本發(fā)明涉及市政建設(shè)用品領(lǐng)域，具體涉及一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，高等級(jí)公路與城市道路也得到了迅猛發(fā)展。公路交通網(wǎng)的日漸完善對(duì)于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)與保障作用，但我們也應(yīng)看到在公路建設(shè)過程中出現(xiàn)的制約問題，其中最主要的是冬季公路路面積雪現(xiàn)象。就目前的狀況來看，國(guó)內(nèi)外通常采用的冬季除冰雪方法有：人工除雪法、撒布融雪劑法和機(jī)械除冰雪法等，有時(shí)也根據(jù)具體情況將三者進(jìn)行適當(dāng)組合。被廣泛應(yīng)用的融雪劑為氯鹽類融雪劑，這類材料優(yōu)點(diǎn)是價(jià)低、易操作、除冰雪效果明顯；缺點(diǎn)是對(duì)道路及其周圍的基礎(chǔ)設(shè)施具有嚴(yán)重的腐蝕性，破壞環(huán)境，不能滿足交通運(yùn)輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展要求。
抗凝點(diǎn)瀝青路面通過鹽分的持續(xù)析出，能夠降低路面表面水的冰點(diǎn)，并持續(xù)融化道路表面積雪。與傳統(tǒng)融雪劑相比，一方面可以減少融雪劑的噴灑量和噴灑次數(shù)，從而減少氯鹽對(duì)沿途結(jié)構(gòu)物的腐蝕破壞及對(duì)空氣、土壤及農(nóng)作物等造成的環(huán)境污染。另一方面，鹽化物融雪瀝青路面能夠使積雪與路面之間形成松散的接觸，從而降低機(jī)械除雪難度，提高作業(yè)效率，減少冬季道路的養(yǎng)護(hù)成本。
抗凝冰劑亦稱抗凝點(diǎn)瀝青路面外加劑，是在瀝青混合料中直接摻入的具有抑制凍結(jié)效果的一種添加劑，將其添加到瀝青混合料中，在車輛荷載下，外加劑中的鹽分從混合料的毛細(xì)空隙中逐漸析出，從而降低道路表面水的冰點(diǎn)，其有效抑制凍結(jié)的成分主要為鹽化物，常見氯化鈉、氯化鈣等。
對(duì)于抗凝點(diǎn)瀝青路面技術(shù)的研究，我國(guó)目前尚處于初步探索的階段，所做的大部分研究工作主要還是集中在國(guó)外的自融雪路面外加劑上。重慶交通大學(xué)崔龍錫對(duì)添加國(guó)外產(chǎn)品v-260的蓄鹽路面進(jìn)行了研究，主要包括摻加v-260的蓄鹽路面級(jí)配組成設(shè)計(jì)方法、作用機(jī)理及路用性能評(píng)價(jià)。長(zhǎng)安大學(xué)的張麗娟研究摻入外加劑國(guó)外產(chǎn)品mafilon的自融雪瀝青路面的路用性能及施工性能，通過控制鹽化物摻入量，使鹽化物自融雪瀝青混合料的路用性能能夠滿足規(guī)范要求。重慶交通大學(xué)康捷對(duì)自制的蓄鹽集料進(jìn)行了研究，證明對(duì)沸石進(jìn)行鹽化處理后的集料代替瀝青混合料中的集料能起到路面除冰雪的效果，之后他將該種材料運(yùn)用到路面微表處處理中，提出抗凝冰微表處，并對(duì)其除冰雪性能進(jìn)行了驗(yàn)證，證明該蓄鹽集料有一定的抗凝冰效果，但是長(zhǎng)效性有待研究和加強(qiáng)。在融冰雪效果長(zhǎng)效性方面，日本依托實(shí)際工程進(jìn)行了長(zhǎng)效性的測(cè)定，并證明5-6年后，蓄鹽路面仍具有一定的除冰雪功能，國(guó)內(nèi)長(zhǎng)安大學(xué)孫玉齊對(duì)除冰雪長(zhǎng)效性方面有一些研究，但研究?jī)H限于靜水條件下的浸泡法，無法合理的模擬路面實(shí)際情況。
高分子材料包膜技術(shù)一直被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)及醫(yī)藥等領(lǐng)域，如藥物包衣及化肥農(nóng)藥包膜，應(yīng)用于抗凝冰劑對(duì)鹽化物進(jìn)行包膜未見報(bào)道。
大粒鹽是海水或鹽井、鹽池、鹽泉中的鹽水經(jīng)煎曬而成的結(jié)晶，其主要成分為nacl，具備融冰化雪功效。利用大粒鹽作為長(zhǎng)效抗凝冰瀝青路面外加劑的融雪劑，不僅可以降低制備成本和開發(fā)利用這一巨大資源，而且經(jīng)過包膜處理后，鹽離子緩慢被釋放出來，使融雪劑具有長(zhǎng)效性，這對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展無疑具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種既具有良好的凝冰融雪性能，又具有長(zhǎng)效性的包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑，原料組分的質(zhì)量百分比為
大粒鹽80~85%；
高分子包膜材料10~13%；
改性蓄鹽載體5~8%；
所述的高分子包膜材料為環(huán)氧樹脂及固化劑的混合物或酚醛樹脂；
所述的改性蓄鹽載體為改性凹凸棒土粉體。
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑的制備方法，包括以下步驟
(1)備料：篩選大粒鹽粒徑為2.36~4.75或4.75~9.5mm；
(2)制備改性蓄鹽載體：將改性凹凸棒土粉體經(jīng)研磨至粒徑≤200目、用飽和氯化鈉溶液浸泡2-4h、在100℃下干燥10-12h，再研磨至粒徑≤140目后，加入粘度為50cst的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續(xù)攪拌時(shí)間30min至均勻，然后在120℃下烘干至恒重，制得改性蓄鹽載體；
(3)配制包膜溶液：
將環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂進(jìn)行稀釋，改性蓄鹽載體加入稀釋后的高分子材料溶液，混合后即制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑：將大粒鹽浸入包膜溶液，浸泡均勻后取出，然后將取出的大粒鹽放入裝有少量改性蓄鹽載體的轉(zhuǎn)鼓中，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時(shí)取出固化，即可得到包膜型抗凝點(diǎn)冰劑。
作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：所述步驟（2）中添加的二甲硅油質(zhì)量為改性凹凸棒土粉體質(zhì)量的10%。
作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：所述的步驟（3）中，所述酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂的稀釋劑分別對(duì)應(yīng)為無水乙醇及環(huán)己酮；稀釋比例按質(zhì)量比分別為水溶性酚醛樹脂/無水乙醇：1/3、1/1、3/1或5/1；環(huán)氧樹脂/環(huán)己酮：4/1、3/1、2/1或1/1；所述的包膜溶液中摻入的改性蓄鹽載體的量為稀釋后酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂溶液質(zhì)量的5%、10%或15%，為了防止包膜過于致密導(dǎo)致鹽化物釋放過于緩慢，且有利于增加固化后顆粒強(qiáng)度。
作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案：所述的步驟（4）中，所述的固化方法分別對(duì)應(yīng)：
酚醛樹脂，無需添加固化劑，直接在100℃下固化4-6h；
環(huán)氧樹脂：加入環(huán)氧樹脂質(zhì)量30%的固化劑后在120℃下固化8-10h；
步驟(4)中，所述轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速為40r/min；在轉(zhuǎn)鼓中加入改性蓄鹽載體的目的是讓大粒鹽在滾動(dòng)時(shí)使其表面均勻沾一層改性蓄鹽載體，利于包膜均勻，且防止大粒鹽彼此粘連，易于分散、固化；
步驟(4)中，所述環(huán)氧樹脂固化劑，應(yīng)在步驟(3)配置包膜溶液時(shí)預(yù)先加入。
本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明原料采用大粒鹽，價(jià)格相對(duì)低廉，節(jié)約成本；(2)本發(fā)明方法所得的包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑，在制備過程中經(jīng)過包膜及表面裹改性蓄鹽載體之后，使鹽化物緩慢地釋放出來，提高了抗凝點(diǎn)瀝青路面外加劑的長(zhǎng)效性；路面融雪效果可以持續(xù)多年，大幅降低了冬季路面管理養(yǎng)護(hù)成本；(3)本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，所用的主要設(shè)備及原材料均可在市場(chǎng)上購買得到，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面進(jìn)行進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
需要說明的是改性蓄鹽載體包含了制備高分子包膜材料時(shí)摻加的量以及單獨(dú)存在的改性蓄鹽載體。
需要說明的是所述的稀釋劑在烘干過程中會(huì)完全揮發(fā)。
需要說明的是本發(fā)明中采用環(huán)氧樹脂時(shí)利用的是環(huán)氧樹脂e44，其對(duì)應(yīng)的固化劑為t31。
實(shí)施例1
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質(zhì)量百分比為：大粒鹽82%，酚醛樹脂11%，改性蓄鹽載體7%；
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進(jìn)行：
(1)備料
篩出粒徑在4.75mm的大粒鹽；
(2)制備改性蓄鹽載體
將凹凸棒土經(jīng)研磨至粒徑為200目、用飽和氯化鈉溶液浸泡4h、1000c干燥10h、研磨至粒徑為140目后，加入粘度為50cst，改性凹凸棒土粉體質(zhì)量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續(xù)攪拌時(shí)間30min至均勻，然后120℃下烘干至恒重，制得改性蓄鹽載體；
(3)配制包膜溶液
稀釋比例按水溶性酚醛樹脂/無水乙醇的質(zhì)量比為1/3進(jìn)行稀釋稀釋，摻加改性蓄鹽載體的質(zhì)量為稀釋后酚醛樹脂溶液質(zhì)量的5%，混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑
將大粒鹽浸入包膜溶液，浸泡均勻后取出，然后將取出的大粒鹽放入裝有少量改性蓄鹽載體的轉(zhuǎn)鼓中，轉(zhuǎn)速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時(shí)取出在烘箱中100℃固化4h制得包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑。
實(shí)施例2
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質(zhì)量百分比為：大粒鹽80%，酚醛樹脂13%，改性蓄鹽載體7%；
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進(jìn)行：
(1)備料
篩出粒徑在9.5mm的大粒鹽；
(2)制備改性蓄鹽載體
將凹凸棒土經(jīng)研磨至粒徑為180目、用飽和氯化鈉溶液浸泡2h、1000c干燥12h、研磨至粒徑為135目后，加入粘度為50cst，改性凹凸棒土粉體質(zhì)量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續(xù)攪拌時(shí)間30min至均勻，然后120℃下烘干至恒重，制得改性蓄鹽載體；
(3)配制包膜溶液
稀釋比例按水溶性酚醛樹脂/無水乙醇的質(zhì)量比為3/1進(jìn)行稀釋，摻加改性蓄鹽載體的質(zhì)量為稀釋后酚醛樹脂溶液質(zhì)量的10%，混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑
將大粒鹽浸入包膜溶液，浸泡均勻后取出，然后將取出的大粒鹽放入裝有少量改性蓄鹽載體的轉(zhuǎn)鼓中，轉(zhuǎn)速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時(shí)取出在烘箱中100℃固化6h制得包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑。
實(shí)施例3
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質(zhì)量百分比為：大粒鹽81%，酚醛樹脂12%，改性蓄鹽載體7%；
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進(jìn)行：
(1)備料
篩出粒徑在6.65mm的大粒鹽；
(2)制備改性蓄鹽載體
將凹凸棒土經(jīng)研磨至粒徑為159目、用飽和氯化鈉溶液浸泡4h、1000c干燥11h、研磨至粒徑為126目后，加入粘度為50cst，改性凹凸棒土粉體質(zhì)量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續(xù)攪拌時(shí)間30min至均勻，然后120℃下烘干至恒重，制得改性蓄鹽載體；
(3)配制包膜溶液
稀釋比例按水溶性酚醛樹脂/無水乙醇的質(zhì)量比為為5/1進(jìn)行稀釋，摻加改性蓄鹽載體的質(zhì)量為稀釋后酚醛樹脂溶液質(zhì)量的10%，混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑
將大粒鹽浸入包膜溶液，浸泡均勻后取出，然后將取出的大粒鹽放入裝有少量改性蓄鹽載體的轉(zhuǎn)鼓中，轉(zhuǎn)速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時(shí)取出在烘箱中100℃固化5h制得包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑。
實(shí)施例4
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質(zhì)量百分比為：大粒鹽82%，環(huán)氧樹脂e44與固化劑t3110%，改性蓄鹽載體8%；
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進(jìn)行：
(1)備料
篩出粒徑在2.36mm的大粒鹽；
(2)制備改性蓄鹽載體
將凹凸棒土經(jīng)研磨至粒徑為179目、用飽和氯化鈉溶液浸泡3、1000c干燥11h、研磨至粒徑為126目后，加入粘度為50cst，改性凹凸棒土粉體質(zhì)量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續(xù)攪拌時(shí)間30min至均勻，然后120℃下烘干至恒重，制得改性蓄鹽載體；
(3)配制包膜溶液
稀釋比例按質(zhì)量比為環(huán)氧樹脂e44/環(huán)己酮：4/1，摻加改性蓄鹽載體的質(zhì)量為稀釋后環(huán)氧樹脂溶液質(zhì)量的15%，再加入環(huán)氧樹脂質(zhì)量30%的固化劑t31混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑
將大粒鹽浸入包膜溶液，浸泡均勻后取出，然后將取出的大粒鹽放入裝有少量改性蓄鹽載體的轉(zhuǎn)鼓中，轉(zhuǎn)速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時(shí)取出放入烘箱中120℃固化8h制得包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑。
實(shí)施例5
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質(zhì)量百分比為：大粒鹽80%，環(huán)氧樹脂e44與固化劑t3113%，改性蓄鹽載體7%；
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進(jìn)行：
(1)備料
篩出粒徑在4.90mm的大粒鹽；
(2)制備改性蓄鹽載體
將凹凸棒土經(jīng)研磨至粒徑為180目、用飽和氯化鈉溶液浸泡4h、1000c干燥11h、研磨至粒徑為109目后，加入粘度為50cst，改性凹凸棒土粉體質(zhì)量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續(xù)攪拌時(shí)間30min至均勻，然后120℃下烘干至恒重，制得改性蓄鹽載體；
(3)配制包膜溶液
稀釋比例按質(zhì)量比為環(huán)氧樹脂e44/環(huán)己酮：3/1，摻加改性蓄鹽載體的質(zhì)量為稀釋后環(huán)氧樹脂溶液質(zhì)量的5%，再加入環(huán)氧樹脂e44質(zhì)量30%的固化劑t31混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑
將大粒鹽浸入包膜溶液，浸泡均勻后取出，然后將取出的大粒鹽放入裝有少量改性蓄鹽載體的轉(zhuǎn)鼓中，轉(zhuǎn)速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時(shí)取出放入烘箱中120℃固化10h制得包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑。
實(shí)施例6
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質(zhì)量百分比為：大粒鹽85%，環(huán)氧樹脂e44與固化劑t3110%，改性蓄鹽載體5%；
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進(jìn)行：
(1)備料
篩出粒徑在5.60mm的大粒鹽；
(2)制備改性蓄鹽載體
將凹凸棒土經(jīng)研磨至粒徑為200目、用飽和氯化鈉溶液浸泡2.5h、1000c干燥11h、研磨至粒徑為140目后，加入粘度為50cst，改性凹凸棒土粉體質(zhì)量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續(xù)攪拌時(shí)間30min至均勻，然后120℃下烘干至恒重，制得改性蓄鹽載體；
(3)配制包膜溶液
稀釋比例按質(zhì)量比為環(huán)氧樹脂e44/環(huán)己酮：2/1，摻加改性蓄鹽載體的質(zhì)量為稀釋后環(huán)氧樹脂溶液質(zhì)量的5%，再加入環(huán)氧樹脂e44質(zhì)量30%的固化劑t31混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑
將大粒鹽浸入包膜溶液，浸泡均勻后取出，然后將取出的大粒鹽放入裝有少量改性蓄鹽載體的轉(zhuǎn)鼓中，轉(zhuǎn)速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時(shí)取出放入烘箱中120℃固化6h制得包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑。
實(shí)施例7
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質(zhì)量百分比為：大粒鹽85%，環(huán)氧樹脂e44與固化劑t3110%，改性蓄鹽載體5%；
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進(jìn)行：
(1)備料
篩出粒徑在3.85mm的大粒鹽；
(2)制備改性蓄鹽載體
將凹凸棒土經(jīng)研磨至粒徑為199目、用飽和氯化鈉溶液浸泡2h、1000c干燥10h、研磨至粒徑為130目后，加入粘度為50cst，改性凹凸棒土粉體質(zhì)量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續(xù)攪拌時(shí)間30min至均勻，然后120℃下烘干至恒重，制得改性蓄鹽載體；
(3)配制包膜溶液
稀釋比例按質(zhì)量比為環(huán)氧樹脂e44/環(huán)己酮：1/1，摻加改性蓄鹽載體的質(zhì)量為稀釋后環(huán)氧樹脂溶液質(zhì)量的5%，再加入環(huán)氧樹脂e44質(zhì)量30%的固化劑t31混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑
將大粒鹽浸入包膜溶液，浸泡均勻后取出，然后將取出的大粒鹽放入裝有少量改性蓄鹽載體的轉(zhuǎn)鼓中，轉(zhuǎn)速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時(shí)取出放入烘箱中120℃固化8.5h制得包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑。
實(shí)施例8
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質(zhì)量百分比為：大粒鹽81%，酚醛樹脂12%，改性蓄鹽載體7%；
一種包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進(jìn)行：
(1)備料
篩出粒徑在8.45mm的大粒鹽；
(2)制備改性蓄鹽載體
將凹凸棒土經(jīng)研磨至粒徑為156目、用飽和氯化鈉溶液浸泡2h、1000c干燥12h、研磨至粒徑為135目后，加入粘度為50cst，改性凹凸棒土粉體質(zhì)量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續(xù)攪拌時(shí)間30min至均勻，然后120℃下烘干至恒重，制得改性蓄鹽載體；
(3)配制包膜溶液
稀釋比例按水溶性酚醛樹脂/無水乙醇的質(zhì)量比為為1/1進(jìn)行稀釋，摻加改性蓄鹽載體的質(zhì)量為稀釋后酚醛樹脂溶液質(zhì)量的15%，混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑
將大粒鹽浸入包膜溶液，浸泡均勻后取出，然后將取出的大粒鹽放入裝有少量改性蓄鹽載體的轉(zhuǎn)鼓中，轉(zhuǎn)速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時(shí)取出在烘箱中100℃固化4h制得包膜型長(zhǎng)效抗凝冰劑。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以補(bǔ)充闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的廣大技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者同等替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。