ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫЙ РЕАГЕНТ Российский патент 2012 года по МПК C09K3/18 

Изобретение относится к области разработки противогололедных реагентов и может быть использовано для борьбы с гололедом на дорожных покрытиях, а также для размораживания грунтов при производстве земляных работ в зимнее время.

Наиболее простым и доступным противогололедным реагентом является хлорид натрия [Инструкция по охране природной среды при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог ВСН 8-89. М.: Минавтодор, 1989, с.14]. Хлорид натрия позволяет снизить температуру образования наледи на дорогах и удалить образовавшуюся наледь, поскольку температура эвтектики хлорида натрия со льдом составляет минус 21,2°С [Справочник химика, т.3. М.: Химия, 1964, с.213]. Однако хлорид натрия отличается высокой коррозионной активностью по отношению к металлам и экологически опасен, так как оказывает неблагоприятное воздействие на растения.

В связи с этим разрабатываются противогололедные реагенты с уменьшенным содержанием хлорида натрия или с его полным отсутствием. Так, известен противогололедный реагент, содержащий (мас.%): хлорид натрия - 5÷12, карбоксилаты натрия - 12÷21, вода - остальное [RU 2283335].

К недостатку известного реагента можно отнести то, что его применение ограничено обязательным приготовлением водного раствора.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является антигололедная композиция [RU 2135540, кл. С09K 3/18] (прототип), включающая, мас.%: хлорид натрия - 5÷17 и карбоксилаты натрия, а именно формиат натрия - 73÷87, гликолят натрия - 4÷13. Композиция характеризуется малой коррозионной активностью и малой токсичностью.

Недостатком прототипа является то, что данная композиция, как нами установлено при воспроизведении прототипа, по своим противогололедным свойствам, а именно невысокой плавящей способностью по отношению ко льду (7,3-7,7 г льда на 1 г реагента при минус 5°С) и недостаточно низкой температурой эвтектики со льдом (минус 18°С), что ограничивает температурный интервал применения реагента-прототипа, а также по воздействию на окружающую среду не достигает уровня нормативно-технических и экологических требований, предъявляемых к противогололедным реагентам, применяемым на дорогах и магистралях средней полосы России в настоящее время.

Изобретение направлено на повышение эффективности противогололедного реагента, а именно на повышение плавящей способности противогололедного реагента по отношению ко льду, понижение температуры эвтектики со льдом, улучшение его экологических свойств и удешевление реагента.

Технический результат достигается тем, что предложен противогололедный реагент, состоящий из композиции хлорида и карбоксилата металлов, при этом композиция содержит либо хлорид натрия в качестве хлорида металла и ацетат магния в качестве карбоксилата металла при следующих соотношениях компонентов: NaCl:Mg(CH₃CO₂)₂=3÷1:1÷3 вес.ч. (композиция 1), либо композиция содержит смесь хлоридов натрия и магния в качестве хлорида металла и ацетат натрия в качестве карбоксилата металла при следующих соотношениях компонентов: NaCl:MgCl₂:NaCH₃CO₂=5.4÷0.9:1.7-3.3:2.9-5.8 вес.ч. (композиция 2).

Возможно, что противогололедный реагент дополнительно содержит воду в количестве 70÷80 мас.%.

Сущность изобретения заключается в том, что при взаимодействии твердого реагента как композиции 1, так и композиции 2 со льдом образуются растворы, содержащие ацетаты и хлориды натрия и магния. Состав растворов в обоих случаях одинаков вследствие протекающей реакции обмена:

2NaCl+Mg(CH₃COO)₂=2NaCH₃COO+MgCl₂,

поэтому одинаковый противогололедный эффект, т.е. определенная температура эвтектики реагента со льдом и величина плавящей способности по отношению ко льду, может быть достигнут как при применении реагента композиции 1, так и при применении реагента композиции 2. Следует отметить, что для получения предлагаемого противогололедного реагента могут быть использованы доступные и недорогие природные соли - галит, NaCl, бишофит, MgCl₂·6H₂O или растворы хлорида магния, образующиеся на последних стадиях переработки природных рассолов морского типа.

Сущность заявляемого изобретения поясняется следующими прилагаемыми табличными данными:

В Таблице 1 приведены «Характеристика противогололедных свойств реагентов композиции 1».

В Таблице 2 приведены «Характеристика противогололедных свойств реагентов композиции 2».

Ниже приведены примеры реализации заявляемого изобретения. Примеры иллюстрируют, но не ограничивают предложенное техническое решение.

Пример 1. 100 г хлорида натрия смешивали с 50.2 г ацетата магния тетрагидрата (33.3 г в пересчете на безводный ацетат магния). Получали 150.2 г твердого противогололедного реагента с отношением NaCl:Mg(CH₃CO₂)₂=3:1.

Примеры 2-6. Реагенты с другим соотношением компонентов получали аналогично Примеру 1.

Достижения технического результата по Примерам 1-6 приведены в Таблице 1.

Таблица 1. №№ примеров Отношение NaCl:Mg(CH₃CO₂),вес.ч. Температура эвтектики со льдом, °С Плавящая способность ко льду при t=-5°С, г льда/г реагента Примечание 1 3:1 -22.0 12,2 Твердый реагент 2 2:1 -22.5 11.4 -”- 3 1:1 -23.0 10.0 -”- 4 1:2 -23.5 9.5 -”- 5 1:3 -24.0 9.0 -”- 6 2:1 -22.5 2.8 25%-ный водный раствор

Пример 7. 100 г хлорида натрия и 68 г хлорида магния гексагидрата (32 г в пересчете на безводный хлорид магния) смешивали с 90.4 г ацетата натрия тригидрата (54.5 г в пересчете на безводный ацетат натрия). Получали 258.4 г твердого противогололедного реагента с отношением NaCl:MgCl₂:NaCH₃CO₂=5.4:1.7:2,9.

Примеры 8-10. Реагенты с другим соотношением компонентов получали аналогично Примеру 7.

Достижения технического результата по Примерам 7-10 приведены в Таблице 2.

Таблица 2. №№ примеров Отношение NaCl:MgCl₂:NaCH₃CO₂, вес.ч. Температура эвтектики со льдом, °С Плавящая способность ко льду при t=-5°С, г льда/г реагента Примечание 7 5.4:1.7:2.9 -22,0 12,2 Твердый реагент 8 3.9:2.2:3.8 -22,5 11,4 -«- 9 0.9:3.3:5.8 -23.0 10,0 -«- 10 3.9:2.2:3.8 -22,5 2,8 25%-ный водный раствор

Реагенты в примерах 6 и 10 дополнительно содержат воду в количестве 75%.

При взаимодействии со льдом реагентов или при добавлении воды к твердым реагентам №№1-6 или 7-10 образуется раствор, содержащий хлориды и ацетаты магния и натрия вследствие протекающей реакции обмена

2NaCl+Mg(CH₃COO)₂=2NaCH₃COO+MgCl₂,

реагент №7 по противогололедным свойствам, т.е. по температуре эвтектики со льдом и плавящей способности ко льду, идентичен реагенту №1, реагент №8 - реагенту №2, реагент №9 - реагенту №3, реагент №10 - реагенту №6.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет экономически обоснованным и экологически чистым способом получить противогололедный реагент с повышенной плавящей способностью по отношению ко льду и более низкой температурой эвтектики со льдом, что дает возможность использовать его при более низких температурах.

Изобретение может быть использовано для борьбы с гололедом на дорожных покрытиях, а также для размораживания грунтов при производстве земляных работ в зимнее время. Противогололедный реагент состоит из композиции хлорида и карбоксилата металлов. При этом композиция содержит либо хлорид натрия в качестве хлорида металла и ацетат магния в качестве карбоксилата металла при следующих соотношениях компонентов: NaCl:Mg(CH₃CO₂)₂=(3÷1):(1÷3) вес.ч. Либо композиция содержит смесь хлоридов натрия и магния в качестве хлорида металла и ацетат натрия в качестве карбоксилата металла при следующих соотношениях компонентов: NaCl:MgCl₂:NaCH₃CO₂=(5,4÷0,9):(1,7÷3,3):(2,9÷5,8) вес.ч. Изобретение позволяет получить противогололедный реагент с повышенной плавящей способностью по отношению ко льду, более низкой температурой эвтектики со льдом и улучшенными экологическими свойствами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 пр.

1. Противогололедный реагент, состоящий из композиции хлорида и карбоксилата металлов, при этом композиция содержит либо хлорид натрия в качестве хлорида металла и ацетат магния в качестве карбоксилата металла при следующих соотношениях компонентов: NaCl:Mg(CH₃CO₂)₂=(3÷1):(1÷3) вес.ч., либо композиция содержит смесь хлоридов натрия и магния в качестве хлорида металла и ацетат натрия в качестве карбоксилата металла при следующих соотношениях компонентов: NaCl:MgCl₂:NaCH₃CO₂=(5,4÷0,9):(1,7÷3,3):(2,9÷5,8) вес.ч.

2. Реагент по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит воду в количестве 70÷80 мас.%.