Жидкость противогололедная для взлетно-посадочных полос аэродромов

Изобретение относится к способам подавления или уменьшения обледенения или образования снега на поверхности с помощью антиобледенительных составов. Жидкость противогололедная для взлетно-посадочных полос аэродромов содержит ацетат калия, воду и противокоррозионную присадку, включающую бензоат натрия, при этом она дополнительно содержит ацетат натрия и пропиленгликоль, а противокоррозионная присадка дополнительно содержит бензотриазол, дигидрофосфат натрия, тетраборат натрия, диэтаноламид на основе кислот подсолнечного масла, диэтаноламин, кремнийорганический ПАВ катионного типа. В результате достигается возможность увеличить экологическую безопасность и уменьшить коррозионную активность жидкости противогололедной. 3 пр., 12 табл.

 

Изобретение относится к способам подавления или уменьшения обледенения или образования снега на поверхности с помощью антиобледенительных составов.

Химическую защиту от обледенения регулярно применяют во время зимнего сезона для безопасности движения на дорожных магистралях, а также в жилых и торговых зонах, включая участки для парковки, пешеходные дорожки, подъездные пути и т.п. Аэропорты и авиабазы также используют сочетание механических устройств и антиобледенительных химикатов, чтобы обеспечить безопасность полетов в зимние месяцы.

Известна жидкость противогололедная, содержащая водный раствор ацетата щелочного металла или смеси ацетатов щелочных металлов, смешанных с фосфатом щелочного металла и с водорастворимыми соединениями триазола, имидазола или их смеси, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: ацетат щелочного металла или смесь ацетатов щелочных металлов - (25-60), фосфат щелочного металла - (0,01-0,5), водорастворимые соединения триазола, имидазола или их смеси - (0,01-1,0), остальное - вода (см. патент RU №2017785, кл. С08К 3/18, 1991 г.).

Однако данная жидкость противогололедная является экологически вредной ввиду использования в качестве ингибиторов коррозии металлов водорастворимых соединений триазола (например, бензотриазола), имидазола или их смеси, а согласно ГОСТ 12.1.005-88 бензотриазол имеет третий класс опасности. Кроме того, изготовление данной противогололедной жидкой композиции в холодное время года связано с большими энергозатратами, поскольку для обеспечения хорошей растворимости уксуснокислых солей щелочных металлов в воде необходима температура 18-25°С. Таким образом, для приготовления этой жидкой композиции необходимы либо специально отапливаемые помещения, либо специальные средства для подогрева камеры смешения. Все это ограничивает сферу использования известного способа.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является жидкость противогололедная для взлетно-посадочных полос аэродромов, содержащая ацетат калия, воду и противокоррозионную присадку, включающую бензоат натрия (см. патент RU №22205854, кл. С09К 3/18, 10.06.2003).

Однако данная жидкость противогололедная имеет недостаточную экологическую безопасность, что сужает область ее использования.

В основу изобретения поставлена задача по обеспечению возможности получения экологически более безопасной жидкости противогололедной и с высоким показателем ингибирования коррозии металлов.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность увеличить экологическую безопасность и уменьшить коррозионную активность жидкости противогололедной.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что жидкость противогололедная для взлетно-посадочных полос аэродромов содержит ацетат калия, воду и противокоррозионную присадку, включающую бензоат натрия, при этом она дополнительно содержит ацетат натрия и пропиленгликоль, а противокоррозионная присадка дополнительно содержит бензотриазол, дигидрофосфат натрия, тетраборат натрия, диэтаноламид на основе кислот подсолнечного масла, диэтаноламин, кремнийорганический ПАВ катионного типа, при этом жидкость противогололедная имеет следующий состав (мас.%):

ацетат калия	17,0-24,5
ацетат натрия	10,5-11,6
пропиленгликоль	3-5
бензотриазол	0,001-0,01
бензоат натрия	0,1-0,5
дигидрофосфат натрия	0,01-0,1
тетраборат натрия	0,2-1
диэтаноламид на основе кислот подсолнечного масла	0,1-0,5
диэтаноламин	0,3-0,7
кремнийорганический ПАВ катионного типа	0,01-0,1
вода	остальное

при этом суммарное содержание ацетата калия и ацетата натрия составляет 28,6-35, а рН противогололедной жидкости от 7 до 10.

В ходе проведенных исследований было установлено, что представляется возможность за счет использования ацетатов щелочных металлов повысить экологичность, поскольку соли органических кислот подвергаются биоразложению и не содержат опасных хлорид-ионов, а наличие ингибиторов коррозии позволяет уменьшить вредное коррозионное воздействие противогололедных материалов на автомобили, инженерные сооружения на дорогах и поверхность покрытия, что значительно расширяет спектр применения данных жидкостей противогололедных, особенно там, где их применение необходимо в местах, связанных с использованием техники для пассажирских перевозок, в первую очередь взлетно-посадочных полос аэродромов.

В частности, дигидрофосфат натрия, входящий в состав, является ингибитором черных и некоторых цветных металлов и позволяет сдвинуть рН в щелочную область, бензоат натрия - ингибитор металлов и в условиях атмосферы хорошо работает в условиях тонких исчезающих от высыхания пленок, что характерно для самолетных конструкций, а ПАВ катионного типа на основе кремнийорганических соединений выполняет дополнительную функцию - уменьшает воздействие реагента на бетон в 1.5 раза.

Из приведенных ниже примеров следует, что данная жидкость противогололедная является оптимальной и обеспечивает требуемый технический результат.

Пример 1

Основные эксплуатационные свойства жидких противогололедных реагентов определяются: возможным температурным интервалом их применения, плавящей способностью, сцепными свойствами дорожного покрытия или взлетной полосы после применения реагента, коррозионной активностью, воздействием на бетонные покрытия и экологическими последствиями для окружающей среды.

Преимущество имеет тот реагент, который при равном содержании плавящих лед соединений имеет минимальную температуру начала кристаллизации и большее значение плавящей способности. Это означает, что данный реагент имеет больший температурный интервал применения и меньшую норму использования. Соответственно использование такого реагента наносит меньший вред окружающей среде, и его использование экономически выгоднее.

На практике минимальная норма применения жидкого реагента определяется возможностями дорожной техники и минимальным разумным количеством реагента, которое можно распределять на дорожном или аэродромном покрытии. Расчеты показывают, что нормы применения реагентов при небольших отрицательных температурах должны быть часто менее 20 мл/м². Однако такое количество жидкости трудно равномерно распределить на покрытии. Поэтому для повышения эффективности использования реагентов перед применением их разбавляют водой, увеличивая тем самым норму применения реагента. При этом разбавленный реагент должен иметь необходимую температуру начала кристаллизации (например, -30°С), достаточную для его использования в широком интервале температур до -20°С.

В таблицах приведены эксплуатационные свойства реагента состава, отвечающего этим требованиям и формуле изобретения: 17% ацетат калия (КА), 11,6% ацетат натрия (НА), 5% пропиленгликоль (ПГ), 0,001% бензотриазол (БТА), 0,5% бензоат натрия (БН), 0,1% дигидрофосфат натрия (ДГФН), 0,1% диэтаноламид на основе кислот подсолнечного масла (ДЭАПМ), 0,5% диэтаноламин (ДЭА), 0,05% кремнийорганический ПАВ (КПАВ) и 65,15% - вода. В таблицах также приведены данные аналогов реагента на основе индивидуальных компонентов заявляемого состава.

Из таблицы видно, что аналогом заявляемого состава с таким же значением температуры начала кристаллизации является 34% раствор ацетата калия.

Все индивидуальные компоненты с такими же концентрациями, как и в составе, имеют худшие показатели. Только при указанном сочетании компонентов состава достигается приведенный в таблице показатель при меньшем содержании плавящих солей, чем в 34% растворе ацетата калия. В заявляемом составе данное значение температуры начала кристаллизации достигается при меньшем содержании плавящих солей.

Равновесное значение плавящей способности при -5°С заявляемого состава равно 1,7 г/г. Аналогичное значение данного показателя имеет только 34% раствор ацетата калия, сумма плавящий солей в котором на 4,4% больше.

Все индивидуальные компоненты с такими же концентрациями, как и в составе, кроме 28,6% НА, имеют худшие показатели плавящей способности. Однако состав 28,6% НА не может использоваться в качестве жидкого противогололедного реагента, так как температура начала его кристаллизации находится в области положительных значений температур. С экономической и экологической точек зрения состав более предпочтителен, чем раствор ацетата калия.

Испытания проводились в соответствии с нормативными требованиями р. 3.2. п. 7 ОСТ 54-0-830.74-99. При заявленном составе ингибитора показатели скорости коррозии различных материалов в среде реагента соответствуют нормативным требованиям.

Испытания проводились в соответствии с «Методическими указаниями по определению морозостойкости бетона поверхностного слоя покрытий аэродромов» на автоматизированной установке, обеспечивающей понижение и выдерживание температуры воздушной среды в рабочем объеме камеры, равной -30°С. За критерий морозостойкости бетона принимался объем разрушения поверхностного слоя образцов, приведенный к площади испытываемой грани, в размере 0,04 см³/см², что соответствует стандартным (ГОСТ 10060-95) критериям по потере массы в пересчете на одну грань. Испытания проводились в сравнении с NaCl.

Противогололедный реагент данного состава соответствует установленным требованиям ОСТ 54-0-830.74-99 по коррозионному воздействию на цементобетон.

Пример 2

В таблицах приведены эксплуатационные свойства реагента состава, отвечающего формуле изобретения: 22% КА, 11% НА, 5% ПГ, 0,005% БТА, 0,3% БН, 0,05% ДТФН, 0,5% ДЭАПМ, 0,3% ДЭА, 0,1% КЛАВ, 60,75% - вода. В таблицах также приведены данные аналогов реагента на основе индивидуальных компонентов заявляемого состава.

Из таблицы видно, что аналогом заявляемого состава с таким же значением температуры начала кристаллизации является 33% раствор ацетата калия.

Все индивидуальные компоненты с такими же концентрациями, как и в составе, имеют худшие показатели. Только при указанном сочетании компонентов состава достигается приведенный в таблице показатель при меньшем содержании плавящих солей, чем в 33% растворе ацетата калия. В заявляемом составе данное значение температуры начала кристаллизации достигается при меньшем содержании плавящих солей.

Равновесное значение плавящей способности при -5°С заявляемого состава равно 2,1 г/г. Аналогичное значение данного показателя имеет только 38% раствор ацетата калия, сумма плавящий солей в котором на 5% больше.

Все индивидуальные компоненты с такими же концентрациями, как и в составе, кроме 33% НА, имеют худшие показатели плавящей способности. Однако состав 33% НА не может использоваться в качестве жидкого противогололедного реагента, так как температура начала его кристаллизации находится в области положительных значений температур. С экономической и экологической точек зрения состав более предпочтителен, чем раствор ацетата калия.

При заявленном составе ингибитора показатели скорости коррозии различных материалов в среде реагента соответствуют нормативным требованиям.

Противогололедный реагент данного состава соответствует установленным требованиям ОСТ 54-0-830.74-99 по коррозионному воздействию на цементобетон.

Пример 3

В таблицах приведены эксплуатационные свойства реагента состава, отвечающего формуле изобретения: 24,5% КА, 10,5% НА, 3% ПГ, 0,01% БТА, 0,1% БН, 0,01% ДГФН, 0,3% ДЭАПМ, 0,7% ДЭА, 0,01%) КЛАВ, 60,87% - вода. В таблицах также приведены данные аналогов реагента на основе индивидуальных компонентов заявляемого состава.

Из таблицы видно, что аналогом заявляемого состава с таким же значением температуры начала кристаллизации является 33% раствор ацетата калия.

Все индивидуальные компоненты с такими же концентрациями, как и в составе, имеют худшие показатели. Только при указанном сочетании компонентов состава достигается приведенный в таблице показатель при меньшем содержании плавящих солей, чем в 37% растворе ацетата калия. В заявляемом составе данное значение температуры начала кристаллизации достигается при меньшем содержании плавящих солей.

Равновесное значение плавящей способности при -5°С заявляемого состава равно 2,3 г/г. Аналогичное значение данного показателя имеет только 40% раствор ацетата калия, сумма плавящий солей в котором на 5% больше.

Все индивидуальные компоненты с такими же концентрациями, как и в составе, кроме 35% НА, имеют худшие показатели плавящей способности. Однако состав 35% НА не может использоваться в качестве жидкого противогололедного реагента, так как температура начала его кристаллизации находится в области положительных значений температур. С экономической и экологической точек зрения состав более предпочтителен, чем раствор ацетата калия.

При заявленном составе ингибитора показатели скорости коррозии различных материалов в среде реагента соответствуют нормативным требованиям.

Противогололедный реагент данного состава соответствует установленным требованиям ОСТ 54-0-830.74-99 по коррозионному воздействию на цементобетон.

Настоящее изобретение может быть использовано для подавления или уменьшения обледенения или образования снега на различного рода поверхностях, в первую очередь поверхности взлетно-посадочных полос аэродромов, с помощью жидкостей противогололедных.

Жидкость противогололедная для взлетно-посадочных полос аэродромов, содержащая ацетат калия, воду и противокоррозионную присадку, включающую бензоат натрия, отличающаяся тем, что дополнительно содержит ацетат натрия и пропиленгликоль, а противокоррозионная присадка дополнительно содержит бензотриазол, дигидрофосфат натрия, тетраборат натрия, диэтаноламид на основе кислот подсолнечного масла, диэтаноламин, кремнийорганический ПАВ катионного типа, при этом жидкость противогололедная имеет следующий состав (мас.%):

ацетат калия	17,0-24,5
ацетат натрия	10,5-11,6
пропиленгликоль	3-5
бензотриазол	0,001-0,01
бензоат натрия	0,1-0,5
дигидрофосфат натрия	0,01-0,1
тетраборат натрия	0,2-1
диэтаноламид на основе кислот подсолнечного масла	0,1-0,5
диэтаноламин	0,3-0,7
кремнийорганический ПАВ катионного типа	0,01-0,1
вода	остальное

при этом суммарное содержание ацетата калия и ацетата натрия составляет 28,6-35, а рН противогололедной жидкости от 7 до 10.