СРЕДСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЛЬДА И/ИЛИ СНЕГА НА ОСНОВЕ АЦЕТАТОВ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ РАСПЛАВЛЕНИЯ ЛЬДА И/ИЛИ СНЕГА НА ПОВЕРХНОСТЯХ ДОРОГ С ПОМОЩЬЮ ЭТОГО СРЕДСТВА Российский патент 2008 года по МПК E01C11/24 C09K3/18 

Изобретение относится к дорожно-эксплуатационному производству, в частности к способам борьбы с гололедом на автодорогах, мостах, путепроводах, аэродромах и т.п. (далее - на поверхностях дорог), посредством способа предотвращения скользкости дорожного покрытия, способа получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия и противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия.

Известен способ предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающийся в нанесении на поверхность дорожного покрытия противогололедного реагента в виде твердого сыпучего материала, включающего ацетат магния (см., патент Российской Федерации №2239687, Е01С 11/24, С 09 К 3/18, опубл. 2004.11.10 - аналог и прототип). Здесь же описан способ получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающийся в смешении магнийсодержащего сырья с уксусной кислотой до образования раствора ацетата магния (см., патент Российской Федерации №2239687, Е01С 11/24, С 09 К 3/18, опубл. 2004.11.10 - аналог и прототип). Здесь же описан противогололедный реагент для предотвращения скользкости дорожных покрытий, включающий ацетат магния и металл (см., патент Российской Федерации №2239687, Е01С 11/24, С09К 3/18, опубл. 2004.11.10 - аналог и прототип).

Недостатком известного способа является наличие в сыпучем материале частиц небольшого размера (пыли), что влечет за собой запыленность окружающей территории и снижение экологической безопасности, длительное время расплавления льда и/или снега, повышенная коррозия черных металлов.

Технический результат изобретения заключается в повышении экологической безопасности, за счет устранения в сыпучем материале частиц небольшого размера, уменьшение времени расплавления льда и/или снега, повышение коррозионной безопасности (низкой коррозионной активности). Технический результат заключается так же в обеспечении стойкости к слеживанию продукта при его производстве и эксплуатации.

Достигается технический результат в способе предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающемся в нанесении на дорожное покрытие противогололедного реагента в виде твердого сыпучего материала, включающего ацетат магния, тем, что противогололедный реагент дополнительно содержит ацетат натрия и кристаллизационную воду при следующих соотношениях входящих компонентов, в мас.% в пересчете на безводные соли:

ацетат натрия37,0÷68,8ацетат магния6,2÷30,6кристаллизационная вода15,0÷35,0

Твердый сыпучий материал выполняют в форме чешуек и/или пластинок с размером 3÷20 мм.

Достигается этот результат в способе получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающемся в смешении магнийсодержащего сырья с уксусной кислотой до образования ацетата магния, тем, что в качестве магнийсодержащего сырья используют сырье, содержащее оксид или гидрооксид магния, причем уксусную кислоту берут с избытком в концентрации 50÷99,95 мас.% и нейтрализуют остаток уксусной кислоты в растворе гидрооксидом натрия в виде водного раствора с концентрацией 38÷46 мас.%, при этом полученный раствор ацетатов магния и натрия упаривают и упаренный расплав кристаллизуют до получения реагента следующего состава, в мас.% в пересчете на безводные соли:

ацетат натрия37,0÷68,8ацетат магния6,2÷30,6кристаллизационная вода15,0÷35,0

Полученный противогололедный реагент дробят и сушат.

Кристаллизацию и дробление осуществляют на вальцевом кристаллизаторе.

Достигается этот результат в противогололедном реагенте для предотвращения скользкости дорожного покрытия в виде твердого сыпучего материала, включающего ацетат магния, тем, что он дополнительно содержит ацетат натрия и кристаллизационную воду при следующих соотношениях входящих компонентов, в мас.% в пересчете на безводные соли:

ацетат натрия37,0÷68,8ацетат магния6,2÷30,6кристаллизационная вода15,0÷35,0

Твердый сыпучий материал выполняют в форме чешуек и/или пластинок с размером 3÷20 мм.

Согласно изобретению противогололедный реагент (далее по тексту - реагент) представляет собой смесь ацетатов натрия и магния и воды. Ацетаты натрия и магния находятся в нем в виде безводных солей СН₃COONa, Mg(СН₃СОО)₂ и кристаллогидратов CH₃COONa·3H₂O, Mg(СН₃СОО)₂·4Н₂O. Вода входит в состав кристаллогидратов и называется кристаллизационной.

Свойства полученного согласно изобретению реагента, характеризующие действие на лед снег (плавящая способность, время растапливания (оттаивания, расплавления) льда и/или снега, температура кристаллизации водных растворов при низких температурах, т.е. основные эксплуатационные (противогололедные) свойства определяются как количеством безводных ацетатов натрия и магния, так и количеством их кристаллогидратов, определяемых и выражаемых количеством кристаллизационной воды в продукте.

Согласно настоящему изобретению получают реагент, который не оказывает токсичного действия на окружающую среду и человека, полностью биологически разлагается, не содержит в своем составе свободной уксусной кислоты. Сочетание в реагенте ацетата натрия от 37,0 до 68,8 мас.% и ацетата магния от 6,2 до 30,6 мас.% обеспечивает низкую температуру кристаллизации от минус 22 до минус 27°С; присутствие в составе кристаллизационной воды от 15 до 35 мас.% способствует уменьшению до максимально короткого времени растапливания снега и льда, а также обеспечивает высокую плавящую способность средства. При содержании кристаллизационной воды 29 мас.% время расплавления снега и/или льда минимально, а увеличение содержания кристаллизационной воды в реагенте более 35 мас.% или снижение до содержания менее 15 мас.% приводит к возрастанию времени расплавления снега и льда. Среднее время расплавления льда при оптимальном количестве реагента для данной толщины снего-ледяного образования и температуры эксплуатации при содержании кристаллизационной воды 15÷35 мас.% составляет 15÷40 минут. При увеличении содержания кристаллизационной воды более 35 мас.% продукт теряет рассыпчатость, слеживается при хранении, при увеличении содержания кристаллизационной воды более 35% и менее 15% время расплавления (удаления) существенно возрастает, падает плавящая способность. Увеличение содержания ацетата магния в средстве более 30,6 мас.% ухудшает его свойства: продукт при хранении теряет рассыпчатость и слеживается. При содержании в средстве ацетата магния менее 6,2 мас.% температура начала кристаллизации уменьшается до минус 18÷20°С. Выполнение реагента в виде сыпучего материала с частицами в форме чешуек и/или пластинок, размеры которых находятся в пределах 3÷20 мм, исключает пыление при нанесении, обеспечивает максимальную плавящую способность и минимальное время расплавления льда и/или снега. Использование частиц больших размеров не обеспечивает эффективного нанесения реагента, снижает время удаления снежно-ледяного образования, а использование частиц менее 3 мм снижает плавящую способность и увеличивает среднее время расплавления более 40 минут. Применение реагента с частицами менее 1 мм еще более ограничивает время расплавления и плавящую способность, снижает эффективность его использования и увеличивает потери реагента из-за пыления.

Таким образом, предлагаемый противогололедный реагент для предотвращения скользкости дорожного покрытия, созданный на основе ацетатов, действует как эффективное средство для удаления льда и/или снега и предотвращения их образования на поверхностях дорог.

Сущность предлагаемого способа получения реагента поясняется следующим.

В качестве магнийсодержащего сырья в способе получения используют порошок магнезитовый каустический (далее по тексту ПМК), брусит, другое сырье, содержащее оксид или гидрооксид магния. В результате смешения ПМК (брусита, оксида магния и.т.п.) с уксусной кислотой происходит растворения сырья, содержащего оксид или гидрооксид магния. Растворение сырья, содержащего оксид или гидрооксид магния, проводят в избытке уксусной кислоты 50÷99,95 мас.% концентрации. В результате реакции между уксусной кислотой и магнийсодержащим сырьем образуется ацетат магния:

2СН₃СООН+MgO=Mg(СН₃СОО)+Н₂О+21,2 ккал/моль.

Уменьшение концентрации кислоты с 99,95 до 50 мас.%. позволяет сократить время растворения сырья, содержащего оксид или гидрооксид магния, с 75 до 10÷15 минут, но в то же время затраты энергии на стадии выпаривания раствора возрастают в 2 раза. При использовании концентрированной кислоты затраты энергии на стадии выпаривания раствора минимальны, но время растворения сырья, содержащего оксид или гидрооксид магния, в уксусной кислоте достаточно продолжительно - 75 минут. Использование уксусной кислоты с концентрацией менее 50 мас.%, связано со значительным расходом энергии на стадии выпаривания раствора, а время растворения существенно не увеличивается, поэтому использовать более разбавленную уксусную кислоту нецелесообразно.

Нейтрализацию оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты проводят щелочью. В качестве щелочи используют раствор гидроксида натрия концентрацией 38÷46 мас.%. Нейтрализация уксусной кислоты происходит с образованием ацетата натрия:

СН₃ООН+NaOH=CH₃OONa+Н₂O+24,4 ккал/моль.

Применение более концентрированного раствора гидроксида натрия более предпочтительно с точки зрения снижения затрат энергии на стадии упаривания раствора. Использование раствора гидроксида натрия с концентрацией выше 46 мас.% ограничено физическими свойствами раствора: высокой вязкостью, растворимостью гидроксида натрия в воде, а менее 38 мас.% - нецелесообразностью внесения дополнительных затрат на упаривание.

Полученный раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 15÷35 мас.%. При кристаллизации упаренного раствора (расплава) в твердый продукт содержащаяся в расплаве вода переходит в кристаллогидраты ацетатов натрия и магния (CH₃COONa·3H₂O и Mg(СН₃СОО)₂·4Н₂О), становится кристаллизационной (гидратной). При этом часть ацетатов натрия и магния остается в продукте в виде безводных солей. Изменяя содержание воды в расплаве, изменяют содержание кристаллизационной воды в готовом продукте, а за счет этого - свойства получаемого реагента. Быстрая кристаллизация дает возможность получить продукт в твердом состоянии. Дробление твердого продукта обеспечивает получение сыпучего материала требуемой фракции (размеров частиц). Оптимальным является дробление (измельчение) до фракций с размерами 1÷20 мм.

Вальцевый кристаллизатор одновременно реализует функции кристаллизации расплава и формирования частиц продукта с наиболее оптимальными размерами 3÷20 мм в форме чешуек и/или пластинок.

Реализующий изобретение на способ получения вальцевый кристаллизатор состоит из корыта, куда непрерывно поступает расплав реагента, вращающегося полого барабана, через который циркулирует охлаждающий агент (рассол), и ножа, предназначенного для срезания закристаллизовавшегося продукта с поверхности барабана. Температура расплава в корыте составляет 95÷110°С. За время вращения барабана кристаллизатора от точки погружения барабана в корыто до ножа расплав средства успевает закристаллизоваться. Готовый твердый продукт срезается с барабана ножом. При соответствующей настройке ножа получаются частицы в виде чешуек или пластинок с размерами 3÷20 мм, т.е. твердый продукт на барабане ножом подвергается дроблению. Для отвода теплоты кристаллизации ацетатов натрия и магния в кристаллогидраты и охлаждения продукта до 20°С внутри барабана циркулирует охлаждающий агент.

При известности кристаллизации расплавов на вальцевом кристаллизаторе применение вальцевого кристаллизатора для получения реагента осуществлено впервые. Установлено, что возможность получения реагента в виде твердого сыпучего продукта с заданными эксплуатационными характеристиками (свойствами) обусловлена новыми технологическими особенностями получения продукта на вальцевом кристаллизаторе. В частности, установлено, что при использовании вальцового кристаллизатора и контроле воды в расплаве в продукте обеспечивается максимальное воспроизведение содержания воды в виде кристаллизационной воды.

Так, при содержании воды в расплаве от 23 до 15 мас.% получаются чешуйки и/или пластинки, имеющие преимущественно размер около 20 мм, обладающие высокой твердостью и 100% рассыпчатостью, время кристаллизации расплава минимально и составляет 30 секунд. Снижение содержания воды менее 15 мас.% приведет к получению чешуек и/или пластинок с размерами до 100 мм, кроме того, расплав становится высоковязким, неоднородным, высаживается донная фаза, состоящая преимущественно из ацетата магния, изменяется состав расплава и твердого сыпучего средства. При содержании воды до 35 мас.% получаются чешуйки и/или пластинки предлагаемого реагента, имеющие преимущественную фракцию с размерами частиц 3÷8 мм, менее твердые, с рассыпчатостью 95%, время кристаллизации расплава составляет 60 секунд.

Увеличение содержания воды свыше 35 мас.% приводит к существенному снижению рассыпчатости продукта до 50%, время кристаллизации расплава увеличивается от нескольких минут до нескольких часов, что снижает производительность установки, чешуйки или пластинки получаются не твердыми, легко истирающимися в пыль.

Поскольку чешуйки, пластинки имеют неправильную форму, то под размерами в настоящем изобретении понимается фракция, определяемая по просеиванию частиц между ситами.

Дополнительная сушка дробленого продукта повышает и обеспечивает 100% рассыпчатость продукта. Дробление или измельчение некондиционного продукта с размерами больше оптимальных до уровня не более 1 мм повышает выход продукта.

При реализации предлагаемого согласно изобретению способа получения в зависимости от вида и состава магнийсодержащего сырья в получаемом продукте могут содержаться примеси ацетатов железа, кальция, диоксида кремния, следы гидрата натрия и другие примеси в суммарном количестве не более 4,1 мас.%, которые образуются в процессе реакции из присутствующих в магнийсодержащем сырье побочных соединений. Примеси не оказывают сколь-либо заметного влияния на противогололедные, антикоррозионные и экологические свойства реагента.

Сущность предлагаемого изобретения на способ предотвращения скользкости с помощью противогололедного реагента на основе ацетатов в соответствии с изобретением состоит в нанесении на дорожное покрытие реагента известными методами. В случае нанесения реагента с размерами частиц 1÷20 мм или 3÷20 мм его наносят механизированным или ручным способом на поверхность дорог в количествах, зависящих от толщины снега и/или льда и температуры окружающего воздуха. При достаточном количестве реагента, например 30÷80 г/м², через 15÷40 минут происходят полное расплавление снега и/или льда на поверхности дорог и длительное предотвращение формирования снежно-ледяного образования. Такое использование способа эффективно для расплавления льда, снега и сочетаний снега и льда. Способ расплавления может быть осуществлен нанесением реагента на поверхность дорог с целью разрыхления льда, снежно-ледяного образования для последующей механизированной уборки (удаления). Использование реагента в форме частиц в виде чешуек и/или пластинок с размерами 3÷20 мм обеспечивает максимальный эффект расплавления снега и/или льда. Нанесение реагента в виде порошка менее эффективно вследствие пыления и замедления взаимодействия со снегом при более низких температурах использования.

Настоящее изобретение по способу получения реагента и по его составам иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Магнийсодержащее сырье - порошок магнезитовый каустический ПМК-90, в количестве 25,7 кг растворяют в избыточном количестве 763,7 кг уксусной кислоты 75 мас.% концентрации. В результате реакции между уксусной кислотой и магнийсодержащим сырьем образуется ацетат магния. Время растворения порошка магнезитового каустического в уксусной кислоте составляет 10 минут. Нейтрализацию оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты проводят раствором гидроксида натрия с концентрацией 46 мас.%. Нейтрализация уксусной кислоты происходит с образованием ацетата натрия. Для нейтрализации раствор гидроксида натрия берут в количестве 729,6 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 23 мас.%. Расплав ацетатов натрия и магния с температурой 95÷110°С непрерывно подается в корыто вальцевого кристаллизатора. Время кристаллизации расплава составляет 30 секунд. С поверхности барабана готовый продукт срезается ножом. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 98%, оставшиеся 2% составляют чешуйки и/или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 8,2; ацетат натрия 68,8; кристаллизационная вода 23,0.

Пример 2.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 95,8 кг, растворение проводят в 797,6 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 492,1 кг. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 98%, оставшиеся 2% составляют чешуйки или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 30,6; ацетат натрия 46,4; кристаллизационная вода 23,0.

Пример 3.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 57,6 кг, растворение проводят в 779,1 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 521,6 кг. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 98%, оставшиеся 2% составляют чешуйки или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 18,4; ацетат натрия 58,6; кристаллизационная вода 23,0.

Пример 4.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 том, что ПМК-90 расходуется в количестве 21,2 кг, растворение проводят в 702,7 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 680,8 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 29 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 100%. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 6,8; ацетат натрия 64,2; кристаллизационная вода 29,0.

Пример 5.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 88,2 кг, растворение проводят в 735,2 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 453,9 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 29 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 100%. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 28,2; ацетат натрия 42,8; кристаллизационная вода 29,0.

Пример 6.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 55,1 кг, растворение проводят в 719,4 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 566,3 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 29 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 100%. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 17,6, ацетат натрия 53,4, кристаллизационная вода 29,0.

Пример 7.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 19,4 кг, растворение проводят в 643,6 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 623,5 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 35 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 97%, оставшиеся 3% составляют чешуйки или пластинки с размерами менее 3 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 6,2, ацетат натрия 58,8, кристаллизационная вода 35,0.

Пример 8.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 87,6 кг, растворение проводят в 676,4 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 392,4 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 35 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 97%, оставшиеся 3% составляют чешуйки и/или пластинки с размерами менее 3 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 28,0, ацетат натрия 37,0, кристаллизационная вода 35,0.

Пример 9.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 50,4 кг, растворение проводят в 658,5 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 516,6 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 35 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 97%, оставшиеся 3% составляют чешуйки и/или пластинки с размерами менее 3 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 16,1, ацетат натрия 48,9, кристаллизационная вода 35,0.

Пример 10.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что растворение порошка магнезитового каустического проводят в 573,0 кг 99,95 мас.% уксусной кислоты. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 98%, оставшиеся 2% составляют чешуйки или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 8,2, ацетат натрия 68,8, кристаллизационная вода 23,0.

Пример 11.

Способ осуществляли аналогично примеру 10, отличия от примера 10 в том, что растворение порошка магнезитового каустического проводят в 1146,0 кг 50 мас.% уксусной кислоты. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 98%, оставшиеся 2% составляют чешуйки или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 8,2, ацетат натрия 68,8, кристаллизационная вода 23,0.

Пример 12. Способ осуществляли аналогично примеру 3. Отличия от примера 3 состояли в том, что раствор ацетатов магния и натрия упаривали до содержания кристаллизационной воды 15%. Выход товарной фракции 3÷20 мм - 97%, оставшиеся 3% составляют чешуйки или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 906 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 20,3; ацетат натрия 64,7; кристаллизационная вода 15,0.

Пример 13. Способ осуществляли аналогично примеру 3. Отличия от примера 3 состояли в том, что некондиционный продукт с размерами более 20 мм дополнительно измельчали в дробилке до фракции 3÷20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок и частиц неопределенной формы следующего состава, мас.%: ацетат магния 18,4; ацетат натрия 58,6; кристаллизационная вода 23,0.

Пример 14. Способ осуществляли аналогично примеру 9. Отличия от примера 9 состояли в том, что полученный на вальцевом кристаллизаторе продукт дополнительно сушили в кипящем слое до содержания кристаллизационной воды 23%. Получается 844,16 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок и частиц неопределенной формы следующего состава, мас.%: ацетат магния 19,1; ацетат натрия 57,9; кристаллизационная вода 23,0.

Примеры реагента приведены в таблице 1, его основные эксплуатационные свойства приведены в таблице 2, а свойства, зависящие от способа получения, и параметры технологического режима способа получения представлены в таблице 3.

Таблица 1КомпонентыСодержание, мас.%Пр. 1Пр. 2Пр. 3Пр.4Пр. 5Пр. 6Пр. 7Пр. 8Пр. 9Пр. 12Пр. 14Ацетат магния8,230,618,46,828,217,66,228,016,120,319,1Ацетат натрия68,846,458,664,242,853,458,837,048,964,757,9Кристаллизационная вода23,023,023,029,029,029,035,035,035,015,023

Таблица 2ПоказателиПр. 1*Пр. 2Пр. 3**Пр. 4Пр. 5Пр. 6Пр. 7Пр. 8Пр. 9Пр. 12Пр. 14Температура начала кристаллизации 30% водного раствора реагента, °С           -23,0-27,0-24,9-22,4-26,7-24,5-22,0-26,2-24,2-25,0-24,8           Время расплавления льда, мин (толщина льда 5 мм, температура окружающего воздуха минус 5°С, расход реагента 50 г/м²)           3026291815163027293729           Содержание остаточной уксусной кислоты, мас.%Отс.Отс.Отс.Отс.Отс.Отс.Отс.Отс.Отс.Отс.Отс.Коррозия Ст.3 в 5% растворе реагента, × 10^-2 мм/год0,130,180,150,120,170,150,120,160,140,160,15* Составы реагента и его эксплуатационные свойства по примерам 10÷11 аналогичны примеру 3 и поэтому примеры 10÷11 не приводятся в таблицах 1÷2.
** Состав реагента и его эксплуатационные свойства по примеру 13 аналогичны примеру 3 и поэтому в таблицах 1÷2 пример 13 не приводится

Как видно из приведенных в таблице 2 данных, по своим коррозионным свойствам по отношению углеродистым сталям реагент не является коррозионно-активным, он не загрязняет окружающую среду уксусной кислотой и другими вредными веществами, обладает высокими эксплуатационными (противогололедными) свойствами.

Таблица 3ПоказателиПр. 1Пр. 2Пр. 3Пр. 4Пр. 5Пр. 6Пр. 7Пр. 8Пр. 9Время растворения ПМК-90, мин101512101512101411Время кристаллизации, с304035405045556060Рассыпчатость, %100100100989898959595Выход товарной фракции 3÷20 мм, %989898100100100979797Выход товарной фракции 1÷20 мм, %------999998Таблица 3 продолжениеПоказателиПр. 10Пр. 11Пр. 12Пр. 13Пр. 14Время растворения ПМК-90, мин758121211Время кристаллизации, с3030273560Рассыпчатость, %100100100100100Выход товарной фракции 3÷20 мм, %9898979997Выход товарной фракции 1÷20 мм, %---10098

Как видно из приведенных примеров, меньшее время кристаллизации обеспечивает большую производительность вальцевого кристаллизатора по твердому реагенту. Рассыпчатость, выход товарной фракции реагента определяются количеством в его составе кристаллизационной воды. Уменьшение содержания кристаллизационной воды до 15÷23 мас.% приводит к снижению выхода товарной фракции вследствие появления пластинок с размерами более 20 мм; увеличение содержания кристаллизационной воды до 35 мас.% приводит к появлению пыли, что снижает выход товарной фракции. Наилучшими эксплуатационными свойствами обладает реагент в виде чешуек и/или пластинок с размерами 3÷20 мм, реагент с размерами частиц 1÷20 мм имеет более низкие эксплуатационные свойства. Для сравнения в таблице 3 приведены результаты исследования выхода продукта по двум фракционным размерам частиц.

Оценку плавящей способности предлагаемого реагента в сравнении с известным осуществляли следующим образом («плавящая способность» - это количество грамм расплавленного льда на грамм средства (продукта) при различных температурах за фиксированный интервал времени).

В металлические формы размером 200×200×30 мм заливалась предварительно прокипяченная, а затем охлажденная дистиллированная вода. Формы помещались в морозильную камеру и выдерживались при минус 5, минус 10 и минус 15°С в течение 20 часов. После этого поверхность льда в каждой форме выравнивалась металлическим диском, и формы со льдом повторно помещались в морозильную камеру на 20 часов при температуре минус 5, минус 10 и минус 15°С для замораживания любой поверхностной воды. Навески реагента с массой 2,00 г помещались в криостат и охлаждались в течение 2 часов при необходимых для проведения опытов температурах: минус 5, минус 10 и минус 15°С. После повторного замораживания формы со льдом вынимались из морозильной камеры, и охлажденная до температуры проведения опыта навеска равномерно распределялась по поверхности льда. Формы с реагентом помещались в криостат на 30 минут при разных температурах: минус 5, минус 10 и минус 15°С. По окончании времени опыта определялся вес образовавшейся воды, соответствующий весу расплавленного льда.

Результаты определения плавящей способности предлагаемого и известного реагентов (хлорида натрия) представлены в таблице 4.

Таблица 4ТемператураПредлагаемое средство (номера составов)Известное средствоПр. 2Пр. 3Пр. 5Пр. 6Пр. 8Пр. 9Хлористый натрийМинус 5°С, г/г9,810,29,110,08,39,11,7Минус 10°С, г/г5,45,65,15,34,74,81,2Минус 15°С, г/г4,13,63,83,43,23,50,4

Плавящая способность заявленного реагента для удаления по настоящему изобретению превышает плавящую способность известного реагента - хлорида натрия - при тех же температурах за время 30 минут.

Испытание предлагаемого способа предотвращения скользкости дорожного покрытия, иллюстрируемое как способ расплавления льда и/или снега, проводилось в наружных условиях при различных дородных покрытиях.

Пример 15. Испытание предлагаемого способа расплавления проводилось в наружных условиях при температуре воздуха минус 3°С на асфальтовом покрытии. Толщина на асфальте уплотненного снега и льда составляла 5÷10 мм. Реагент в виде чешуек и/или пластинок размером 3÷20 мм состава, мас.%, ацетат магния 17,6, ацетат натрия 53,4, кристаллизационная вода 29,0 равномерно в количестве 50 г/м² распределялся (наносился) механическим способом на обрабатываемом покрытии и выдерживался заданное время. Через 15 минут снег и лед превращались в жидкую кашицу, которую легко счищали механическим способом.

Пример 16. Способ расплавления осуществляли аналогично примеру 15, отличие состояло в том, что после нанесения реагент выдерживали до полного расплавления снега и льда. Через 30 минут после нанесения происходило полное расплавление снега и льда, после чего асфальт оставался чистым от снега и льда в течение 24 часов.

Пример 17. Испытание предлагаемого способа расплавления проводилось в наружных условиях при температуре воздуха минус 6°С на асфальтовом покрытии. Толщина на асфальте уплотненного снега и льда составляла 30 мм. Реагент в виде чешуек и пластинок размером 3÷20 мм состава, мас.%, ацетат магния 28,2, ацетат натрия 42,8, кристаллизационная вода 29,0 равномерно в количестве 50 г/м² распределялся (наносился) механическим способом на обрабатываемом покрытии и выдерживался заданное время. Через 15 минут снег и лед превращались в жидкую кашицу, которую легко счищали механическим способом.

Пример 18. Способ расплавления осуществляли аналогично примеру 17, отличие состояло в том, что после нанесения реагент выдерживали до полного расплавления снега и льда. Через 25 минут после нанесения происходило полное расплавление снега и льда, после чего асфальт оставался чистым от снега и льда в течение 24 часов.

Пример 19. Испытание предлагаемого способа расплавления проводилось в наружных условиях при температуре воздуха минус 6°С на бетонном покрытии. Толщина на бетоне снега составляла 30 мм. Реагент в виде чешуек и/или пластинок размером 3÷20 мм следующего состава, мас.%: ацетат магния 28,2, ацетат натрия 42,8, кристаллизационная вода 29,0 равномерно в количестве 50 г/м² распределялся (наносился) механическим способом на обрабатываемом покрытии и выдерживался заданное время. Через 20 минут снег превращался в жидкую кашицу, которую легко счищали механическим способом.

Пример 20. Способ расплавления осуществляли аналогично примеру 19, отличие состояло в том, что после нанесения реагент выдерживали до полного расплавления снега. Через 30 минут после нанесения происходило полное расплавление снега, после чего асфальт оставался чистым от снега и льда в течение 24 часов.

Пример 21. Испытание предлагаемого способа расплавления проводилось в наружных условиях при температуре воздуха минус 6°С на асфальтовом покрытии. Толщина на асфальте уплотненного снега и льда составляла 30 мм. Реагент в виде чешуек и/или пластинок размером и частиц иной формы с размерами 1÷20 мм состава, мас.%, ацетат магния 28,2, ацетат натрия 42,8, кристаллизационная вода 29,0 равномерно в количестве 50 г/м² распределялся (наносился) механическим способом на обрабатываемом покрытии и выдерживался заданное время. Через 20 минут снег и лед превращались в жидкую кашицу, которую легко счищали механическим способом.

Пример 22. Способ расплавления осуществляли аналогично примеру 21, отличие состояло в том, что после нанесения реагент выдерживали до полного расплавления снега и льда. Через 36 минут после нанесения происходило полное расплавление снега и льда, после чего асфальт оставался чистым от снега и льда в течение 24 часов.

Аналогичные испытания способа расплавления с использованием заявляемого реагента других составов показали его высокую эффективность на разных видах поверхностей дорог. Реагент на основе ацетатов натрия и магния может применяться на любых дорожных покрытиях.

Таким образом, изобретение повышает экологическую безопасность за счет устранения в сыпучем материале частиц небольшого размера, уменьшает время расплавления снега и/или льда, повышает коррозионную безопасность.

Промышленная применимость

Изобретение может быть использовано для изготовления противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия.

Изобретение относится к способу предотвращения скользкости дорожного покрытия, к способу получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия и к противогололедному реагенту для предотвращения скользкости дорожного покрытия. Технический результат - повышение экологической безопасности, уменьшение времени расплавления льда и/или снега, повышение коррозионной безопасности, а также обеспечение стойкости к слеживанию продукта при его производстве и эксплуатации. Противогололедный реагент в виде твердого сыпучего материала, включает в мас.% в пересчете на безводные соли: ацетат натрия 37,0÷68,8, ацетат магния 6,2÷30,6, кристаллизационная вода 15,0÷35,0. Описаны также способ получения указанного реагента и способ предотвращения скользкости дорожного покрытия с использованием указанного реагента. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Способ предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающийся в нанесении на дорожное покрытие противогололедного реагента в виде твердого сыпучего материала, включающего ацетат магния, отличающийся тем, что противогололедный реагент дополнительно содержит ацетат натрия и кристаллизационную воду при следующих соотношениях входящих компонентов, мас.% в пересчете на безводные соли:

ацетат натрия37,0-68,8ацетат магния6,2-30,6кристаллизационная вода15,0-35,0

ацетат натрия37,0-68,8ацетат магния6,2-30,6кристаллизационная вода15,0-35,0

ацетат натрия37,0-68,8ацетат магния6,2-30,6кристаллизационная вода15,0-35,0