專利名稱：一種有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬于表面化學(xué)范疇，為有機(jī)或無機(jī)復(fù)合鹽技術(shù)領(lǐng)域二、背景技術(shù)1、對(duì)發(fā)明“有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑”的理解(1)本發(fā)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(huán)己銨組成。這些化工原料經(jīng)過與各類有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)合鹽類融雪劑的優(yōu)化組合，并經(jīng)過理論研究，以及大量的實(shí)驗(yàn)室和應(yīng)用試驗(yàn)之后，得出的共同結(jié)論是本發(fā)明具有低共溶點(diǎn)的屬性，適用于-33℃的低溫狀態(tài)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(fā)明環(huán)保性能好，能有效地防止對(duì)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(zhì)SO42-離子，而且這些離子對(duì)金屬和混凝土的腐蝕會(huì)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(duì)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(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)合鹽類的融雪劑，并通過復(fù)合配方，在實(shí)際應(yīng)用中，有效地防止了對(duì)金屬和水泥混凝土的腐蝕。
(3)本發(fā)明適用范圍廣泛，它可應(yīng)用于各類有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)合鹽類的融雪劑中2、本發(fā)明查閱并引證相關(guān)的技術(shù)背景資料有(七類)(1)高等教育出版社出版的高等學(xué)校教材《普通化學(xué)》的第一章第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)P3-P8第二節(jié)氣體定律P8-P12第三節(jié)稀溶液的通性P13-P26第四章第四節(jié)金屬腐蝕及其防止P160-P166第七章第三節(jié)無機(jī)化合物的物理性質(zhì)及晶體結(jié)構(gòu)P278-P289第四節(jié)無機(jī)化合物的性質(zhì)P289-P309(2)中國(guó)工業(yè)出版社出版的《混凝土中鋼筋銹蝕與保護(hù)》第一章第一節(jié)金屬腐蝕理論重點(diǎn)，P4-P10第二節(jié)混凝土的保護(hù)機(jī)理和鋼筋銹蝕的原因P10-P16第三節(jié)鋼筋銹蝕導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞的實(shí)例P26-P27第二章第四節(jié)周圍介質(zhì)特點(diǎn)的影響P29-P42第五節(jié)鋼的組織成份表面狀態(tài)以及應(yīng)力大小的影響P42-P73(3)化工工業(yè)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(yè)出版社出版的《化工辭典》(5)化學(xué)工業(yè)出版社出版的《有機(jī)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(huán)族化合物及共衍生物，B036亞硝酸二環(huán)己胺P557C芳香族化合物C260苯胺P281-P282
(6)化工工業(yè)出版社出版的《化學(xué)工業(yè)中的腐蝕與防護(hù)》第一章第一節(jié)腐蝕及化學(xué)工業(yè)中腐蝕的危害P1-P3第二節(jié)化學(xué)工業(yè)腐蝕的特點(diǎn)及現(xiàn)狀P4-P9第三節(jié)國(guó)內(nèi)外化工防腐蝕進(jìn)展P10-P14第四節(jié)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略與腐蝕的全面控制將綠色化學(xué)應(yīng)用于防腐蝕技術(shù)P34-P35第三章第二節(jié)純堿生產(chǎn)中的主要防腐蝕手段P69-P74第四章氯堿工業(yè)中的腐蝕與防護(hù)第一節(jié)氯堿工業(yè)中的腐蝕特點(diǎn)P87-P88第二節(jié)鹽水溶液的腐蝕與防護(hù)P88-P93第五章化肥生產(chǎn)中的腐蝕與防護(hù)第七節(jié)磷肥生產(chǎn)中的腐蝕與防護(hù)P180-P188第八節(jié)鉀肥生產(chǎn)中的腐蝕與防護(hù)P188-P195第七章農(nóng)藥生產(chǎn)中的腐蝕與防護(hù)第六節(jié)水泥表面的防護(hù)方法P320-P322第九章化工建筑物和構(gòu)筑物的腐蝕與防護(hù)第一節(jié)腐蝕狀況P439-P441第二節(jié)腐蝕原因分析P441-P448第三節(jié)防腐蝕設(shè)計(jì)原則P449-P450第五節(jié)防腐蝕措施P451-P454第六節(jié)加固修復(fù)技術(shù)P455-P460(7)化學(xué)工業(yè)出版社出版的《化工基礎(chǔ)》第十一章冷凍、第五節(jié)冷凍劑與載冷體P374
3、發(fā)明“有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)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(jīng)濟(jì)損失。
(2)延長(zhǎng)路、橋、公共公用設(shè)施及各種機(jī)動(dòng)車輛設(shè)備的使用壽命。
(3)促進(jìn)能源、材料的節(jié)約和應(yīng)用，以提高環(huán)保效益。
(4)開拓新技術(shù)、新能源的發(fā)展領(lǐng)域，以增加社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
1、有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)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(huán)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(huán)己銨(0.1-100％)。
2、要求保護(hù)的權(quán)項(xiàng)如下(1)NaNO2與Ba(NO2)2與Na2MoO4(2)NaNO2與苯并三氮唑(BTA)與Na2MoO4(3)NaNO2與EDTA二鈉鹽(TW-204)(4)EDTA二鈉鹽(TW-204)與C12H23N·HNO2(5)NaNO2與Ba(NO2)2與苯并三氮唑(BTA)(6)Na2MoO4與EDTA二鈉鹽(TW-204)(7)Na2MoO4與Na2WO4與NaNO2(8)(CH2)6N4與Na2MoO4與NaNO2上述八項(xiàng)保護(hù)權(quán)項(xiàng)適宜于氯化鈣的高效緩蝕劑。
(9)有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)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(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑要求保護(hù)的權(quán)項(xiàng)數(shù)為10項(xiàng)。
3、本發(fā)明與背景技術(shù)相比的有益效果(1)本發(fā)明與各類有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)合鹽類融雪劑組合后，融冰除雪效果非常顯著。
(2)本發(fā)明符合環(huán)保要求，能有效防止對(duì)金屬和水泥混凝土的腐蝕。
(3)本發(fā)明成本低、價(jià)格廉，易于采購(gòu)；生產(chǎn)工藝、技術(shù)操作簡(jiǎn)單易行。
(4)本發(fā)明能促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)效益的提高。
權(quán)利要求
1.發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)共有的必要技術(shù)特征是有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)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(tài)還是液態(tài)，都是為了防腐蝕的作用。其化雪機(jī)理屬于表面化學(xué)范疇，為有機(jī)或無機(jī)復(fù)合鹽技術(shù)領(lǐng)域。其與融雪劑中的化工原料優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，利用融雪劑的吸水性，使雪中的結(jié)構(gòu)晶格錯(cuò)位，導(dǎo)致冰雪融化；冰雪融化時(shí)吸熱，使周圍溫度下降，這時(shí)，溶液的蒸氣壓小于冰雪的蒸氣壓，為了達(dá)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(diǎn)。在上述周而復(fù)始的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)平衡過程中緩蝕劑起到了降低對(duì)金屬和水泥混凝土的腐蝕作用，這就是目前現(xiàn)有的融雪劑中的緩蝕劑共有的必要技術(shù)特征。腐蝕與防護(hù)科學(xué)是20世紀(jì)30年代發(fā)展起來的一門綜合性技術(shù)科學(xué)，目前已成為一門獨(dú)立的科學(xué)，并不斷發(fā)展。腐蝕是材料在各種環(huán)境作用下發(fā)生的破壞和變質(zhì)，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來巨大損失。我國(guó)每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)二百億元。搞好腐蝕與防護(hù)工作，已不是單純的技術(shù)問題，而是關(guān)系到保護(hù)資源，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，保證正常生產(chǎn)和人身安全，發(fā)展新技術(shù)等一系列重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)問題。我們研制有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)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(jīng)濟(jì)損失，延長(zhǎng)路、橋、公共公用設(shè)施，各種材料，各種機(jī)動(dòng)車及設(shè)備的使用壽命，促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益和環(huán)境效益的全面提高。
2.本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)特征是能有效地防止對(duì)金屬的腐蝕。根據(jù)金屬腐蝕過程的不同特點(diǎn)，可以分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種?；瘜W(xué)腐蝕單純由化學(xué)作用而引起的腐蝕叫做化學(xué)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(shí)還會(huì)發(fā)生脫碳現(xiàn)象，這是由于鋼鐵中的滲碳體和氣體介質(zhì)作用所產(chǎn)生的結(jié)果。例如、、反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物，離開金屬表面，而碳便從鄰近的、尚未反應(yīng)的金屬內(nèi)部逐漸擴(kuò)散到這一反應(yīng)區(qū)，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(xué)腐蝕由電化學(xué)作用而引起的腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。它主要由于形成了原電池而引起的。由于工業(yè)用的鋼鐵、除鐵以外還含有石墨。滲碳體等，這些雜質(zhì)能導(dǎo)電，而電極電位代數(shù)值比鐵的大，難以失去電子，而鐵相對(duì)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(yīng)如下、，這樣，F(xiàn)e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(yīng)為陰極的2H+的到2e變成H2，即反應(yīng)為，F(xiàn)e2+進(jìn)入溶液中與OH-生成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2被氧氣氧化成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫水后的Fe2O3是紅褐色鐵銹的主要成份。反應(yīng)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(yīng)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(duì)金屬的主要腐蝕。針對(duì)上述腐蝕原理的分析，本發(fā)明特地采用了目前國(guó)內(nèi)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(huán)己銨中的一種、兩種、三種或四種加入到各類有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)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(hù)金屬的表面，有效地防止對(duì)金屬的腐蝕。能有效地防止對(duì)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(duì)其進(jìn)行的化學(xué)腐蝕。自然環(huán)境中的某些化合物，對(duì)水泥中的某些成分發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，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(duì)水泥的腐蝕，如水中的CO2與水泥中的Ca(OH)2和CaCO3反應(yīng)生成Ca(HCO3)2，反應(yīng)方程式如下這里指出如果是反應(yīng)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(jìn)行。此外，可溶性硫酸鹽與水泥中的水合產(chǎn)物發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土體積膨脹或崩解。譬如對(duì)Na2SO4水泥中的水合產(chǎn)物反應(yīng)如下通過實(shí)驗(yàn)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(yīng)式為，腐蝕產(chǎn)物“NH4OH”易溶，難揮發(fā)，使反應(yīng)易于向右進(jìn)行，下面表示水中硫酸鹽濃度對(duì)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(shí)，腐蝕性才較低。應(yīng)該指出硫酸鹽腐蝕產(chǎn)物因溶解度小，它們生成的沉淀產(chǎn)物所導(dǎo)致的應(yīng)力可加劇水泥混凝土的破壞。上表中沒有提到Cl-離子對(duì)混凝土中的鋼筋，由鈍化狀態(tài)轉(zhuǎn)為活化狀態(tài)，形成銹蝕產(chǎn)物，而產(chǎn)生膨脹，使水泥混凝土開裂、剝落，從而喪失了力學(xué)性能，造成損害的介紹。但通過實(shí)驗(yàn)分析得知Cl-離子要使鋼筋由鈍化狀態(tài)轉(zhuǎn)為活化狀態(tài)，是要達(dá)到一定的臨界值才行。學(xué)術(shù)界認(rèn)為Cl-/OH≥0.61，即相當(dāng)于0.3-0.6kg Cl-/m3的大小才行。在解決此類問題時(shí)，值才行。學(xué)術(shù)界認(rèn)為Cl-/OH≥0.61，即相當(dāng)于0.3-0.6kg Cl-/m3的大小才行。在解決此類問題時(shí)，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(shí)達(dá)到這兩項(xiàng)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(fā)明適用范圍廣泛，它應(yīng)用于各類有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)合鹽類融雪劑中本發(fā)明與各類融雪劑優(yōu)化組合后，融冰除雪速度快、防腐蝕效果好，可根據(jù)不同的地區(qū)、不同的使用對(duì)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(jià)格廉，便于采購(gòu)，技術(shù)方案簡(jiǎn)便易行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)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(huán)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(huán)己銨(0.1-100％)。有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑復(fù)合配方為(1)NaNO2與Ba(NO2)2與Na2MoO4(2)NaNO2與苯并三氮唑(BTA)與Na2MoO4(3)NaNO2與EDTA二鈉鹽(TW-204)(4)EDTA二鈉鹽(TW-204)與C12H23N·HNO2(5)NaNO2與Ba(NO2)2與苯并三氮唑(BTA)(6)Na2MoO4與EDTA二鈉鹽(TW-204)(7)Na2MoO4與Na2WO4與NaNO2(8)(CH2)6N4與Na2MoO4與NaNO2上述復(fù)合配方適宜于氯化鈣的高效緩蝕劑。(9)有機(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)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(jī)或無機(jī)鹽和復(fù)合鹽類融雪劑的高效緩蝕劑屬于化學(xué)范疇，為復(fù)合鹽技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明與復(fù)合鹽類融雪劑按一定配比混合使用，能有效地解決國(guó)內(nèi)目前使用的融雪劑對(duì)金屬和水泥混凝土的腐蝕問題。其具有技術(shù)方案簡(jiǎn)便易行，防腐蝕效果好，能延長(zhǎng)各種機(jī)動(dòng)車輛及各類公用設(shè)施使用壽命等特征。本發(fā)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(huán)己銨(0.1－100％)中的一種、二種、三種或四種組成復(fù)合型高效緩蝕劑。本發(fā)明適合于復(fù)合鹽類融雪劑在融冰除雪中使用。
文檔編號(hào)C09K3/18GK1539909SQ20031010495
公開日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者楊毅男 申請(qǐng)人:楊毅男