ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬ И СПОСОБ ПЛАВЛЕНИЯ СНЕГА И ЛЬДА Российский патент 2007 года по МПК C09K3/18 E01H10/00 

Настоящее изобретение относится к способу плавления снега и/или льда на проезжих частях путем нанесения противообледенителя из водного раствора ацетата щелочного металла, поверхностно-активного вещества и антивспенивателя, а также к этому противообледенителю.

Снег и/или лед на улицах, велосипедных дорожках, тротуарах, мостах, спортивных площадках, аэродромах и т.п., называемых ниже проезжие части, приводят к существенному ухудшению процесса движения и снижению безопасности движения. Поэтому уже давно известно нанесение на такие поверхности водорастворимых солей, причем лед и снег плавятся (тают), в результате чего образуется водный раствор соли с соответственно пониженной точкой замерзания, или замерзание осадков, будь то дождь, снег или замерзающий туман, предотвращается или замедляется за счет этого водного раствора карбоксилатов щелочных металлов.

При применении солей в качестве противообледенителя должны быть выполнены прежде всего следующие требования. Соль, по сравнению с известными оттаивателями, должна меньше повреждать или не должна повреждать, или тем более не должна разрушать материал, из которого изготовлены упомянутые поверхности, например бетон по DIN 18500. Применяемая соль должна вызывать быстрое и как можно более обширное таяние и/или при замерзающих осадках предотвращать обледенение проезжих частей. С экономической точки зрения, наконец, необходимо, чтобы оттаиватель обеспечивал очень высокую производительность таяния и длительное время защиты от обледенения.

В отношении упомянутых требований в уровне техники в качестве предпочтительных противообледенителей следует назвать, прежде всего, хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, а также соли щелочных и щелочно-земельных металлов органических кислот. Так, в US 4855071 и ЕР-А-0579014 в качестве противообледенителей описаны карбоксилаты щелочных и/или щелочно-земельных металлов с 1-4 атомами углерода, полученные определенным способом, причем особенно рекомендуется, в основном, ацетат кальция/магния или ацетат натрия.

В ЕР-А-0483721 описан жидкий противообледенитель, который состоит, в основном, из воды, ацетата щелочного и/или щелочно-земельного металла и специальных ингибиторов коррозии.

Кроме того, в US 5376293 описаны также смеси из различных карбоксилатов щелочных и щелочно-земельных металлов с углеродной цепью длиной C₁-С₃.

Известные противообледенители на основе хлоридов щелочных или щелочно-земельных металлов и на основе карбоксилатов щелочных и/или щелочно-земельных металлов отвечают требованиям к противообледенителю лишь неудовлетворительно.

Действие соли в качестве противообледенителя основано, как уже сказано, на снижении точки замерзания воды за счет растворенных катионов и анионов и числа растворенных частиц на единицу объема. Кроме того, решающее значение имеет для скорости проникновения и производительности таяния или плавления или времени защиты от обледенения оттаивателем также вид смачивания поверхности, с которой должен быть удален лед. Из этого следует не только ускорение процесса таяния или плавления при таянии и/или плавлении льда и/или снега, но и уменьшение количества оттаивателя при таянии и/или плавлении льда и/или снега. Далее лучший, чем уже описанные оттаиватели, жидкий оттаиватель должен отличаться тем, чтобы он был свободен от твердых компонентов и стабилен при хранении как при температурах ниже 0°С, так и при температурах выше точки замерзания.

Задача изобретения состоит, следовательно, в разработке из множества противообледенителей в виде хлоридов щелочных и/или щелочно-земельных металлов, а также карбоксилатов щелочных и/или щелочно-земельных металлов такого противообледенителя, который обладал бы сильным действием в отношении снижения точки замерзания и в процессе обледенения за счет замерзающих осадков в виде снега, дождя или замерзающего тумана, или инея обеспечивал бы более длительное время защиты от замерзания, чем сопоставимые оттаиватели. Этот жидкий противообледенитель должен быть далее, в частности, устойчив к расслоению отдельных компонентов. Противообледенитель должен быть далее, в частности, экологически и физиологически безвредным, не должен оказывать или должен оказывать лишь незначительное коррозирующее воздействие на металлы и покрытие проезжих частей и должен быть биологически хорошо совместимым, а также удобным в обращении и пригодным к хранению. Такой противообледенитель был бы желателен, прежде всего, в тех случаях, когда речь идет о продолжительной защите от обледенения и о быстром и продолжительном оттаивании окружающего льда и/или снега.

Неожиданным образом было установлено, что определенный водный раствор ацетата щелочного металла в комбинации с поверхностно-активным веществом и антивспенивателем и подходящим ингибитором коррозии в небольших количествах, в частности водный раствор из калийной соли уксусной кислоты, подходящего поверхностно-активного вещества и антивспенивателя в небольших количествах, обладает всеми требуемыми свойствами при применении в качестве противообледенителя. Объектом изобретения является поэтому противообледенитель, содержащий:

а) от 45 до 55 мас.% ацетата щелочного металла;

б) от 0,001 до 1 мас.% алкил(поли)гликозида;

в) от 0,0001 до 1 мас.% антивспенивателя;

г) от 0,001 до 1 мас.% ингибитора коррозии,

а также воду до 100%.

Другим объектом изобретения является способ плавления снега и льда на проезжих частях, при котором на проезжую часть наносят от 5 до 100 г/м² противообледенителя согласно изобретению.

Наносимое количество противообледенителя зависит прежде всего от окружающей температуры и имеющегося количества льда и/или снега и составляет преимущественно от 15 до 80 г на 1 м² проезжей части. Нанесение противообледенителя может осуществляться обычными автомобилями-разбрасывателями.

Противообледенитель, согласно изобретению, содержит преимущественно от 0,01 до 0,5 мас.%, в частности от 0,02 до 0,2 мас.% одного или нескольких поверхностно-активных веществ. Преимущественно в качестве поверхностно-активных веществ применяют алкил(поли)гликозиды. Их алкильные группы содержат преимущественно от 8 до 16 атомов углерода.

Противообледенитель, согласно изобретению, содержит преимущественно от 0,0002 до 0,1 мас.%, в частности от 0,0005 до 0,01 мас.% одного или нескольких антивспенивателей. В качестве антивспенивателей применяют преимущественно полисилоксаны, в частности полидиалкилсилоксаны, особенно полидиметилсилоксаны.

Противообледенитель, согласно изобретению, содержит преимущественно от 0,01 до 0,7 мас.% одного или нескольких ингибиторов коррозии. В качестве ингибиторов коррозии применяют преимущественно фосфаты, бораты и силикаты щелочных металлов.

Примеры

Определение времени защиты от обледенения проводили по ISO 11078 при, соответственно, указанной температуре воздуха и бетонной плиты. При этом, однако, для обледенения использовали не электрополированные алюминиевые полосы, а бетонные плиты размерами 25×25×5 см и с углом наклона 1°. На плиты наносили 1,875 г указанного противообледенителя, что соответствует наносимому количеству противообледенителя 30 г на 1 м² поверхности. Мерой времени защиты от обледенения служил период времени вплоть до начала обледенения бетонной плиты.

Таблица
Эффективность противообледенителейПримерТемпература °CПротивообледенительИнтенсивность дождевания г/(дм²·ч)Время защиты от обледенения мин1-5Е5,8262-5Е7,4193-5Е8,3144-15Е8,1135-15Е8,6146-15Е9,49,57(V)-5Формиат калия5,5228(V)-5Формиат калия7,6129(V)-15Формиат калия8,41010(V)-15Ацетат калия8,97,5

Е - противообледенитель, согласно изобретению, состоящий из 50%-ного по массе водного раствора ацетата калия с 0,1 мас.% C₈ до С₁₆-алкилгликозида, 0,005 мас.% полидиметилсилоксана и 0,3 мас.% К₃PO₄.

Формиат калия и ацетат калия применяли для сравнения без добавок.

Использование: для плавления снега и льда на проезжих частях путем нанесения противообледенителя. Сущность: противообледенитель содержит в мас.%: 45-55 ацетата щелочного металла, 0,001-1 алкил(поли)гликозида, 0,001-1 антивспенивателя, 0,001-1 ингибитора коррозии и до 100 воды. Для плавления снега и льда на проезжую часть наносят от 5 до 100 г/м² противообледенителя. Технический результат - увеличение времени защиты от обледенения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Противообледенитель, содержащий, мас.%: а) от 45 до 55 ацетата щелочного металла, б) от 0,001 до 1 алкил(поли)гликозида, в) от 0,0001 до 1 антивспенивателя, г) от 0,001 до 1 ингибитора коррозии

а также воду до 100.