Экологически безопасная композиция для удаления снега, содержащая пористую структуру, производимую из морских звезд

Изобретение относится к экологически безопасной композиции для удаления снега с использованием пористой структуры карбоната кальция, полученной путем удаления белков из морских звезд, для адсорбции ионов хлора. Экологически безопасная композиция для удаления снега включает хлорид, пористую структуру, производимую из морских звезд, и гексаметафосфат натрия. Изобретение обеспечивает увеличение антикоррозионных свойств композиции, уменьшение загрязнения окружающей среды при сохранении противогололедных характеристик композиции. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 9 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к экологически безопасной композиции для удаления снега, содержащей пористую структуру, производимую из морских звезд, и, более конкретно, к экологически безопасной композиции для удаления снега с применением карбоната кальция с пористой структурой, полученной путем удаления белков из морских звезд, для адсорбции ионов хлора.

Уровень техники

Хлорид кальция (CaCl2), применяемый в зимний период для устранения обледенения на дорогах, представляет собой химическое соединение, в котором на один ион кальция приходится два хлорид-иона, и обычно встречается в виде твердого при комнатной температуре вещества белого цвета, хорошо растворимого в воде. Высокую растворимость CaCl2 в воде даже при низких температурах и способность легко поглощать воду, содержащуюся в воздухе, также используют для удаления воды из замкнутого пространства или для очистки газа.

Хлорид кальция желательно применять в ограниченном до минимума количестве, необходимом в случае затруднений с физическим удалением снега из-за нехватки рабочей силы или из-за плохих дорожных условий для удаления снега. Однако на самом деле ситуация крайней необходимости или т.п. приводит к тому, что применение хлорида кальция превышает достаточное или необходимое для применения количество, поэтому избыток хлорида кальция на дорогах не только приводит к коррозии автомобилей, стальных конструкций и т.д., но также к засолению почвы вокруг придорожных деревьев, убивающему при этом деревья и загрязняющему почву и в конечном итоге воздух.

А именно, хлорид кальция подщелачивает почву и при этом разлагается на хлорид-ионы и ионы кальция, которые поглощаются корнями растений, увеличивая при этом концентрацию ионов в них, что в комплексе приводит к пожелтению листьев, ранней дефолиации, ухудшению фотосинтеза и некротизации растений. Разбрасываемый на дорогах хлорид кальция ускоряет коррозию железа и стали, в частности, автомобильных кузовов в зимних условиях. Кроме того, по мере того, как падает температура, хлорид кальция подмораживается вместе с водой, образуя при этом скользкий слой льда, который затрудняет движение пешеходов или транспортных средств.

Для решения проблем, связанных с материалами для удаления снега, в которых в качестве основного ингредиента применяется хлорид кальция, было предпринято много попыток разработать экологически безопасные композиции для удаления снега.

Например, в корейском патенте KR № 10-1176574 раскрыта экологически безопасная твердотельная композиция для удаления снега с пониженным потенциалом в отношении коррозии металлов, которая содержит (в расчете на 100 массовых частей композиции) от 46 до 56 массовых частей хлорида натрия, от 15 до 25 массовых частей хлорида кальция, от 4 до 6 массовых частей фосфата натрия, от 6 до 10 массовых частей мочевины, от 5 до 7 массовых частей ацетата натрия, от 4 до 6 массовых частей ацетата кальция и от 4 до 6 массовых частей ацетата калия.

Кроме того, в корейском патенте KR № 10-1405138 описана экологически безопасная твердотельная композиция для удаления снега в форме гранул заданного размера и с низким потенциалом в отношении коррозии металлов. Такая композиция для удаления снега состоит из 40,5-56 масс.% хлорида кальция, 36-51 масс.% хлорида натрия, 3,1-7,5 масс.% цитрата натрия, 0,1-0,9 масс.% гидрофосфата кальция, 0,2-2,5 масс.% ацетата натрия и 0,2-2,0 масс.% мочевины и сформирована в виде гранул диаметром от 2 до 5 мм.

Однако вышеупомянутые композиции для удаления снега по-прежнему имеют весьма высокое содержание хлорида кальция и не решают проблему, связанную с возможностью коррозии автомобильных кузовов, стальных конструкций и т.п. на дорожных покрытиях.

Между тем, морская звезда или морские звезды, живущие в прибрежных зонах, считаются морскими отходами и подвергаются утилизации за большую плату, ежегодно составляющую от четырехсот до пятисот миллионов вон (денежная единица Южной Кореи). Они обладают высокой скоростью размножения и высокой способностью к регенерации и оказывают неблагоприятное воздействие на экосистему морских существ, снижая продуктивность рыбоводных хозяйств. Теперь, когда морские звезды являются только проблемой для рыбаков, проводятся исследования способов использования морских звезд в качестве ресурса для применения по другому назначению. В настоящее время морские звезды высушивают и разбрасывают на сельскохозяйственных угодьях для повышения урожайности или применяют в качестве ингредиента при производстве кальцийсодержащих удобрений, а в последнее время в качестве добавочного ингредиента для косметики.

При попытке исследовать способы эффективного удаления ионов хлора, которые создают проблемы с существующими материалами для удаления снега, авторы настоящего изобретения обнаружили, что для удаления ионов хлора эффективным является применение в композиции для удаления снега пористой структуры, производимой из морских звезд, тем самым завершив настоящее изобретение.

Описание изобретения

Целью настоящего изобретения является решение вышеописанных проблем предшествующего уровня техники и создание экологически безопасной композиции для удаления снега, способной адсорбировать ионы хлора, содержащиеся в композиции для удаления снега, с применением пористой структуры, производимой путем удаления белков из морских звезд, и тем самым решить проблемы коррозии металлов и загрязнения окружающей среды, обусловленные ионами хлора.

Для достижения цели настоящее изобретение обеспечивает экологически безопасную композицию для удаления снега, содержащую хлорид, пористую структуру, производимую из морских звезд, и гексаметафосфат натрия.

В настоящем изобретении хлорид может представлять собой, по меньшей мере, один хлорид, выбранный из группы, состоящей из хлорида кальция (CaCl2), хлорида натрия (NaCl) и хлорида магния (MgCl2).

В настоящем изобретении пористая структура, производимая из морских звезд, может быть получена путем удаления белков из морских звезд.

Экологически безопасная композиция для удаления снега согласно настоящему изобретению может содержать пористую структуру, производимую из морских звезд, в количестве от 0,1 до 1 масс.% в расчете на общую массу композиции; и гексаметафосфат натрия в количестве от 0,5 до 3 масс.% в расчете на общую массу композиции.

Экологически безопасная композиция для удаления снега согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать диспергатор противогололедного средства, антикоррозионное средство и обезвоживающее средство.

Настоящее изобретение также обеспечивает способ получения экологически безопасной композиции для удаления снега, который содержит: (1) первую стадию смешивания для смешивания и перемешивания хлорида и гексаметафосфата натрия; (2) стадию формования в грануляторе смеси, полученной на первой стадии смешивания (1), с получением частиц со средним диаметром частиц от 0,1 до 13 мм; и (3) вторую стадию смешивания для смешивания формованных частиц и пористой структуры, производимой из морских звезд.

В настоящем изобретении пористую структуру, производимую из морских звезд, можно получать с помощью способа, содержащего: промывку морских звезд с целью удаления солей; взаимодействие морских звезд с протеазой с целью расщепления белков морской звезды; и получение пористой структуры из продуктов, полученных после разрушения белков.

Эффекты изобретения

В экологически безопасной композиции для удаления снега согласно настоящему изобретению применяют пористую структуру, производимую из морских звезд, для адсорбции хлорид-ионов, содержащихся в композиции для удаления снега; поэтому на дорогах она оказывает наименьшее возможное влияние на коррозию конструкционного оборудования, автомобильных кузовов и т.д., и обладает более выраженной способностью к продолжительному удалению снега, чем существующий в настоящее время материал для удаления снега с применением хлорида калия; и более высокими противогололедными характеристиками, чем у существующего в настоящее время материала для удаления снега с применением хлорида натрия. Кроме того, в настоящем изобретении используются морские звезды, которые неблагоприятно влияют на экосистему и становятся проблемой в случае их утилизации, поэтому упомянутая композиция является экологически безопасной и выгодной с точки зрения затрат и экономики.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая способ получения экологически безопасной композиции для удаления снега согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 представлено изображение пористой структуры, производимой из морских звезд, полученное методом сканирующей электронной микроскопии (SEM).

Наилучшие варианты осуществления изобретения

Далее будет дано подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Варианты осуществления настоящего изобретения приведены просто для лучшего понимания настоящего изобретения и не предназначены ограничивать объем настоящего изобретения.

Настоящее изобретение относится к экологически безопасной композиции для удаления снега, содержащей хлорид и пористую структуру, производимую из морских звезд.

В настоящем изобретении термин "хлорид" означает соединение, содержащее хлор (Cl), которое обычно применяется в области материалов для удаления снега, и может представлять собой, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из хлорида кальция (CaCl2), хлорида натрия (NaCl) и хлорида магния (MgCl2).

Хлорид, функционирующий как противогололедное средство, снижает температуру замерзания воды, и генерирует тепло при взаимодействии с водой, понижая при этом температуру замерзания композиции для удаления снега. Действуя как хороший материал для удаления снега, хлорид при контакте с водой высвобождает хлорид- ионы (Cl-) и вызывает диссоциацию молекул воды на ионы водорода (H+) и ионы гидроксида (OH-), приводящие к коррозии металлов при контакте с металлом.

Хлорид предпочтительно содержится в количестве от 90 до 99,4 масс.% в расчете на общую массу композиции для удаления снега. Когда содержание хлорида составляет менее 90 масс.%, противогололедные характеристики композиции для удаления снега становятся неудовлетворительными; при этом когда содержание хлорида превышает 99,4 масс.%, возникают трудности с ингибированием коррозии металлов. С точки зрения противогололедных характеристик и антикоррозионных свойств, более предпочтительно, чтобы хлорид содержался в количестве от 95 до 98 масс.% в расчете на общую массу композиции для удаления снега.

Экологически безопасная композиция для удаления снега согласно настоящему изобретению обеспечивает решение проблемы, связанной с коррозией, обусловленной хлоридом, путем дополнительного включения в нее пористой структуры, производимой из морских звезд, в дополнение к хлориду, обычно применяемому в существующих в настоящее время материалах для удаления снега.

Морские звезды представляют собой живой материал с высокой скоростью размножения и высокой способностью к регенерации, собираемый в больших количествах и без особых затрат. Следовательно, можно получать композицию для удаления снега согласно настоящему изобретению в больших количествах и с низкими затратами, поскольку композиция для удаления снега в качестве активного компонента содержит пористую структуру, производимую из морских звезд, которая имеет низкую себестоимость.

Пористую структуру для применения в настоящем изобретении можно получать путем удаления белков из морских звезд. Морская звезда представляет собой живой организм, состоящий из белков и карбоната кальция. В морской звезде, погруженной в раствор протеазы (от 1:1000 до 1:10000), такой как пепсин, трипсин, эффективные микроорганизмы (EM) и т.д., при 45-50°C, в течение 24-72 часов происходит расщепление белков с образованием пористой структуры карбоната кальция, имеющего более высокий удельный вес, чем вода, в виде слегка желтоватого осадка. Полученный при этом осадок выделяют, получая при этом трехмерную пористую структуру, состоящую из карбоната кальция.

Пористая структура, производимая из морских звезд, согласно настоящему изобретению способна адсорбировать хлорид-ионы предположительно путем физической адсорбции молекулярных кластеров воды в своих трехмерных порах и путем химической адсорбции, обусловленной электростатическим притяжением внутри структуры.

Обнаружено, что в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция для удаления снега, содержащая пористую структуру, производимую из морских звезд, обладает столь же высокими противогололедными характеристиками, что и обычный материал для удаления снега с применением хлорида кальция, а также приводит к значительному уменьшению коррозии металлов.

Содержание пористой структуры, производимой из морских звезд, согласно настоящему изобретению предпочтительно составляет от 0,1 до 1 масс.%, более предпочтительно от 0,3 до 1 масс.% в расчете на общую массу композиции для удаления снега. Когда содержание пористой структуры, производимой из морских звезд, составляет менее 0,1 масс.%, композиция обладает слишком низкой адсорбционной способностью в отношении хлорид ионов, чтобы предотвращать коррозию металлов; при этом когда пористая структура, производимая из морских звезд, содержится в количестве, превышающем 1 масс.%, карбонаткальциевый компонент структуры не растворяется в воде, причем доля водонерастворимой части композиции превышает 1 масс.%, что выше одного процента, который соответствует стандартам экологической маркировки и сертификации. Поэтому предпочтительно применять настолько большое количество пористой структуры, производимой из морских звезд, насколько это представляется возможным в пределах допустимого диапазона содержания водонерастворимой части, не превышающего стандартов экологической маркировки и сертификации, то есть 1 масс.%, с целью получения композиции для удаления снега, превосходной как с точки зрения противогололедных характеристик, так и антикоррозионных свойств.

Также обнаружено, что в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения композиция для удаления снега с указанным выше содержанием пористой структуры, производимой из морских звезд, не только демонстрирует противогололедные характеристики, эквивалентные обычной композиции для удаления снега с применением карбоната кальция, но также имеет более высокие антикоррозионные свойства.

Экологически безопасная композиция для удаления снега согласно настоящему изобретению может дополнительно включать в себя гексаметафосфат натрия.

Гексаметафосфат натрия ((NaPO2)6) характеризуется тем, что расплывается на воздухе, то есть во влажном воздухе медленно превращается в густую жидкость, а также характеризуется высокой растворимостью, медленным "таянием" и высокой гигроскопичностью. Водный 1%-ный раствор имеет значение pH от 5,0 до 6,8. Гексаметафосфат натрия представляет собой соединение с кольцевой структурой и очень высокой способностью связывать ионы металлов, применяемое в обычных пищевых продуктах в качестве буфера, усилителя ионной силы и очищающего средства.

Среди фосфатов гексаметафосфат натрия обладает наилучшей способностью образовывать комплексную соль с ионом кальция, а его водный раствор применяется в качестве антикоррозионного средства для металлов благодаря способности образовывать комплексные ионы с Ca2+, Mg2+, Ba2+, Cu2+, Fe3+ и т.д. и маскировать активность ионов. Согласно традиционному способу гексаметафосфат натрия применяют в сочетании с динатрийгидрофосфатом, чтобы максимизировать его антикоррозионную активность в отношении металла.

Обнаружено, что композиция согласно настоящему изобретению, в которой гексаметафосфат натрия находится во взаимодействии с пористой структурой, производимой из морских звезд, намного превосходит по антикоррозионной активности в отношении металла обычные антикоррозионные средства с применением только гексаметафосфата натрия или его комбинации с динатрийгидрофосфатом.

Такое взаимодействие предположительно реализуется гексаметафосфатом натрия в форме иона, который образует координационную связь с пористой структурой карбоната кальция, обеспечивая при этом структурированное антикоррозионное средство, которое демонстрирует гораздо более сильную антикоррозионную активность, чем обычные антикоррозионные средства.

Содержание гексаметафосфата натрия предпочтительно составляет от 0,5 до 3 масс.%. Если гексаметафосфат натрия содержится в количестве менее 0,5 масс.%, композиция испытывает трудности с предотвращением коррозии металлов, обусловленной хлоридом натрия, хлоридом кальция и т.д.; при этом если гексаметафосфат натрия содержится в количестве, превышающем 3 масс.%, доля водонерастворимой части композиции превышает 1% из-за чрезмерного образования комплексных солей.

Экологически безопасная композиция для удаления снега согласно настоящему изобретению дополнительно может включать в себя добавки, такие как дополнительное антикоррозионное средство, диспергатор противогололедного средства, обезвоживающее средство и т.д.

В контексте настоящего документа дополнительное антикоррозионное средство может включать в себя, если не ограничивается специально, компонент, который наносится на металл или т.п. для взаимодействия с хлорид-ионами вместо металла, тем самым предотвращая коррозию металла.

Например, дополнительное антикоррозионное средство предпочтительно представляет собой, по меньшей мере, одно средство, выбранное из группы, состоящей из динатрийгидрофосфата, оксалата кальция, цитрата натрия и глюконата натрия; более предпочтительно представляет собой динатрийгидрофосфат (Na2HPO4).

Дополнительное антикоррозионное средство предпочтительно содержится в количестве от 0,1 до 3 масс.% в расчете на общую массу композиции. Когда содержание дополнительного антикоррозионного средства составляет менее 0,1 масс.%, невозможно ингибировать коррозию металлов, обусловленную хлоридом кальция и хлоридом натрия; при этом если содержание дополнительного антикоррозионного средства превышает 3 масс.%, может происходить осаждение, причем доля водонерастворимой части становится выше 1%.

В настоящем изобретении общая масса пористой структуры, производимой из морских звезд, гексаметафосфата натрия и дополнительного антикоррозионного средства (если применяется) предпочтительно составляет 3,5 масс.% или менее в расчете на общую массу композиции. Когда такая общая масса превышает 3,5 масс.%, доля водонерастворимой части композиции превышает 1%, что не соответствует стандартам экологической маркировки и сертификации.

Диспергатор противогололедного средства добавляют с целью повышения скорости проникновения материала для удаления снега, увеличения глубины проникновения и диспергируемости. Примеры диспергатора противогололедного средства могут включать в себя любой вязкий материал, такой как глицерин, пропиленгликоль, сорбит, меласса и т.д., предпочтительно глицерин.

Диспергатор противогололедного средства предпочтительно содержится в количестве от 0,3 до 3 масс.% в расчете на общую массу композиции. Когда содержание диспергатора противогололедного средства составляет менее 0,3 масс.%, возможно ухудшение характеристик проникновения и диспергирования; при этом если содержание диспергатора противогололедного средства превышает 3 масс.%, существует вероятность того, что диспергатор противогололедного средства во время операции по удалению снега останется в растворе, образующемся после таяния снега, создавая при этом скользкость на дороге.

Если необходимо, экологически безопасная композиция для удаления снега согласно настоящему изобретению дополнительно может включать в себя известную добавку, например, такую как соль органической кислоты. В контексте настоящего документа соль органической кислоты предпочтительно представляет собой соль аскорбиновой кислоты, лимонной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, глюконовой кислоты, муравьиной кислоты и т.д., наиболее предпочтительно представляет собой соль лимонной кислоты. В контексте настоящего документа соль лимонной кислоты может представлять собой цитрат натрия или цитрат калия. Цитрат представляет собой вещество со слабокислотными свойствами и такой низкой токсичностью, что может применяться в качестве пищевой добавки; при взаимодействии с водой цитрат становится немного вязким. Для проявления более высокого антикоррозионного эффекта его можно применять скорее в сочетании с вышеупомянутым динатрийгидрофосфатом, чем сам по себе. Содержание соли органической кислоты предпочтительно находится в диапазоне от 0,3 до 3 масс.% в расчете на общую массу композиции для удаления снега.

Далее будет дано подробное описание способа получения экологически безопасной композиции для удаления снега согласно настоящему изобретению. На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая способ получения экологически безопасной композиции для удаления снега согласно настоящему изобретению.

Способ получения экологически безопасной композиции для удаления снега содержит: (1) первую стадию смешивания для смешивания и перемешивания хлорида и гексаметафосфата натрия; (2) стадию формования в грануляторе смеси, полученной на первой стадии смешивания (1), с получением частиц со средним диаметром частиц от 0,1 до 13 мм; и (3) вторую стадию смешивания для смешивания формованных частиц и пористой структуры, производимой из морских звезд.

Первая стадия смешивания представляет собой необязательное добавление добавок, таких как дополнительное антикоррозионное средство, диспергатор противогололедного средства, обезвоживающее средство и т.д., и их совместное перемешивание.

Стадия формования частиц представляет собой формование в грануляторе частиц с одинаковым диаметром частиц. Средний диаметр частиц предпочтительно составляет от 0,1 до 13 мм, более предпочтительно от 5 до 10 мм, что соответствует стандартам экологической маркировки и сертификации относительно размера частиц и желательно с точки зрения легкости применения без высвобождения тонкодисперсного порошка и с точки зрения хороших технологических свойств.

Для получения экологически безопасной композиции для удаления снега согласно настоящему изобретению смесь, отформованную с получением частиц одинакового диаметра, смешивают с пористой структурой, производимой из морских звезд. В связи с этим пористую структуру, производимую из морских звезд, можно получать согласно способу, включающему в себя: промывку морских звезд с целью удаления солей; взаимодействие очищенных морских звезд с протеазой с целью расщепления белков морской звезды; и получение пористой структуры из продуктов, полученных после разрушения белков.

В контексте настоящего документа протеаза представляет собой любой фермент деградации (белков), способный расщеплять белки морской звезды, и может включать в себя, если специально не ограничивается, пепсин, трипсин, эффективные микроорганизмы (EM) и т.д. Когда морские звезды находятся в контакте с протеазой при температуре от 45°C до 50°C в течение 24-72 часов, происходит расщепление белков с образованием пористой структуры карбоната кальция в виде слегка желтоватого осадка с более высоким удельным весом, чем у воды. Полученный таким образом осадок выделяют, получая при этом трехмерную пористую структуру, состоящую из карбоната кальция.

В способе получения экологически безопасной композиции для удаления снега согласно настоящему изобретению состав ингредиентов, то есть хлорид, пористая структура, гексаметафосфат натрия и добавки являются такими же, что подробно описаны выше.

Примеры

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на примеры. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что примеры приведены только для лучшего понимания настоящего изобретения и не подразумевают ограничения объема настоящего изобретения.

Пример 1 получения

Получение пористой структуры, производимой из морских звезд

100 г морских звезд промывали, обессоливали с поверхности и помещали в водяную баню. Затем в водяную баню добавляли 1,5 л дистиллированной воды, температуру которой устанавливали равной 50°C. Добавляли 1,5 г пепсина (1:10000) в качестве протеазы и после 5-минутного перемешивания выдерживали в водяной бане в течение 3 дней.

Через 3 дня из водяной бани удаляли всплывшие вещества и промывали дистиллированной водой, получая при этом слегка желтоватое твердое вещество, которое затем сушили в сушильном шкафу при 50°C, получая при этом пористую структуру, производимую из морских звезд, в форме немного желтоватого порошка.

Изображения полученной пористой структуры, производимой из морских звезд, полученные методом сканирующей электронной микроскопии (SEM), представлены на фиг. 2. Как видно из SEM-изображений, полученных при увеличении X 700 (сверху) и X 20000 (внизу), пористая структура, производимая из морских звезд, имеет пористость во всех направлениях.

Пример 2 получения

Получение экологически безопасной композиции

для удаления снега

Компоненты, указанные в следующей таблице 1, смешивали вместе с полученной твердотельной композицией для удаления снега (единица измерения: масс.%).

Все компоненты, отличающиеся от пористой структуры, полученной из морской звезды, смешивали вместе при перемешивании и полученную смесь формовали в грануляторе с получением частиц одинакового диаметра, равного приблизительно 5-10 мм.

Гранулированные частицы смешивали с пористой структурой, полученной по примеру 1 получения, при перемешивании, получая при этом экологически безопасную композицию для удаления снега.

В следующей таблице 1 сравнительный пример 8 предназначен для сравнения с обычной экологически безопасной композицией для удаления снега, и приведенные цифры совпадают с цифрами, указанными в примере 1 патента KR № 10-1694495.

Таблица 1

CaCl2 NaCl Гексамета фосфат натрия Динатрий фосфат Глицерин Структура на основе морской звезды CaCO3
Пример 1 33 64,4 1,5 - 1 0,1 -
Пример 2 33 64,2 1,5 - 1 0,3 -
Пример 3 33 64 1,5 - 1 0,5 -
Пример 4 33 63,7 1,5 - 1 0,8 -
Пример 5 33 63,5 1,5 - 1 1 -
Пример 6 33 64,5 1 - 1 0,5 -
Пример 7 33 63,5 2 - 1 0,5 -
Пример 8 33 63 2,5 - 1 0,5 -
Пример 9 33 63 1 - 1 0,5 -
Сравнительный пример 1 33 65,2 0,3 1,5 1 0,5 -
Сравнительный пример 2 33 62,2 3 - 1 0,8 -
Сравнительный пример 3 33 63,3 1,5 - 1 1,2 -
Сравнительный пример 4 33 64 1,5 - 1 - 0,5
Сравнительный пример 5 33 63,5 1,5 - 1 - 1
Сравнительный пример 6 33 62 - 3 1 1 -
Сравнительный пример 7 33 63,5 1 1,5 1 - -
Сравнительный пример 8 40 54 3 3 - - -

Экспериментальный пример 1

Измерение противогололедных характеристик

Свойства композиций для удаления снега измеряли с точки зрения противогололедных характеристик согласно стандартам EL:610 (метод испытания противогололедных характеристик), EM-502-3.

Отдельные воронки фиксировали в термостатирующих банях при -3°C и -7°C. Под каждой воронкой размещали колбу Эрленмейера и помещали на чашу весов, установленных на ноль.

В воронку помещали кубик льда (3 см × 3 см × 3 см) и распределяли на кубике 1 г каждой композиции для удаления снега по примеру 2 получения. Затем через 15, 30 и 60 минут определяли вес воды, стекающей из тающего кубика льда через воронку.

Полученные данные по измерению веса переводили в процент (%), вычисленный относительно цифр, полученных в сравнительном примере 2, и представляли в следующей таблице 2.

Таблица 2

Температура -3°C -7°C
Время 15 мин 30 мин 60 мин 15 мин 30 мин 60 мин
Пример 1 128 131 137 126 129 134
Пример 5 128 130 125 123 126 127
Пример 7 126 127 130 130 129 131
Сравнительный пример 1 125 129 125 131 133 129
Сравнительный пример 4 121 125 126 134 133 137
Сравнительный пример 8 105 108 113 104 102 101

Как можно видеть из таблицы 2, экологически безопасная композиция для удаления снега согласно настоящему изобретению, с точки зрения противогололедных характеристик, эквивалентна или превосходит композицию по сравнительному примеру 1, в которой применяется небольшое количество антикоррозионного средства; и намного превосходит обычную экологически безопасную композицию для удаления снега по сравнительному примеру 8, в которой вместо пористой структуры, производимой из морских звезд, применяется карбонат кальция.

Из полученных результатов выяснилось, что экологически безопасная композиция для удаления снега согласно настоящему изобретению может предотвращать коррозию металлов без ухудшения противогололедных свойств.

Экспериментальный пример 2

Определение доли водонерастворимой части композиции

и степени коррозии металлов

Проводили эксперименты, чтобы оценить композиции для удаления снега по примерам и сравнительным примерам в отношении доли водонерастворимой части и степени коррозии металлов.

Что касается определения доли водонерастворимой части композиции, 100 г образца растворяли в 250 г дистиллированной воды и подвергали полученный раствор фильтрованию для определения процентного содержания (масс.%) остатка после фильтрования относительно массы образца со ссылкой на метод, указанный в стандарте KS M ISO 2479:2012.

Степень коррозии металлов определяли согласно способу испытания, указанному в стандартах на методы испытаний EM502-1.

Таблица 3

Доля водонерастворимой части композиции (%) Коррозионные потери на NaCl (%)
Пример 1 0,57 28,8
Пример 2 0,7 12,1
Пример 3 0,8 6,9
Пример 4 0,98 8,6
Пример 5 0,99 7,2
Пример 6 0,79 15,3
Пример 7 0,85 4,6
Пример 8 0,95 3,6
Пример 9 0,93 12,8
Сравнительный пример 1 0,61 40,8
Сравнительный пример 2 1,27 2,1
Сравнительный пример 3 1,26 4,6
Сравнительный пример 4 0,9 46,3
Сравнительный пример 5 1,14 50,4
Сравнительный пример 6 2,03 50,1
Сравнительный пример 7 0,49 34,5
Сравнительный пример 8 - 31,05

Если обратиться к таблице 3, доля водонерастворимой части композиции постепенно увеличивается с увеличением содержания пористой структуры, производимой из морских звезд (примеры 1-5). Когда содержание пористой структуры превышает 1 масс.% (сравнительный пример 3), доля водонерастворимой части композиции превышает 1%. При более высоком содержании пористой структуры коррозионные потери уменьшались (примеры 1-5 и сравнительный пример 3), что косвенно указывает на то, что пористая структура сильно влияет на степень коррозии металлов.

Кроме того, когда содержание гексаметафосфата натрия относительно того же содержания пористой структуры (0,5 масс.%) меняли на 1 масс.%, 1,5 масс.%, 2 масс.% и 2,5 масс.% (примеры 3, 6, 7 и 8), степень коррозии металлов постепенно уменьшалась до 15,3%, 6,9%, 4,6% и 3,6%, соответственно.

В частности, композиция для удаления снега по примеру 8, в которой в качестве антикоррозионного средства применяется только 2,5 масс.% гексаметафосфата натрия, показала самую низкую степень коррозии металлов (3,6%), которая была намного ниже, чем степень коррозии металлов (12,8%) в случае композиции для удаления снега по примеру 9, в которой в качестве антикоррозионного средства применяется 1 масс.% гексаметафосфата натрия в сочетании с 1,5 масс.% динатрийгидрофосфата. Это косвенно указывает на то, что в отличие от обычных антикоррозионных средств гексаметафосфат натрия образует координационную связь с пористой структурой, обеспечивая при этом весьма высокие антикоррозионные характеристики.

Композиция для удаления снега по сравнительному примеру 2, в которой применяется 0,8 масс.% пористой структуры, производимой из морских звезд, и 3 масс.% гексаметафосфата натрия, показала самую низкую степень коррозии металлов (2,1%). Но общее содержание пористой структуры, производимой из морских звезд, и гексаметафосфата натрия превышало 3,5 масс.%, поэтому доля водонерастворимой части композиции превышала 1%.

Кроме того, композиции для удаления снега по сравнительным примерам 4 и 5, в которых взамен экстракта морской звезды по примерам 3 и 5 применяли то же самое количество карбоната кальция, показывали степень коррозии металлов 46,3% и 50,4%, соответственно. Это показывает, что композиция для удаления снега согласно настоящему изобретению, содержащая экстракт морской звезды, обладает намного более высокими антикоррозионными характеристиками в отношении металлов, чем композиция для удаления снега, содержащая такое же количество карбоната кальция.

Композиция для удаления снега по сравнительному примеру 6, содержащая 1 масс.% экстракта морской звезды и 3 масс.% динатрийгидрофосфата, приводила к доле водонерастворимой части композиции, превышающей 1%, и показывала более высокую степень коррозии металлов, чем композиция по примеру 5, в которой применяется 1,5 масс.% гексаметафосфата натрия.

Композиция для удаления снега по сравнительному примеру 7, в которой не применялся экстракт морской звезды, показывала гораздо более высокую степень коррозии металлов (35,5%), чем степень коррозии в примере 9 с применением такого же количества гексаметафосфата натрия и динатрийгидрофосфата.

Обычная экологически безопасная композиция для удаления снега по сравнительному примеру 8 в экспериментальном примере 1 имела очень плохие противогололедные характеристики и высокую степень коррозии металлов (31,05%).

Настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные предпочтительные варианты его осуществления. При этом объем настоящего изобретения не ограничивается конкретными вариантами его осуществления, раскрытыми в качестве наилучших способов, предусмотренных для реализации настоящего изобретения, но при этом включает в себя множество изменений и модификаций, которые могут быть сделаны специалистами в данной области техники без отступления от сущности и объема настоящего изобретения.

1. Экологически безопасная композиция для удаления снега, содержащая:

хлорид,

пористую структуру, производимую из морских звезд, полученную путем удаления белков из морских звезд, и

гексаметафосфат натрия.

2. Экологически безопасная композиция для удаления снега по п. 1, в которой хлорид представляет собой, по меньшей мере, один хлорид, выбранный из группы, состоящей из хлорида кальция (CaCl2), хлорида натрия (NaCl) и хлорида магния (MgCl2).

3. Экологически безопасная композиция для удаления снега по п. 1, в которой пористая структура, производимая из морских звезд, содержится в количестве от 0,1 до 1 масс.% в расчете на общую массу композиции.

4. Экологически безопасная композиция для удаления снега по п. 1, в которой гексаметафосфат натрия содержится в количестве от 0,5 до 3 масс.% в расчете на общую массу композиции.

5. Экологически безопасная композиция для удаления снега по п. 1, дополнительно содержащая диспергатор противогололедного средства, антикоррозионное средство и обезвоживающее средство.

6. Способ получения экологически безопасной композиции для удаления снега, содержащий:

1) первую стадию смешивания для смешивания и перемешивания хлорида и гексаметафосфата натрия;

2) стадию формования в грануляторе смеси, полученной на первой стадии смешивания (1), с получением частиц со средним диаметром частиц от 0,1 до 13 мм; и

3) вторую стадию смешивания для смешивания формованных частиц и пористой структуры, производимой из морских звезд, полученной путем удаления белков из морских звезд.

7. Способ по п. 6, в котором пористую структуру, производимую из морских звезд, получают согласно способу, включающему:

промывку морских звезд с целью удаления солей;

взаимодействие морских звезд с протеазой с целью расщепления белков морской звезды; и

получение пористой структуры из продуктов, полученных после разрушения белков.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к предотвращающей запотевание стекла композиции и к изделию, предотвращающему запотевание стекла на ее основе. Предотвращающая запотевание стекла композиция содержит сополимер (A), многофункциональное блочное изоцианатное соединение (B) и поверхностно-активное вещество (C).
Изобретение относится к области неразрушающего контроля с использованием контактной жидкости, которая применяется при низких температурах в железнодорожном транспорте.
Изобретение относится к составам противообледенительных жидкостей для наземной обработки авиационной техники. Противообледенительная жидкость, включающая воду, смесь диэтиленгликоля и глицерина либо чистый глицерин; гидрофобно-модифицированный акриловый загуститель; поверхностно-активное вещество, в качестве которого используют смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С12-С14; ингибитор коррозии, в качестве которого используют смесь метанола, вторичных жирных спиртов и кетонов фракции С6-С9, являющуюся продуктом процесса окисления фракции н-алканов С6-С9 водным раствором пероксида водорода на капсулированном силикалите титана; натриевые мыла высших карбоновых кислот, выделяемые из соуп-стоков.
Настоящее изобретение относится к составам противообледенительных жидкостей для наземной обработки поверхности авиационной техники. Противообледенительная жидкость включает водный раствор моноэтиленгликоля и глицерина, поверхностно-активное вещество, в качестве которого используют смесь изомеров оксиэтилированных алкилфенолов на основе тримеров пропилена, ингибитор коррозии, в качестве которого используют смесь метанола, вторичных жирных спиртов и кетонов фракции С6-С9, являющуюся продуктом процесса окисления фракции н-алканов С6-С9 водным раствором пероксида водорода на капсулированном силикалите титана, и регулятор рН гидрофосфат натрия.

Изобретение относится к производству профилактических средств, которые предназначены для предотвращения прилипания и примерзания вскрышных горных пород к поверхностям горно-транспортного оборудования, а также смерзания вскрышных горных пород в своей массе.

Изобретение относится к технологии формирования функциональных покрытий для гидрофобизации поверхностей с различной шероховатостью и геометрией для придания водоотталкивающих свойств древесине, МДФ, ДВП, ДСП, фанере, картону, бумаге, ткани, изделиям из стекла, пластика, металла.

Изобретение относится к области химии, а именно к полимерной атмосферостойкой антиобледенительной композиции с повышенной гидрофобностью. Композиция содержит связующее, состоящее из кремнийорганических полимеров - разветвленного полидиметилфенилсилоксана (ПДМФС) и линейного полидиметилсилоксана (ПДМС), силикатный компонент наполнителя, оксидный компонент наполнителя, коллоидный диоксид кремния, растворитель толуол.

Изобретение относится к гидрофобным композициям с высокими влагозащитными свойствами и минимальной адгезией снега и льда к поверхности элементов конструкций сложных технических систем.

Изобретение относится к противообледенительному составу для различных поверхностей, таких как асфальт, бетон, металл, сплав, стекло, ситалл, керамика. Противообледенительный состав включает, мас.

Изобретение относится к профилактическим смазкам, предназначенным для защиты металлической поверхности горно-транспортного оборудования от примерзания влажных сыпучих пород.

Изобретение относится к экологически безопасной композиции для удаления снега с использованием пористой структуры карбоната кальция, полученной путем удаления белков из морских звезд, для адсорбции ионов хлора. Экологически безопасная композиция для удаления снега включает хлорид, пористую структуру, производимую из морских звезд, и гексаметафосфат натрия. Изобретение обеспечивает увеличение антикоррозионных свойств композиции, уменьшение загрязнения окружающей среды при сохранении противогололедных характеристик композиции. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 9 пр.

Наверх