一种机场道面除冰液及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种机场道面除冰液及其制备方法和应用，涉及环保产品领域。使用多元醇、尿素、甲酸盐及其水化物、乙酸盐、缓蚀剂、PH缓冲剂和水配合而成，通过对原料配比的调整，避免过高醇类比例造成的起降安全隐患，也避免高有机酸盐比例造成的盐害，同时降低甲酸盐的水解，避免金属氢脆的发生。另外本发明一方面不含氯离子，减少了对车辆及路面、钢筋的腐蚀；另一方面，组分中显著降低了醇的含量，减少了非必要的组分如浸润剂、表面活性剂的使用，在减少有毒有机物使用的同时也实现了低冰点的要求和优异的防冻除冰效果。

说明书

技术领域

本发明涉及环保产品领域，尤其涉及一种机场道面除冰液及其制备方法和应用。

背景技术

冬天，当机场下雪或覆盖冰层后，不仅显著降低跑道、滑行道和停机坪的摩擦系数，积雪还可能覆盖跑道标识，严重威胁着飞机的正常起飞和降落。因此，机场道面除冰防冰是航空行业保持冬季运行安全必不可少的活动之一。

现有技术中，除冰液是由乙二醇、丙二醇作为冰点降低剂，甲酸钠、甲酸钾等做防腐剂，磷酸氢二钾、甲基苯丙三唑等做缓蚀剂、还有烷基壬酚、醇胺等作为浸润剂以及表面活性剂等，如中国专利CN103587700A，CN103587697A，CN105969311A等。上述除冰液虽然能起到除冰和防冻作用，但是过高含量的醇类喷洒到道面之后，会影响机场跑道的道面摩擦稀释，对飞机的起降造成一定的安全隐患。专利CN102757763A中有机酸盐含量过高，会产生一定的盐害作用。此外，甲酸盐是降低冰点有效组分，但甲酸盐的分解会产生氢气并渗透到起落架等金属内部引起金属的氢脆效应（油田化学[J]，2010，27，100-105），需要加入缓蚀剂抑制甲酸盐的水解平衡，但是单一的缓蚀剂（如磷酸氢二钾）调节能力有限，并不能有效抑制甲酸盐的水解平衡及分解。

因此需要对配方进行改进，在保证除冰效果的同时，降低除冰剂对金属造成的氢脆的不良效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种机场道面除冰液及其制备方法和应用，通过对原料的配比及组分调整，避免过高醇类比例造成的起降安全隐患，同时也避免高有机酸盐比例造成的盐害，同时降低甲酸盐的水解，避免金属氢脆的发生。

为实现上述效果，一种机场除冰液，包含如下重量百分比的组分：

多元醇 10～40% ，

尿素 5～40%，

甲酸盐及其水化物 0～40%，

乙酸盐 0～40%，

缓蚀剂 0.01～1%，

PH缓冲剂 0.1～5%，

余量为水。

优选的，所述机场除冰液含如下重量百分比的组分：

多元醇 15～38%，

尿素 8～35%，

甲酸盐及其水化物 0～30%，

乙酸盐 0～30%，

缓释剂 0.01～0.8%，

PH缓冲剂 0.1～4%，

余量为水。

更为优选的，所述机场除冰液含如下重量百分比的组分：

多元醇 20～37%，

尿素 10～35%，

甲酸盐及其水化物 0～30%，

乙酸盐 0～30%，

缓释剂 0.01～0.8%，

PH缓冲剂 0.1～4%，

余量为水。

最为优选的，所述机场除冰液含如下重量百分比的组分：

多元醇 25～37%，

尿素 10～30%

甲酸盐及其水化物 0～25%，

乙酸盐 0～20%，

缓释剂 0.01～0.5%，

PH缓冲剂 0.1～3%，

余量为水。

进一步的，所述多元醇选自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丁二醇、丙三醇、季戊四醇中的任意一种或至少两种的组合；

所述甲酸盐及其水合物选自甲酸钠、二水甲酸钠、甲酸钾、甲酸钙中的任意一种或至少两种的组合；

所述乙酸盐选自乙酸钠、乙酸钾、乙酸钙、乙酸镁中的任意一种或至少两种的组合。

进一步的，所述缓蚀剂选自唑类化合物。

更进一步的，所述唑类化合物选自巯基苯并噻唑、巯基苯并咪唑、氨基苯并咪唑、甲基苯并咪唑、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和甲基苯并三氮唑衍生物中的任意一种或至少两种的组合。

进一步的，所述PH缓冲剂选自硼酸-硼砂缓冲体系、甘氨酸-氢氧化钠缓冲体系、硼砂-氢氧化纳缓冲体系、碳酸钠-碳酸氢钠缓冲、磷酸盐缓冲中的任意一种或至少两种的组合。

本发明还公开了该机场道面除冰液的制备方法，包括以下步骤：按配比，取固态组分，加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，即得所述机场道面除冰液。

作为应用，上述技术方案公开的机场除冰液，用于机场道面的除冰防冰。

本发明的有益效果在于：

本发明一方面不含氯离子，减少了对车辆及路面钢筋的腐蚀；另一方面，组分中显著降低了醇的含量，减少了非必要的组分，如浸润剂、表面活性剂的使用，在减少有毒有化机物（浸润剂的主要组分）使用的同时也实现了低冰点的要求和优异的防冻除冰效果。

本发明采用缓冲液体系，低含量就能确保pH维持在较宽的范围，可以最大限度的抑制甲酸盐的分解，防止氢脆的发生。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中，未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

对比例

机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：1,2-丙二醇35%、甲酸钠10%、尿素18%、氨基苯并咪唑0.1%、水余量；

制备方法：按上述配比，取甲酸钠、尿素、氨基苯并咪唑，加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，即为机场除冰液CBY-0。

实施例1

本发明机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：1,2-丙二醇35%、甲酸钠10%、尿素18%、氨基苯并咪唑0.1%、磷酸氢二钠-磷酸氢钠（9：1质量比）1%、水余量；

制备方法：按上述配比，取甲酸钠、尿素、氨基苯并咪唑、磷酸氢二钠-磷酸氢钠（9：1质量比），加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，即为机场除冰液CBY-1。

实施例2

本发明机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：乙二醇 36%、甲酸钾8%、乙酸钠12%、尿素21%、甲基苯并咪唑0.1%、碳酸钠-碳酸氢钠（9：1质量比）0.9%、水余量；

制备方法：甲酸钾，乙酸钠、尿素、甲基苯并咪唑、碳酸钠-碳酸氢钠（9：1质量比），加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，即为机场除冰液CBY-2。

实施例3

本发明机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：1,3-丙二醇 36%、乙酸钾8%、尿素25%、苯并三氮唑0.3%、碳酸钠-碳酸氢钠（9：1质量比）1.5%、水余量；

制备方法：乙酸钾、尿素、甲基苯并咪唑、碳酸钠-碳酸氢钠（9：1质量比），加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，即为机场除冰液CBY-3。

实施例4

本发明机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：1,2-丙二醇35%、乙酸钙10%、尿素14%、甲基苯并三氮唑0.5%、硼砂-氢氧化纳（2.5：1质量比）0.5%、水余量；

制备方法：按上述配比，取乙酸钙、尿素、甲基苯并三氮唑，硼砂-氢氧化纳加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，即为机场除冰液CBY-4。

实施例5

本发明机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：1,2-丙二醇32%、乙酸镁12.5%、尿素24%、巯基苯并咪唑0.2%、硼砂-氢氧化纳（2.5：1质量比）0.5%、水余量；

制备方法：按上述配比，取乙酸镁、尿素、巯基苯并咪唑、硼砂-氢氧化纳（2.5：1质量比），加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，无色透明液体，即为机场除冰液CBY-5。

实施例6

本发明机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：1,3-丙二醇28%、乙酸钠16.5%、尿素24%、巯基苯并咪唑0.1%、甘氨酸-氢氧化钠（2：1质量比）0.8%、水余量；

制备方法：按上述配比，取乙酸钠、尿素、巯基苯并咪唑、甘氨酸-氢氧化钠（2：1质量比），加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，无色透明液体，即为机场除冰液CBY-6。

实施例7

本发明机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：乙二醇36%、甲酸钙10%、尿素25%、苯并三氮唑0.1%、甘氨酸-氢氧化钠（2：1质量比）0.5%，水余量；

制备方法：按上述配比，取甲酸钙、尿素、苯并三氮唑、甘氨酸-氢氧化钠（2：1质量比），加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，无色透明液体，即为机场除冰液CBY-7。

实施例8

本发明机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：乙二醇 30%、甲酸钠14%、尿素21%、甲基苯并咪唑0.1%、碳酸钠-碳酸氢钠（9：1质量比）1%、水余量；

制备方法：甲酸钠、尿素、甲基苯并咪唑、碳酸钠-碳酸氢钠（9：1质量比），加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，即为机场除冰液CBY-8。

实施例9

本发明机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：丙三醇35%、乙酸钙12%、尿素12%、氨基苯并咪唑0.1%、磷酸氢二钠-磷酸氢钠（9：1质量比）1%、水余量；

制备方法：按上述配比，取乙酸钙、尿素、氨基苯并咪唑、磷酸氢二钠-磷酸氢钠（9：1质量比），加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，得到乳白色液体，即为机场除冰液CBY-9。

实施例10

本发明机场除冰液，包括以下重量百分比的组分：1,3-丙二醇29%、甲酸钾24%、尿素14%、氨基苯并咪唑0.1%、碳酸钠-碳酸氢钠（9：1质量比）0.8%、水余量；

制备方法：按上述配比，取甲酸钾、尿素、氨基苯并咪唑、碳酸钠-碳酸氢钠（9：1质量比），加入到水中，搅拌使其完全溶解，然后加入其它剩余组分，混匀，无色透明液体，即为机场除冰液CBY-10。

实验检测1-冰点测试及氢脆试验

按照ASTM D 1177，测试实施例1～10所得机场除冰液用ASTM D1193IV型水按质量比1:1稀释的冰点，结果见表1。

按照ASTM F519的要求，测试实施例1～10所得机场除冰液对金属的氢脆影响，结果见表1。

结果表明，本发明机场除冰液，具有非常低的冰点，能够在-15℃甚至更低的冬季环境中使用，不结冰，用于机场除冰不会带来安全问题。

表1、实施例1～10所得机场除冰液的冰点测试结果

实验检测2-全浸腐蚀测试

对实施例10进行全浸腐蚀试验：

按ASTM F 483的要求进行试验，采用下列试件，浸入24h后样品原液不应使下列试件产生明显的腐蚀，也不应使试件的质量变化超过技术要求。

试件：

a：符合SAE AMS 4037的铝合金，按SAE AMS 2470进行阳极化处理；

b：符合SAE AMS 4041的铝合金；

c：符合SAE AMS 4049的铝合金；

d：符合SAE AMS 4376的镁合金并按SAE AMS 2475进行重铬酸盐处理；

e：符合SAE AMS 4911的钛合金；

f：符合SAE AMS 5045的碳钢；

实验结果：

实验检测3-夹腐蚀实验

对实施例10进行夹腐蚀试验：

按ASTM F 1110的要求进行试验，采用下列试件，样品原液对试件的腐蚀不应超过1。

试件：

a：符合SAE AMS 4037的铝合金，按MIL-A-8625 I进行阳极化处理；

b：符合SAE AMS 4049的铝合金；

c：符合SAE AMS 4045的铝合金, 按MIL-A-8625 I进行阳极化处理；

d：符合SAE AMS 4041的铝合金。

实验结果：

实验检测4-隔板循环腐蚀实验

隔板循环腐蚀试验：

按SAE AIR 6130的要求进行试验，采用下列试件，试验后样品原液不应使试件的平均质量变化超过0.3mg/cm2，报告样品原液试验前后的Ph。

试件：

a: 符合SAE AMS 6350的4130钢，按QQ-P-416 I 型1类镀镉。

试验结果：

原液：试件质量变化为：0.041mg/cm2。

试验前Ph:9.0，试验后Ph:8.9。

当然，本发明还可以有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。