СРЕДСТВО ДЛЯ БОРЬБЫ С ГОЛОЛЕДОМ НА ДОРОЖНОМ ПОКРЫТИИ Российский патент 2006 года по МПК C09K3/18 E01H10/00 

Средство для борьбы с гололедом на дорожном покрытии относится к средствам зимнего содержания дорожных покрытий и может быть использовано в коммунальном хозяйстве, в частности, для удаления снежно-ледяных покровов на дорогах и тротуарах.

Известен противогололедный состав, включающий рапу, побочный продукт производство калийных удобрений и алюминат натрия, соответственно 98.0-99.0 и 1.0-2.0 мас.% [1].

Наличие двух компонентов в указанном составе увеличивает его стоимость, так как требуется дополнительное оборудование на транспортирование, хранение и смешивание компонентов. Необходимость удаления разрыхленного снежно-ледяного образования механическими средствами также приводит к удорожанию процесса удаления снежно-ледяных образований с дорожных покрытий.

Известен противогололедный препарат "Кама", включающий в мас. %: хлористый калий 45-50, кристаллизационную воду и инертные примеси 1-5. Получают этот препарат смешиванием указанных компонентов и прессованием при удельном давлении 100-200 МПа полученной шихты с последующим дроблением плитки до крошки размером 0,1-10 мм [2].

Недостатками известного препарата является многокомпонентность и высокая энергоемкость его производства, что обуславливает высокую стоимость и затрудняет его практическое использование. Наличие в препарате хлоридов калия и натрия, проявляющих высокую агрессивность к бетону, приводит к его быстрому разрушению. Кроме того, плавящую способность по отношению ко льду препарат проявляет в условиях отрицательных температур окружающей среды только до -10°С.

Известно средство для борьбы с гололедом и скользкостью дорожного покрытия, в качестве которого используют ацетат, содержащий побочный продукт производства полиметраметиленэфиргликоля (ПТМЭГ), включающий мас. %:

В твердом виде - кристалогидрад:

Ацетат натрия57-59Не растворимый в воде остаток0,2-0,7Водаостальное

В жидком виде с рН 8-10:

Ацетат натрия25-32Хлорнокислый натрий2-5Водаостальное

При расходе обеих форм 12-15 кг на 1000 м² в расчете на безводный ацетат натрия. [3].

Достоинством данного способа является использование побочного продукта промышленного процесса, однако ограниченность распространения ПТМЭГ приводит к ограничению использования указанного средства. Наличие в ПТМЭГ хлорного кислого натрия будет оказывать коррозионное воздействие на автотранспорт. В описании изобретения отсутствуют данные по температурным условиям проведенных испытаний.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является антигололедное средство в виде лома огнеупорной кладки аппаратов титаномагниевого производства [4].

Лом огнеупорной кладки аппаратов титаномагниевого производства представляет собой шамотную крошку, на поверхности и в порах которой содержатся хлоридные соли.

У указанного средства низкая эффективность плавления снежно-ледяного покрова из-за незначительного содержания в средстве плавящего компонента - хлорида натрия (около 3%) и наличие твердого балласта - шамотной крошки, препятствующей взаимодействию льда с хлоридными и гидрохлоридными солями.

К тому же, силикатная основа средства, являясь инертным материалом, обуславливает пылеобразование и загрязнение окружающей среды. Наличие небольшого количества титаномагниевых производств приводит к ограничению использования указанного средства.

Задачей предлагаемого технического решения является создание противогололедного средства с повышенной эффективностью таяния льда, низкой коррозионной активностью и температурой замерзания.

Поставленная задача решается применением средства для борьбы с гололедом на дорожном покрытии путем нанесения на покрытие водного раствора с концентрацией 30-100% химического вещества, при этом, в качестве химического вещества используют щелочной сток производства капролактама (ЩСПК), включающий мас.%:

Сухое вещество25-45Натриевые соли органических кислот (в пересчете на адипинат натрия)18-30Циклогексанол0,7-0,8Циклогексанон0,1-0,2Смола8-10ВодаОстальноерН раствора10-13.

По степени воздействия на организм ЩСПК относится к веществам 4 класса опасности и может применяться без ограничений при обработке дорожных покрытий.

При применении водного раствора с концентрацией 30-100% ЩСПК снежно-ледяной покров плавится при температурах от 0°С до -25°С за счет снижения температуры замерзания смеси, в которой имеются комплексные щелочи с рН 10-13. Температура замерзания ЩСПК ниже -30°С.

Для экспериментальной проверки использовали ЩСПК ЗАО "Куйбышев Азот", содержащий следующие компоненты, мас. %: сухое вещество 28,4 (в т.ч. NaOH 1.6 и адипинат натрия 26.8), натриевые соли органических кислот (в пересчете на адипинат натрия) 27, циклогексанол 0.8, циклогексанон 0.2, смола 8, вода - остальное с рН=13 и плотностью 1.1 ч/см³.

Коррозионное воздействие ЩСПК на автотранспорт проверяли выдерживанием в 100%- ном растворе ЩСПК фрагментов, вырезанных из различных частей и деталей автомашин АвтоВаза. Выдержку осуществляли в течение 5, 15 и 30 суток с последующим высушиванием фрагментов на воздухе. Испытания проводили при 20±3°С. Влияние ЩСПК на фрагменты оценивали по изменению их веса и визуально по внешнему виду. Полученные данные приведены в нижеследующей таблице.

УсловияНаименование фрагмента автомашиныИз детали, частиИз материалашинадверьднищеДиск (сплав Al)Пластик бампераПластик молдингауплотнительВес фрагмента до выдержке в ЩСПК г.96,545,845,1113,031,120,324,6Вес фрагмента после выдержки, г. Через: 5 суток96,545,845,1113,031,120,324,515 суток96,545,645,1113,031,420,324,530 суток96,545,545,1113,031,520,324,5

Результаты испытаний показали, что ЩСПК практически не оказывает коррозионного действия ни на какие детали и материалы автомашин. Незначительное отслоение краски отмечено у фрагментов дверей в местах воздействия режущего инструмента.

Плавящую способность ЩСПК определяли на участке с ледяным образованием толщиной 10 см. Обработку льда осуществляли при температурах - 12°С, - 17°С и - 25°С 100 и 50%-ным раствором ЩСПК с водой из расчета 0,2 л/м². Через 3 дня толщина льда уменьшилась соответственно на 2.0, 2.0 и 1,5 см.

Предлагаемый состав экологически безопасен, так как относится к веществам 4 класса опасности, коррозионно неактивен по отношению к деталям автомашин и может применяться без ограничений при обработке дорожных покрытий.

Предлагаемое вещество является побочным продуктом промышленного процесса, что позволяет рационально использовать отходы производства, исключить затраты на утилизацию отходов и на производство применяемого химического вещества в способе предотвращения скользкости дорожных покрытий.

Источники информации

1. Авторское св. СССР №1666506, кл. С 09 К 3/18, 30.07.1991.

2. Патент РФ №2044118, 20.09.1995.

3. Патент РФ №2178035, кл. С 09 К 3/18, 10.01.2002.

4. Авторское свид. СССР №1323636, кл. Е 01 Н 10/00, 15.07.1987.

Использование: в коммунальном хозяйстве для удаления снежно-ледяных покровов на дорогах и тротуарах. Средство для борьбы с гололедом представляет собой водный раствор с концентрацией 30-100% химического вещества, в качестве которого используют щелочной сток производства капролактама, включающий в мас. %: сухое вещество 25-45, натриевые соли органических кислот (в пересчете на адипинат натрия) 18-30, циклогексанол 0,7-0,8 циклогексанон 0,1 -0,2, смола 8-10, вода - остальное, при рН раствора 10-13. Технический результат - повышение эффективности таяния льда, снижение коррозионной активности и температуры замерзания, а также рациональное использование отходов производства. 1 табл.

Средство для борьбы с гололедом на дорожном покрытии путем нанесения на покрытие водного раствора с концентрацией 30-100% химического вещества, при этом в качестве химического вещества используют щелочной сток производства капролактама, включающий, мас.%:

Сухое вещество25-45

Натриевые соли органических кислот

(в пересчете на адипинат натрия)18-30Циклогексанол0,7-0,8Циклогексанон0,1-0,2Смола8-10ВодаОстальное

при рН раствора 10-13.