合目的)，然后有机辅助冰点下降剂、冻结延迟剂、冰层软化剂通过输液装置由压缩空气进行雾化混合后喷入流化床造粒机的床层中(粉料经过沸腾翻滚逐渐形成较大的颗粒，这种方法优点是混合、造粒、干燥等工序在一个密闭的流化床中一次完成，操作安全卫生方便，适合本发明的产品制备，制出的微粒完全符合所需要求)，进行混合、造粒，干燥，得到颗粒直径为0.5mm-2mm的蓄盐式沥青路面专用除冰材料。
[0021] 本发明解决了当前蓄盐式沥青路面除冰材料可释性不稳，导致的除冰雪效果不持久，以及融冰功能单一，对抗复杂冰雪天气融冰效果不足的状况，并改善除冰材料部分组分损害环境，降低路面寿命的问题，
[0022] 将本发明的除冰材料应用于蓄盐类沥青混凝土路面，可以在冰雪环境下降低路面雪水的结冰温度，低温下延迟路面的结冰时间，极低温下降低路面冰层的硬度，多方面达到融雪除冰目的，并且稳定除冰组分释放的速度，显著提高了在复杂冰雪环境下主动除冰路面的长期除冰效果。本发明的产品组分环保，降低了融雪除冰剂对环境污染和路面的损害，并且制造方便，成本低廉。可广泛用于道路桥梁及其他各种环境条件下沥青路面的主动除冰。
[0023] 本发明的除冰材料不仅使道路除冰效果明显增强，可以应对各种天气情况下引起的道路积雪结冰，而且融雪能力释放稳定，对环境影响较小，达到环保要求。
[0024] 本发明的有益效果：
[0025] 1、本发明的几种组分在负温环境下共同作用，达到冰雪天气下除冰最大化的效果，多方面保证路面行车安全，对于长时间负温冰雪环境，极低温环境等恶劣条件下的应用效果良好，使本产品拥有广阔的适用范围。
[0026] 本发明的无机冰点下降主剂和有机辅助冰点下降剂都有降低水的冰点的作用，依靠的理论基础为凝固点降低理论：所谓凝固点是指某物质液态与固态两相处于平衡、两者能相互共存时的温度。当纯溶剂(比如水)达到凝固点温度时，固、液两相达到平衡，两者化学势相等。当一定量的溶质溶于溶剂形成稀溶液时，其凝固点将比纯溶剂的凝固点低，称为凝固点降低。本发明采用有机-无机复合的冰点下降方案，由于无机和有机组分在和冰雪接触过程中作用方式不同，在一定情况下能够显著增加融雪剂的作用效果。
[0027] 本发明中的冻结延时剂可以使部分达到冰点温度的冰水暂时不结冰，延长其在过冷状态下的时间，阻止其发生相变，开始冻结的时间发生滞后，减小了道路结冰的压力，在这段时间内使道路不积雪、不结冰，保证道路行车安全。该组分中的N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二羟乙基长链脂肪酸酰胺、聚丙烯酸钠，或马来酸酐异丁烯聚合物在负温状态下对冰水体系发挥作用，由于水结冰是需要结晶核的，并且产生一个结晶核需要晶核生成能，若形成的核尺寸达不到临界半径时，就无法稳定存在和生长，本发明提供的冻结延时剂十分容易被水溶液中离子“杂质”吸附，且能够改变这些“杂质”的表面能，从而起到延迟结冰的作用。该种组分的加入大大延长了冰开始冻结的时间，降低了在一定时间内的冻结温度下路面结冰的可能性。
[0028] 本发明中的冰层软化剂可以降低结冰后冰层的硬度，实验发现，加入冰层软化剂后，冰的表面不再是致密的，而变得蓬松，成为层状分布。当掺量达到一定比例后，溶液的结晶成冰就已经不再致密，冰面的针入度测试值大幅提高，此原理主要是加入冰层软化剂后，水溶液的稠度提高，从而改变了水结晶体发育生长的方向和速度，使冰核不是各向有序的紧密生长，同时，冰层软化剂也起到隔离冰晶核的作用，使冰不再坚硬。一旦在严重冰雪环境下经历过长时间的负温，导致大量冰雪结冰，疏松的冰层也不会严重影响交通，在车轮碾压下很容易破碎，并且也使除冰工作容易进行。
[0029] 2、本产品具有良好的释放稳定性，保证路面在长时间使用后仍能具备基本的除冰功能。由于本发明释放稳定剂的主要成分为水泥和消石灰，颗粒细度较小，与其他固体组分粉磨混合后能够充分的分散固态除冰组分，并通过与液态组分混合造粒形成细小颗粒，分散在沥青路面的表面层，由于具有一定的水化作用，在混合料中能够逐渐固结，形成以水泥、消石灰为骨架，其中联通孔道中分散有除冰组分的小颗粒，在雨雪天气下，表层的除冰材料溶解入雨水，达到抑制结冰效果，由于有释放稳定剂的骨架固结作用，内部融雪组分经过毛细管的抽吸作用，逐步释放至颗粒表面，其溶出速度得到了很好的控制，除冰效果也完全满足路面使用要求。另外水泥的加入也起到了抗剥落的作用，提高了路面抵抗水损坏的能力，提升了路面的使用性能。
[0030] 3、本除冰材料组成设计中，降低了无机组分的含量，并且选用了对环境影响较小的氯化钙为无机冰点下降主剂，并利用稳定剂固化容易对环境造成污染的除冰组分，大大降低了融雪剂对环境的污染情况，也减少了使用融雪剂对路面的损坏情况。
[0031] 4、本产品生产工艺简单，原材料获取途径容易方便，显著降低了路面除冰作业成本。
具体实施方式
[0032] 为了更好的理解本发明，下面结合一些实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0033] 实施例1：
[0034] 以生产1000g蓄盐式沥青路面专用除冰材料为例，各原料用量如下(体系中各组分均为市售商品)：
[0035] 无机冰点下降主剂：400g；
[0036] 有机辅助冰点下降剂：100g；
[0037] 冻结延迟剂：100g；
[0038] 冰层软化剂：100g；
[0039] 释放稳定剂：300g。
[0040] 所述的无机冰点下降主剂选用细度为20-200目的无水氯化钙。
[0041] 所述的有机辅助冰点下降剂由乙二醇和尿素组成，质量比为乙二醇∶尿素＝100∶65；所述的冻结延迟剂由聚丙烯酸钠、马来酸酐异丁烯聚合物组成，质量比为聚丙烯酸钠∶马来酸酐异丁烯聚合物＝100∶90；所述的冰层软化剂为1，6-己二醇二丙烯酸酯；
所述的释放稳定剂为P.O 42.5普通硅酸盐水泥。
所述的释放稳定剂为P.O 42.5普通硅酸盐水泥。
[0042] 上述蓄盐式沥青路面专用除冰材料采用流化床造粒机造粒，先将粉末状氯化钙和水泥加入到造粒机中，开启底部空气，混合5min后在输液装置中加入乙二醇、尿素、聚丙烯酸钠、马来酸酐异丁烯聚合物和1，6-己二醇二丙烯酸酯，冲入压缩空气雾化上述物质，进行造粒，最后经干燥后得到粒径在0.5mm-2mm的产品。
[0043] 本实施例生产的除冰材料的除冰效果如表1所示，其中冰层破碎率为固定载荷碾压冻结有1cm冰层的路面，并利用表面裂纹统计冰层破碎率，结冰时间为-5℃环境下，表面由积水至结冰所用的时间。如表所示，使用本除冰材料的路面比普通路面的除冰效果有较大程度的提高，且优于普通的氯化钙融雪剂。
[0044] 表1除冰效果评价结果
[0045]
[0046] 实施例2：
[0047] 以生产1000g蓄盐式沥青路面专用除冰材料为例，各原料用量如下(体系中各组分均为市售商品)：
[0048] 无机冰点下降主剂：400g；
[0049] 有机辅助冰点下降剂：150g；
[0050] 冻结延迟剂：50g；
[0051] 冰层软化剂：50g；
[0052] 释放稳定剂：350g。
[0053] 所述的无机冰点下降主剂选用细度为20-200目的氯化钙。
[0054] 所述的有机辅助冰点下降剂由乙二醇组成；所述的冻结延迟剂由聚丙烯酸钠、马来酸酐异丁烯聚合物组成，质量比为聚丙烯酸钠∶马来酸酐异丁烯聚合物＝100∶120；所述的冰层软化剂为1，6-己二醇二丙烯酸酯；所述的释放稳定剂为P.O 42.5普通硅酸盐水泥和消石灰，质量比为普通硅酸盐水泥∶消石灰＝100∶20。
[0055] 上述蓄盐式沥青路面专用除冰材料采用流化床造粒机造粒，先将粉末状氯化钙、水泥和消石灰加入到造粒机中，开启底部空气，混合10min后在输液装置中加入乙二醇、聚丙烯酸钠、马来酸酐异丁烯聚合物和1，6-己二醇二丙烯酸酯，冲入压缩空气雾化上述物质，进行造粒，最后经干燥后得到粒径在0.5mm-2mm的产品。
[0056] 该种蓄盐式沥青路面专用除冰材料的使用方法如下：
[0058] 本实施例生产的除冰材料的除冰效果如表2所示，其中冰层破碎率为固定载荷碾压冻结有1cm冰层的路面，并利用表面裂纹统计冰层破碎率；结冰时间为-5℃环境下，表面由积水至结冰所用的时间。如表所示，使用本除冰材料的路面比普通路面的除冰效果有较大程度的提高，且除冰效果优于普通的氯化钙融雪剂。
[0059] 表2除冰效果评价结果
[0060]
[0061] 实施例3：
[0062] 以生产1000g蓄盐式沥青路面专用除冰材料为例，各原料用量如下(体系中各组分均为市售商品)：
[0063] 无机冰点下降主剂：300g；
[0064] 有机辅助冰点下降剂：100g；
[0065] 冻结延迟剂：50g；
[0066] 冰层软化剂：50g；
[0067] 释放稳定剂：500g。
[0068] 所述的无机冰点下降主剂选用细度为20-200目的无水氯化钙。
[0069] 所述的有机辅助冰点下降剂由乙二醇和1-2丙二醇组成，质量比为乙二醇∶1-2丙二醇＝100∶120；所述的冻结延迟剂由聚丙烯酸钠组成；所述的冰层软化剂为丙二醇甲醚醋酸酯；所述的释放稳定剂为P.O 42.5水泥和消石灰，质量比为水泥∶消石灰＝100∶10。
[0070] 上述蓄盐式沥青路面专用除冰材料采用流化床造粒机造粒，先将粉末状氯化钙、水泥和消石灰加入到造粒机中，开启底部空气，混合10min后在输液装置中加入乙二醇、1-2丙二醇、聚丙烯酸钠、和丙二醇甲醚醋酸酯，并冲入压缩空气雾化，进行造粒，最后经干燥后得到粒径在0.5mm-2mm的产品。
[0071] 本实施例生产的除冰材料的除冰效果如表3所示，其中冰层破碎率为固定载荷碾压冻结有1cm冰层的路面，并利用表面裂纹统计冰层破碎率；结冰时间为-5℃环境下，表面由积水至结冰所用的时间。如表所示，使用本除冰材料的路面比普通路面的除冰效果有较大程度的提高，且除冰效果优于普通的氯化钙融雪剂。
[0072] 表3除冰效果评价结果
[0073]
[0074] 实施例4：
[0075] 以生产1000g蓄盐式沥青路面专用除冰材料为例，各原料用量如下(体系中各组分均为市售商品)：
[0076] 无机冰点下降主剂：400g；
[0077] 有机辅助冰点下降剂：150g；
[0078] 冻结延迟剂：50g；
[0079] 冰层软化剂：100g；
[0080] 释放稳定剂：300g。
[0081] 所述的无机冰点下降主剂选用细度为20-200目的无水氯化钙。
[0082] 所述的有机辅助冰点下降剂为乙二醇；所述的冻结延迟剂由聚丙烯酸钠、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺组成，质量比为聚丙烯酸钠∶N，N-二甲基甲酰胺∶N，N-二甲基乙酰胺＝100∶35∶30；所述的冰层软化剂为丙二醇甲醚醋酸酯和十八烷基三甲基硫酸甲酯铵，质量比为丙二醇甲醚醋酸酯∶十八烷基三甲基硫酸甲酯铵＝100∶60；所述的释放稳定剂为P.O42.5水泥。
[0083] 上述蓄盐式沥青路面专用除冰材料采用流化床造粒机造粒，先将粉末状氯化钙、水泥加入到造粒机中，开启底部空气，混合5min后在输液装置中加入乙二醇、聚丙烯酸钠、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙二醇甲醚醋酸酯、十八烷基三甲基硫酸甲酯铵冲入压缩空气雾化，进行造粒，最后经干燥后得到粒径在0.5mm-2mm的产品。
[0084] 本实施例生产的除冰材料的除冰效果如表4所示，其中冰层破碎率为固定载荷碾压冻结有1cm冰层的路面，并利用表面裂纹统计冰层破碎率；结冰时间为-5℃环境下，表面由积水至结冰所用的时间。如表所示，使用本除冰材料的路面比普通路面的除冰效果有较大程度的提高，且除冰效果优于普通的氯化钙融雪剂。
[0085] 表4除冰效果评价结果
[0086]
[0087] 实施例5：
[0088] 以生产1000g蓄盐式沥青路面专用除冰材料为例，各原料用量如下(体系中各组分均为市售商品)：
[0089] 无机冰点下降主剂：200g；
[0090] 有机辅助冰点下降剂：300g；
[0091] 冻结延迟剂：250g；
[0092] 冰层软化剂：250g；
[0093] 释放稳定剂：600g。
[0094] 所述的无机冰点下降主剂选用细度为20-200目的无水氯化钙。
[0095] 所述的有机辅助冰点下降剂为乙二醇和丙三醇，质量比为乙二醇∶丙三醇＝100∶50；所述的冻结延迟剂由N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺组成，质量比为N，N-二甲基甲酰胺∶N，N-二甲基乙酰胺＝100∶65；所述的冰层软化剂为1，6-己二醇二丙烯酸酯和十八烷基三甲基硫酸甲酯铵，质量比为1，6-己二醇二丙烯酸酯∶十八烷基三甲基硫酸甲酯铵＝100∶60；所述的释放稳定剂为P.O 42.5水泥和消石灰，质量比为水泥∶消石灰＝100∶30。
[0096] 上述蓄盐式沥青路面专用除冰材料料采用流化床造粒机造粒，先将粉末状氯化钙、水泥和消石灰加入到造粒机中，开启底部空气，混合15min后在输液装置中加入乙二醇、丙三醇、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、1，6-己二醇二丙烯酸酯、十八烷基三甲基硫酸甲酯铵冲入压缩空气雾化，进行造粒，最后经干燥后得到粒径在0.5mm-2mm的产品。
[0097] 本实施例生产的除冰材料的除冰效果如表5所示，其中冰层破碎率为固定载荷碾压冻结有1cm冰层的路面，并利用表面裂纹统计冰层破碎率；结冰时间为-5℃环境下，表面由积水至结冰所用的时间。如表所示，使用本除冰材料的路面比普通路面的除冰效果有较大程度的提高，且除冰效果优于普通的氯化钙融雪剂。
[0098] 表5除冰效果评价结果
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