專利名稱：一種有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑的制作方法
技術領域：
屬于表面化學范疇，為有機或無機復合鹽技術領域二、背景技術1、對發明“有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑”的理解(1)本發明所選用的主要原料有鉬酸鈉、鎢酸鈉、磷酸鈉、偏硅酸鈉、苯并三氮唑、烏洛托品(六次甲基四銨)、四硼酸鈉、亞硝酸鈉、亞硝酸鋇、苯甲酸鈉、EDTA二鈉鹽(TW-204)、亞硝酸二環己銨組成。這些化工原料經過與各類有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的優化組合，并經過理論研究，以及大量的實驗室和應用試驗之后，得出的共同結論是本發明具有低共溶點的屬性，適用于-33℃的低溫狀態下，防腐效果好，覆蓋面較為廣泛，適合于黃河以北所有城市使用。
(2)本發明環保性能好，能有效地防止對金屬和水泥混凝土的腐蝕。眾所周知，鹵鹽中含有大量的Cl-離子和少量的雜質SO42-離子，而且這些離子對金屬和混凝土的腐蝕會隨著濃度的增加而增大，因此，在選材上，首先選用含SO42-離子極低，并對金屬腐蝕極其微弱的硝酸鹽類作為主要材料。鑒于在-33℃的低溫條件下，本緩蝕劑適用于各類有機或無機鹽和復合鹽類的融雪劑，并通過復合配方，在實際應用中，有效地防止了對金屬和水泥混凝土的腐蝕。
(3)本發明適用范圍廣泛，它可應用于各類有機或無機鹽和復合鹽類的融雪劑中2、本發明查閱并引證相關的技術背景資料有(七類)(1)高等教育出版社出版的高等學校教材《普通化學》的第一章第一節物質的聚集狀態P3-P8第二節氣體定律P8-P12第三節稀溶液的通性P13-P26第四章第四節金屬腐蝕及其防止P160-P166第七章第三節無機化合物的物理性質及晶體結構P278-P289第四節無機化合物的性質P289-P309(2)中國工業出版社出版的《混凝土中鋼筋銹蝕與保護》第一章第一節金屬腐蝕理論重點，P4-P10第二節混凝土的保護機理和鋼筋銹蝕的原因P10-P16第三節鋼筋銹蝕導致鋼筋混凝土結構破壞的實例P26-P27第二章第四節周圍介質特點的影響P29-P42第五節鋼的組織成份表面狀態以及應力大小的影響P42-P73(3)化工工業出版社出版的《硝酸鹽》一書第二章《硝酸鉀》P35-P63第三章《硝酸鈉》P64-P77第五章《硝酸鈣》P82-P89(4)化工工業出版社出版的《化工辭典》(5)化學工業出版社出版的《有機化工原料》A脂肪族化合物A530六亞甲基四胺P433-P435A602硫脲P500-P502A632烷荃磺酸鋇P526-P527B脂環族化合物及共衍生物，B036亞硝酸二環己胺P557C芳香族化合物C260苯胺P281-P282
(6)化工工業出版社出版的《化學工業中的腐蝕與防護》第一章第一節腐蝕及化學工業中腐蝕的危害P1-P3第二節化學工業腐蝕的特點及現狀P4-P9第三節國內外化工防腐蝕進展P10-P14第四節可持續發展戰略與腐蝕的全面控制將綠色化學應用于防腐蝕技術P34-P35第三章第二節純堿生產中的主要防腐蝕手段P69-P74第四章氯堿工業中的腐蝕與防護第一節氯堿工業中的腐蝕特點P87-P88第二節鹽水溶液的腐蝕與防護P88-P93第五章化肥生產中的腐蝕與防護第七節磷肥生產中的腐蝕與防護P180-P188第八節鉀肥生產中的腐蝕與防護P188-P195第七章農藥生產中的腐蝕與防護第六節水泥表面的防護方法P320-P322第九章化工建筑物和構筑物的腐蝕與防護第一節腐蝕狀況P439-P441第二節腐蝕原因分析P441-P448第三節防腐蝕設計原則P449-P450第五節防腐蝕措施P451-P454第六節加固修復技術P455-P460(7)化學工業出版社出版的《化工基礎》第十一章冷凍、第五節冷凍劑與載冷體P374
3、發明“有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑”的目的(1)減少緩蝕劑在融冰除雪過程中因腐蝕而造成的經濟損失。
(2)延長路、橋、公共公用設施及各種機動車輛設備的使用壽命。
(3)促進能源、材料的節約和應用，以提高環保效益。
(4)開拓新技術、新能源的發展領域，以增加社會效益。
發明內容
1、有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑由鉬酸鈉(Na2MoO4)、鎢酸鈉(Na2WO4)、磷酸鈉(Na3PO4)、偏硅酸鈉(Na2SiO3)、苯并三氮唑(BTA)、烏洛托品(六次甲基四銨[(CH2)6N4]、四硼酸鈉(Na2B4O7)、亞硝酸鈉(NaNO2)、亞硝酸鋇[Ba(NO2)2]、苯甲酸鈉(C7H5NaO2)、EDTA二鈉鹽(TW-204)、亞硝酸二環己銨(C12H23N·HNO2)中的一種、兩種、三種或四種組成。其配比如下(重量％)鉬酸鈉(0.1-100％)、鎢酸鈉(0.1-50％)、磷酸鈉(0.1-50％)、偏硅酸鈉(0.1-80％)、苯并三氮唑(BTA)(0.1-30％)、烏洛托品(六次甲基四銨)(0.1-50％)、四硼酸鈉(0.1-50％)、亞硝酸鈉(0.1-100％)、亞硝酸鋇(0.1-50％)、苯甲酸鈉(0.1-80％)、EDTA二鈉鹽(TW-204)(0.1-50％)、亞硝酸二環己銨(0.1-100％)。
2、要求保護的權項如下(1)C7H5NaO2與Na3PO4(2)C7H5NaO2與Na2SiO3(3)C7H5NaO2與NaNO2(4)C7H5NaO2與NaNO2與Ba(NO2)2(5)Na2MoO4與Na2SiO3與NaNO2(6)NaNO2與Na2SiO3與苯并三氮唑(BTA)(7)Na2MoO4(8)EDTA二鈉鹽(TW-204)
上述八項保護權項適宜于氯化鈉的高效緩蝕劑。
(9)有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑按融雪劑(重量％)的0.1-10％與融雪劑攪拌均勻后使用。
(10)高效緩蝕劑為0.5mm-8mm的多邊形自然晶體顆粒狀。
綜上所述，有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑要求保護的權項數為10項。
3、本發明與背景技術相比的有益效果(1)本發明與各類有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑組合后，融冰除雪效果非常顯著。
(2)本發明符合環保要求，能有效防止對金屬和水泥混凝土的腐蝕。
(3)本發明成本低、價格廉，易于采購；生產工藝、技術操作簡單易行。
(4)本發明能促進城鄉經濟發展和社會效益的提高。
具體實施例方式
1、法律狀態實現公開/公告之后，申請省部級科技成果獎。以認證專利成果的科技含量，進而取得社會對該產品的認同。
2、通過各種渠道或宣傳媒體，進行廣泛宣傳，在公開/公告后，兩年內無償提供有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑的生產工藝、技術配方和撒布技術，并親臨現場指導。
3、根據八年的時間(自1994年-2001年)在沈陽市除運雪工作的實踐，所積累的豐富經驗和理論研討，以及對融雪劑的研制工作，向有關政府的決策機關，詳細陳述利弊，必要時，在主要街路，立交橋和庭院進行融冰除雪效果的實驗，以取得有關專家、決策機關的認可，所需資金以出讓部分專利來獲取。
權利要求
1.本發明與現有技術共有的必要技術特征是有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑與目前所使用的融雪劑中的各種緩蝕劑，無論是固態還是液態，都是為了防腐蝕的作用。其化雪機理屬于表面化學范疇，為有機或無機復合鹽技術領域。其與融雪劑中的化工原料優勢互補，利用融雪劑的吸水性，使雪中的結構晶格錯位，導致冰雪融化；冰雪融化時吸熱，使周圍溫度下降，這時，溶液的蒸氣壓小于冰雪的蒸氣壓，為了達到新的平衡，促使冰雪不斷融化而形成溶液，從而降低凝固點。在上述周而復始的復雜運動平衡過程中緩蝕劑起到了降低對金屬和水泥混凝土的腐蝕作用，這就是目前現有的融雪劑中的緩蝕劑共有的必要技術特征。腐蝕與防護科學是20世紀30年代發展起來的一門綜合性技術科學，目前已成為一門獨立的科學，并不斷發展。腐蝕是材料在各種環境作用下發生的破壞和變質，給國民經濟帶來巨大損失。我國每年因腐蝕造成的經濟損失高達二百億元。搞好腐蝕與防護工作，已不是單純的技術問題，而是關系到保護資源，節約能源，保護環境，保證正常生產和人身安全，發展新技術等一系列重大的社會和經濟問題。我們研制有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑高效防腐蝕劑的目的在于減少其在融冰除雪過程中因腐蝕而造成的經濟損失，延長路、橋、公共公用設施，各種材料，各種機動車及設備的使用壽命，促進城鄉經濟的發展及經濟效益，社會效益和環境效益的全面提高。
2.本發明區別于現有技術的技術特征是能有效地防止對金屬的腐蝕。根據金屬腐蝕過程的不同特點，可以分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。化學腐蝕單純由化學作用而引起的腐蝕叫做化學腐蝕。主要是由于金屬在高溫下容易被氧化生成一層氧化皮(由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成)，同時還會發生脫碳現象，這是由于鋼鐵中的滲碳體和氣體介質作用所產生的結果。例如、、反應生成的氣體產物，離開金屬表面，而碳便從鄰近的、尚未反應的金屬內部逐漸擴散到這一反應區，于是金屬層中的碳逐漸減少，形成脫碳層，鋼鐵表面由于脫碳致使硬度減小和疲勞極限降低。電化學腐蝕由電化學作用而引起的腐蝕叫電化學腐蝕。它主要由于形成了原電池而引起的。由于工業用的鋼鐵、除鐵以外還含有石墨。滲碳體等，這些雜質能導電，而電極電位代數值比鐵的大，難以失去電子，而鐵相對就容易失去電子，此外，由于鐵吸附的水膜中溶解了空氣中的CO2和SO2氣體反應如下、，這樣，Fe就在有H+、OH-、HCO3-、HSO3-的溶液中形成了原電池，陽極的Fe失去了2e變成Fe2+，反應為陰極的2H+的到2e變成H2，即反應為，Fe2+進入溶液中與OH-生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被氧氣氧化成Fe(OH)3，Fe(OH)3脫水后的Fe2O3是紅褐色鐵銹的主要成份。反應式如下，在一般情況下，如果鐵表面吸附的水膜酸性很弱或是中性溶液，則在陽極上也是鐵氧化成Fe2+離子，在陽極主要是溶解于水膜中的氧物電子陽極陰極總反應方程式然后Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3并部分脫水為鐵銹，這就是吸氧腐蝕，也是對金屬的主要腐蝕。針對上述腐蝕原理的分析，本發明特地采用了目前國內防腐效果好的鉬酸鈉、鎢酸鈉、磷酸鈉、偏硅酸鈉、苯并三氮唑、烏洛托品(六次甲基四銨)、四硼酸鈉、亞硝酸鈉、亞硝酸鋇、苯甲酸鈉、EDTA二鈉鹽(TW-204)、亞硝酸二環己銨中的一種、兩種、三種或四種加入到各類有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑中，使金屬表面鈍化，生成一層致密的Fe3O4氧化膜，來保護金屬的表面，有效地防止對金屬的腐蝕。能有效地防止對水泥混凝土的腐蝕水泥混凝土是一種建筑材料，它是由礫石、卵石、碎石、砂等在水泥或其他膠凝材料中的液漿體，可以說是一種人造石材。它主要是由多種氧化物組成，如CaO、SiO2、Al2O3、MgO等不下幾十種氧化物。水泥的腐蝕主要是水和水溶液的腐蝕。水的腐蝕叫溶解侵蝕，這是由水泥材料本身的孔隙率和滲透率所決定的，水泥的腐蝕主要是水溶液對其進行的化學腐蝕。自然環境中的某些化合物，對水泥中的某些成分發生了化學反應，這就是水泥混凝土的腐蝕。這種腐蝕主要有兩類因素一種是酸性軟水對水泥的腐蝕，如水中的CO2與水泥中的Ca(OH)2和CaCO3反應生成Ca(HCO3)2，反應方程式如下這里指出如果是反應生成的CaCO3的含量增高，而水中的CO2含量較低，那么這樣的腐蝕幾乎很難進行。此外，可溶性硫酸鹽與水泥中的水合產物發生了化學反應，導致混凝土體積膨脹或崩解。譬如對Na2SO4水泥中的水合產物反應如下通過實驗證明堿金屬硫酸鹽不能腐蝕水合硅酸鈣。但硫酸氨可腐蝕Ca(OH)2，反應式為，腐蝕產物“NH4OH”易溶，難揮發，使反應易于向右進行，下面表示水中硫酸鹽濃度對普通水泥腐蝕性的影響
由表中可以看出只有水中SO42-的濃度小于300mg/L時，腐蝕性才較低。應該指出硫酸鹽腐蝕產物因溶解度小，它們生成的沉淀產物所導致的應力可加劇水泥混凝土的破壞。上表中沒有提到Cl-離子對混凝土中的鋼筋，由鈍化狀態轉為活化狀態，形成銹蝕產物，而產生膨脹，使水泥混凝土開裂、剝落，從而喪失了力學性能，造成損害的介紹。但通過實驗分析得知Cl-離子要使鋼筋由鈍化狀態轉為活化狀態，是要達到一定的臨界值才行。學術界認為Cl-/OH≥0.61，即相當于0.3-0.6kg Cl-/m3的大小才行。在解決此類問題時，一是要控制融雪劑中Cl-離子的百分含量；二是要盡可能減少鋼筋混凝土中硫酸鹽的含量，只有同時達到這兩項要求，水泥混凝土及鋼筋的腐蝕問題才能有效解決。為此，我們所選用的主材鹵鹽類和硝酸鹽類，其SO42-離子的含量大大低于純鹵鹽中的含量，有效地降低了水泥混凝土的腐蝕。本發明適用范圍廣泛，它應用于各類有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑中本發明與各類融雪劑優化組合后，融冰除雪速度快、防腐蝕效果好，可根據不同的地區、不同的使用對象，不同的溫度采用不同的配方組合。其覆蓋面較為廣泛，成本低、價格廉，便于采購，技術方案簡便易行。
3.根據權利要求2所述的有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑，其特征在于由鉬酸鈉(Na2MoO4)、鎢酸鈉(Na2WO4)、磷酸鈉(Na3PO4)、偏硅酸鈉(Na2SiO3)、苯并三氮唑(BTA)、烏洛托品(六次甲基四銨[(CH2)6N4])、四硼酸鈉(Na2B4O7)、亞硝酸鈉(NaNO2)、亞硝酸鋇[Ba(NO2)2]、苯甲酸鈉(C7H5NaO2)、EDTA二鈉鹽(TW-204)、亞硝酸二環己銨(C12H23N·HNO2)中的一種、兩種、三種或四種組成。其配比如下(重量％)鉬酸鈉(0.1-100％)、鎢酸鈉(0.1-50％)、磷酸鈉(0.1-50％)、偏硅酸鈉(0.1-80％)、苯并三氮唑(BTA)(0.1-30％)、烏洛托品(六次甲基四銨)(0.1-50％)、四硼酸鈉(0.1-50％)、亞硝酸鈉(0.1-100％)、亞硝酸鋇(0.1-50％)、苯甲酸鈉(0.1-80％)、EDTA二鈉鹽(TW-204)(0.1-50％)、亞硝酸二環己銨(0.1-100％)。有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑復合配方為(1)C7H5NaO2與Na3PO4(2)C7H5NaO2與Na2SiO3(3)C7H5NaO2與NaNO2(4)C7H5NaO2與NaNO2與Ba(NO2)2(5)Na2MoO4與Na2SiO3與NaNO2(6)NaNO2與Na2SiO3與苯并三氮唑(BTA)(7)Na2MoO4(8)EDTA二鈉鹽(TW-204)上述復合配方適宜于氯化鈉的高效緩蝕劑。(9)有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑按融雪劑(重量％)的0.1-10％與融雪劑攪拌均勻后使用。(10)高效緩蝕劑為0.5mm-8mm的多邊形自然晶體顆粒狀。
全文摘要
有機或無機鹽和復合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑屬于化學范疇，為復合鹽技術領域。本發明與復合鹽類融雪劑按一定配比混合使用，能有效地解決國內目前使用的融雪劑對金屬和水泥混凝土的腐蝕問題。其具有技術方案簡便易行，防腐蝕效果好，能延長各種機動車輛及各類公用設施使用壽命等特征。本發明由鉬酸鈉(0.1－100％)、鎢酸鈉(0.1－50％)、磷酸鈉(0.1－50％)、偏硅酸鈉(0.1－80％)、苯并三氮唑(BTA)(0.1－30％)、烏洛托品(六次甲基四銨)(0.1－50％)、四硼酸鈉(0.1－50％)、亞硝酸鈉(0.1－100％)、亞硝酸鋇(0.1－50％)、苯甲酸鈉(0.1－80％)、EDTA二鈉鹽(0.1－50％)、亞硝酸二環己銨(0.1－100％)中的一種、二種、三種或四種組成復合型高效緩蝕劑。本發明適合于復合鹽類融雪劑在融冰除雪中使用。
文檔編號C09K3/18GK1539908SQ20031010495
公開日2004年10月27日 申請日期2003年10月29日 優先權日2003年10月29日
發明者楊毅男 申請人:楊毅男