СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ Российский патент 2007 года по МПК C09K3/18 

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.%:

Мочевина15-30Головная фракция этилового спирта15-50Триэтаноламин0,1-1Водаостальное.

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№ примераСодержание компонентов, мас %Температура замерзания, С°Плавящая способность М (г/г)Скорость коррозии мм/годТемпература вспышкиМочевинаГоловная фракция этанолаПолигликольТриэтаноламинВодаСпирт алифатический -2 С°-10 С°-15 С°-25 С°  Известный150600205-502,90,550,440,140,09-1305000,119,90-503,40.90,590,140,08Не выявлена2305000,319,70-503,40.90,590,140,08Не выявлена3305000,619,40-503,40.90,590,140,04Не выявлена4305000,819,20-503,40.90,590,140,03Не выявлена5305001,0190-503,40.90,590,140,03Не выявлена6244001,0350-452,90,60,510,140,03Не выявлена7203001,0490-402,80,50,40,130,03Не выявлена8172001,0620-352,60.40,20,060,04Не выявлена9151501,0690-302,50.30,10,050,04Не выявлена

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.

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.%:

Мочевина15-30Головная фракция этилового спирта15-50Триэтаноламин0,1-1ВодаОстальное