Результат интеллектуальной деятельности: АНТИОБЛЕДЕНИТЕЛЬНАЯ ЖИДКОСТЬ

Известны антиобледенительные жидкости на - основе натрийкарбоксиметилцеллюлозы и алкилтриметиламмонийхлорида. Однако эти жидкости недостаточно эффективны.

С целью улучшения качества антиобледенительной жидкости, предлагается в ее состав вводить (в %): сорбит 5-10, нафтеновое минеральное масло 5-30, диэтиленгликольмоно-стеарат 0-10 и раствор азотистокислого натрий 50-80 или его смесь с хлористым натрием 50-80 при соотношении от 10:90 до 50:50, или смесь мочевины 50-80 с 40%-ным раствором азотистокислого натрия или бензо-атом натрия 2-10. При этом натрийкарбокси-метилцеллюлозу вводят в антиобледенительную жидкость в количестве 2-5% алкилтриметиламмонийхлорид - 2-10%.

Для придания жидкости вязкостно-эластичных или тиксотропных свойств, обеспечивающих лучшее растекание ее и удержание на металлических поверхностях, в состав жидкости можно вводить такие высокополимерные материалы, как полиизобутилен, или вещества со сложными молекулами, например полиэтиленгликоль, глицерин, гидрогенизированное касторовое масло или отходы производства сахара.

Предлагается антиобледенительная жидкость в виде стабильной неионной или катионной эмульсии масла в воде, содержащей некоррозирующий водный раствор вещества, понижающего температуру замерзания, в виде сплошной фазы и смазки в дисперсной фазе. По крайней мере один из компонентов эмульсии должен иметь поверхностно-активные свойства, которые снижают поверхностное натяжение на границе этих двух фаз.

Если такую жидкость нанести на покрытую льдом металлическую поверхность, например, на части замерзшей железнодорожной стрелки или ее перевода, то понижающий точку замерзания раствор, находящийся в сплошной фазе соприкасаясь с льдом, расплавит его, при этом разбавляясь. В то же время часть смазочного материала, находящегося в дисперсной фазе, попадет на металлические поверхности, прилипнет к ним вследствие действия поверхностно-активных веществ и останется на них в виде осадка для смазки и защиты от коррозии. Эмульсия остается стабильной, вещество, снижающее температуру замерзания предотвращает образование слоя замерзшей воды в диапазоне температур, которые наблюдаются в зонах с умеренным и субарктическим климатом.

Эмульсия действует как антиобледенитель, если она нанесена на металлическую поверхность до наступления условий обмораживания. По мере того, как температура падает ниже температуры замерзания воды, проявляются свойства эмульсии как смазочного материала.

- Если осаждается вода вследствие выпадения снега, тумана или в виде хлопьев льда или замерзающего конденсата, то это вызывает лишь слабое разбавление сплошной фазы эмульсии, причем эмульсия сохраняет свойства эффективной смазки в течение нескольких дней.

Эмульсию готовят в виде неионной или катионной, так как анионная эмульсия действует, как детергент и предотвращает адгезию смазочного материала к поверхности металла. Можно применять неионный поверхностно-активный эмульгирующий агент, например моностеарат диэтиленгликоля, к которому можно добавлять катионный агент, например хлористый алкилтриметиламмоний или алкилпропилендиаминдиолеат, улучшающий адгезию смазочных материалов к поверхности металла.

Для повышения стойкости антиобледенительной жидкости при нанесении ее на металлическую поверхность без существенного воздействия на свойства жидкости понижать температуру замерзания вводят такое целлюлозное соединение, как натрийкарбоксиметилцеллюлоза. Это соединение набухает с поглощением некоторого количества воды, но сохраняет вязкость антиобледенительной жидкости, способствуя тем самым удержанию ее на металлической поверхности.

В качестве понижающего температуру замерзания вещества в сплошную фазу вводят соль небольшого молекулярного веса, либо некоррозирующую металл, либо содержащую ингибитор коррозии, например азотистокислый натрий, который по снижению температуры замерзания сравним с поваренной солью и мочевиной, но является ингибитором коррозии. Азотистокислый натрий может применяться либо в чистом виде, либо в комбинации, с более дешевыми веществами, например с поваренной солью и мочевиной.

В дисперсной фазе используют нафтеновое минеральное масло, поскольку оно дешево и эффективно даже тогда, когда другие компоненты эмульсии с течением времени исчезают при нормальных атмосферных условиях. В дисперсную фазу можно вводить суспензии твердых смазочных веществ, например графита или двусернистого молибдена, в коллоидной форме. Это способствует созданию покрытия из этих твердых материалов на металлической поверхности после того, как другие компоненты эмульсии исчезнут. В зависимости от требований можно применять и другие смазки и масла.

Для предотвращения высыхания жидкости при хранении можно добавлять такие увлажнители, как сорбитол.

Пример 1. Готовят катионную эмульсию масла в воде следующего состава (в вес. %):

Первые три компонента составляют водную оплошную фазу, четвертый - представляет дисперсную фазу, пятый и шестой - выделяются на границе раздела фаз, где их поверхностно-активные свойства уменьшают поверхностное натяжение, способствуя тем самым эмульгированию.

Пример 2. Готовят катионную эмульсию масла в воде состава, указанного в примере 1, заменив в нем раствор азотистокислого натрия раствором мочевины и добавив ингибитор коррозии, например азотистокислый натрий или бензоат натрия в следующем количестве:

Пример 3. Готовят катионную эмульсию масла в воде состава, указанного в примере 1, заменив 40%-ный раствор азотистокислого натрия смесью 50-80% хлористого и азотистокислого натрия.

Соотношение хлористого и азотистокислого натрия в смеси можетменяться от 90:10 до 50:50. Вместо хлористого натрия можно использовать отходы сахарной промышленности.

К вышеприведенным составам можно добавлять от 1 до 10% полиизобутилена, что придает вязкостно-эластичные или тиксотропные свойства эмульсии. Для этой цели, кроме полиизобутилена или вместо него, можно вводить такую же долю веществ со сложной молекулой, например полиэтиленгликоль, глицерин или отходы сахарной промышленности.

Для лучшего регулирования вязкости эмульсии в дисперсную фазу можно вносить от 1 до 10% цетилового спирта.

Вместо хлористого алкилтриметиламмоний можно применять и другие катионные вещества, например алкилпропилендиаминдиолеат или другие алифатические амины, производные жирных кислот.

Пример 4. Готовят неионную эмульсию следующего состава (в вес. %):

Во всех приведенных примерах концентрация раствора, снижающих температуру замерзания, может меняться от 20 до 60%. Компоненты, придающие эмульсии вязкость и адгезию, обеспечивают консистенцию, облегчающую применение этих эмульсий, а также удержание их на поверхности в течение 18 час и более. Вышеописанные вещества не воспламеняются и не дают воспламеняющихся паров, на обработанных ими поверхностях не остается твердых осадков. Если допустимо наличие твердых веществ, то в эмульсии можно добавлять такие вещества, как бентониты или активированный кремний, вызывающие или улучшающие тиксотропию.

Антиобледенительные жидкости можно хранить в течение длительного времени в местах, где имеются разные наружные температуры воздуха. Вязкость натрийкарбоксиметилцеллюлозы и сила набухания ее при этих условиях противодействуют деэмульгированию. Вместо натрийкарбоксиметилцеллюлозы можно применять натриевую соль альгиновой кислоты, гидроксиэтилцеллюлозу, желатину или соединения подобной протеиновой или целлюлозной структуры, или крахмал и его производные.