[发明专利]一种皂化渣制备融雪抑冰功能材料的方法

说明书

一种皂化渣制备融雪抑冰功能材料的方法，属于新型功能材料制备技术领域。皂化渣为原料，采取适当的手段活化处理，并引入来源丰富的生物质作为改性原料制备复合型微囊融雪抑冰填料，包括一种碳量子点复合冰点降低型微囊材料剂及双表面接枝改性融雪抑冰填料。对于双表面接枝改性融雪抑冰填料，应用溶出残渣残渣通过物理与机械作用接枝硅基材料调节其表面特性，其次引入表面改性材料再次接枝，平衡吸湿性和盐分析出速度，得到具有良好的热稳定性和力学性能的融雪抑冰材料。制备的两种填料材料可以通过盐效应、界面能效应和接触角效应实现在低温下自融雪抑冰，利用皂化渣降低成本，同时解决皂化渣的处理问题，有利于促进融雪抑冰材料的研究与发展。

技术领域

本发明提供了一种皂化渣制备融雪抑冰功能材料的方法，属于新型功能材料制备技术领域。

背景技术

皂化渣是化工厂用电石法生产环氧丙烷的一种工业废弃物，产生机理为石灰乳在皂化反应后产生的废渣副产物，是一种白色粉状固体，主要成份是CaO、Al₂O₃和SiO₂，其中CaO的一般含量在30％～40％左右，可以看作Ca(OH)₂较低的电石灰。环氧丙烷是重要的基本有机化工合成原料，广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业，是精细化工产品的重要原料。“十一五”期间我国环氧丙烷行业蓬勃发展成为环氧丙烷全球最大产销国，皂化废渣的年排放量达到近百万吨，大量产生的皂化废渣也成为制约环氧丙烷生产的主要因素之一。皂化渣中带有氯化物会对生态环境造成不利影响，同时还会造成扬尘的产生。因此，合理利用皂化渣，不仅可以保护生态环境，还可以促进环氧丙烷行业的发展。

目前，皂化渣的处理大多采用简单堆积起来，形成废料山，不仅占据了土地资源同时还会造成环境污染。根据加固土一般原理，皂化渣同样可以有效改善路基材料的物理、力学性质。且其容易均匀分散于土中，可以代替石灰作为胶凝材料使用。大津市市政工程研究院的赵可博士通过对皂化渣增钙粉煤灰土等混合料的强度、水温稳定性等路用技术性能进行试验研究，证明这些混合料的技术性能满足现行规范的要求，可用作各级公路的底基层。吉林大学的郭学东课题组通过皂化渣制备的稳定土的研究表明，皂化渣与常用基层材料对比具有更高的抗拉强度、水稳定性和冻融强度，可以代替传统材料作为路基填筑材料使用。天津汉沽市政建设公司的梁宝柱等研究发现，皂化渣的引入可以有效的可以有效改善盐渍土的物理、力学性质，降低盐渍土对道路的破坏。锦化化工有限责任公司的刘晓颖综述了去除环氧丙烷皂化渣中Cl^-的方法和过程，并对以皂化渣为原料生产高标号水泥的工艺进行了探讨。证明了用环氧丙烷皂化渣作原料生产水泥是一条切实可行的道路。沈阳化工大学的高淑芝发明了利用环氧丙烷生产废弃物皂化渣通入氯气生产次氯酸钙溶液，在Mo-Fe催化剂作用下与氨水直接作用生成水合肼的专利，成功的实现了皂化渣的高效利用。但应用皂化渣制备融雪抑冰材料和路基填料的研究还未有报道。

我国大部分地区处于北温带，在冬季，大部分地区气温较低，普遍存在路面积雪结冰现象，造成车辆打滑导致交通事故频发，对道路交通安全和社会经济均造成严重的影响。针对冬季路面积雪结冰现象，国内外常用的融雪抑冰处理技术可分为被动路面抑冰技术和主动路面抑冰技术。传统被动路面抑冰技术，主要是撒布融雪剂，或者采用机械为主、人工为辅的作业方法清除道路表面积雪，达到融雪抑冰的目的。撒融雪剂是我国最常用的方法，但此方法费时费力，且会对周围环境造成极大的污染。相比，主动抑制路面抑冰技术主要是对公路基础填料或者路面进行改性，实现融雪抑冰，相比而言具有可操作性强、效果持久的一劳永逸的方法。