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Schmelzmittel für Schnee und Eis auf Basis von Natriumchlorid
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mittel gegen Schnee und gegen Glatteis und betrifft insbesondere ein solches Mittel, das Natriumchlorid und einen Korrosionsinhibitor enthält, welcher gleichzeitig einen auf das Mittel wirkenden, die Bildung von Klumpen hemmenden Einfluss ausübt.
Um die im Winter auftretenden Schwierigkeiten des Verkehrs auf Bahnen und Strassen zu vermeiden, die durch das Vorhandensein von Schnee und Eis hervorgerufen werden, verwendet man im allgemeinen ein schneelösendes Salz, welches sowohl zur Freihaltung von Eisenbahngleisen, schienengleichen Übergängen und von Weichenanlagen dient als auch zum Freimachen von Strassen von sie bedeckenden Schneeund Eisschichten.
Es ist wohl bekannt, zu diesem Zweck Natriumchlorid einzusetzen. Um ein Zusammenbacken des Salzes zu vermeiden, wird diesem gewöhnlich ein die Klumpenbildung hemmender Zusatz in kleinen Mengen einverleibt.
Ausserdem ist es notwendig, den schneelösenden Mitteln ein Produkt zuzusetzen, das die korrodierende Wirkung des Salzes auf das Eisenbahnmaterial bzw. auf die Strassenfahrzeuge zu hindern vermag.
Die meisten der allgemein gebräuchlichen Korrosionsinhibitoren, wie z. B. Zinkchlorid bzw. Gemische von Polyphosphaten, von Kalzium- und Zinksalzen, haben jedoch auf die die Klumpenbildung hemmenden Zusätze eine sehr nachteilige Wirkung. So wird u. a. der Effekt der schon bei geringen Mengen wirksamen Zusätze für die Hemmung der Klumpenbildung aufgehoben. Daraus folgt, dass die in dieser Weise zusammengesetzten Schneeschmelzmittel rasch ihr Fliessvermögen verlieren und zur Ausbreitung auf Gleisanlagen und Strassen praktisch unverwendbar werden.
Es wurde nun gefunden, dass diese Nachteile vermieden werden können, wenn man ein solches Schmelzmittel für Schnee und Eis verwendet, das aus Natriumchlorid zusammengesetzt ist, dem man kleine Mengen eines Gemisches zusetzt, welches einerseits einen Ester einer Fettsäure mit Diäthylenglykol oder Poly- äthylenglykol und anderseits ein Mineralöl enthält.
Zur Beschleunigung des Schmelzens von Schnee und Eis wurde schon vorgeschlagen, auf die Oberfläche von Schnee- und Eisfeldern polare organische Substanzen aufzubringen, die die Verdampfung des Schmelzwassers und die Sublimation des Schnees und Eises herabsetzen. Unter der Vielzahl der zu diesem Zweck empfohlenen organischen Substanzen sind auch wasserunlösliche Polyglykolester von Fettsäuren erwähnt. Die polaren Substanzen werden jedoch bei dem bekannten Verfahren lediglich für sich, nicht aber als Zusatz zu einem auf Basis von Natriumchlorid aufgebauten Schmelzmittel für Schnee und Eis angewendet und dienen daher auch nicht zur Hemmung der korrodierenden Wirkung des Kochsalzes sowie zur Vermeidung einer Klumpenbildung.
Für das erfindungsgemässe Schmelzmittel verwendet man insbesondere solche, in jedem Verhältnis in Mineralöl lösliche Ester, die aus Fettsäuren mit 12-18 Kohlenstoffatomen und Diäthylenglykol oder Polyäthylenglykol erhalten werden. Solche Ester sind beispielsweise Diäthylenglykollaurat, Polyäthylenglykoldilaurat, das Dioleat von Polyäthylenglykol, das Diricinoleat und das Triricinoleat von Polyäthylenglykol, Polyäthylenglykoldistearat usw.
Als Mineralöl kann man beispielsweise Paraffinöl oder jedes andere Öl benützen, in welchem die vorgenannten Fettsäureester in jedem Verhältnis löslich sind.
Diese Gemische von Fettsäureester und Mineralöl sind wirksame hemmende Mittel in bezug auf die Korrosion von Stahl durch Natriumchlorid, sie vernichten aber keineswegs den Effekt der die Klumpenbildung hemmenden Zusätze, insbesondere jener, die ihre Wirksamkeit schon bei sehr geringen Dosie-
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Mineralöl für sich selbst eine sehr ausgeprägte, die Klumpenbildung hemmende Wirkung auf Natriumchlorid haben, u. zw. in einem solchen Grade, dass man sie allein benützen kann, einerseits um die Klumpenbildung des Salzes zu verhindern und anderseits um die Korrosion der mit dem Salz in Berührung kommenden Metalloberflächen zu unterbinden.
Im Verlaufe systematischer Versuche lässt sich das Inhibitionsvermögen von Gemischen des Diäthylenglykollaurats mit Paraffinöl zeigen. Diese Versuche bestehen darin, dass man Probekörper aus Weichstahl
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enthält 100 g Salz je Liter Lösung. Die Kolben werden auf Schüttelvorrichtungen befestigt, die sich mit 90 Doppelschwingungen von je 60 mm je Minute bewegen. Die Belüftung der Salzlösung wird durch Öffnungen sichergestellt, die in den die Kolben abschliessenden Stopfen vorgesehen sind. Die Temperatur wird ungefähr auf 20 C gehalten. Nach 10tägiger Versuchsdauer werden die Probekörper aus der Sole herausgenommen.
Vor und nach dem Eintauchen werden die Probekörper gewogen, nachdem sie einer kathodischen Dekapierung in 5 n-Schwefelsäure bei 60-65 C und einer Stromdichte von 10 A ausgesetzt worden sind. Bei der endgültigen Dekapierung setzt man gleichmässig 50 cm3 handelsübliches Formalin von 40% Gehalt je Liter 5 n-Schwefelsäure zu. Unter Anwendung dieser Vorsichtsmassnahme kommt es zu keiner Auflösung des Metalles während der Dekapierung.
Die Versuche erstrecken sich auf Salzlösungen mit einem Gehalt von Diäthylenglykollaurat in Mengen
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Die Anteile an Paraffinöl liegen zwischen 0, 25 und 1 g/l Salzlösung, d. h. 2, 5-10 g Paraffinöl je kg festes Natriumchlorid.
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tors sind.
Die Versuchsergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengefasst.
TABELLE 1
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<tb>
<tb> Diäthylengly- <SEP> Paraffinöl <SEP> Gewichts- <SEP> Inhibitions- <SEP>
<tb> Salzlösung <SEP> kollaurat <SEP> Paraffinol <SEP> verluste <SEP> vermögen
<tb> g/l <SEP> g/l <SEP> g/m2. <SEP> j <SEP> %
<tb> Natriumchlorid, <SEP> chemisch <SEP> rein, <SEP> 0, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 00 <SEP> 12, <SEP> 54- <SEP>
<tb> 100 <SEP> g/l <SEP> 14, <SEP> 59
<tb> 1, <SEP> 00 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 35 <SEP>
<tb> 0,52 <SEP> 96,8
<tb> 0, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 00 <SEP> 6, <SEP> 24 <SEP>
<tb> 6, <SEP> 86-
<tb> 1, <SEP> 00 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 00 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 07 <SEP> 99, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Natriumchlorid, <SEP> roh, <SEP> 0, <SEP> 50 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 09 <SEP>
<tb> mit <SEP> 98, <SEP> 96% <SEP> NaCl, <SEP> 0, <SEP> 17 <SEP> 98, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 100 <SEP> g/l <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP> 0,
<SEP> 00 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 12 <SEP> 99, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 25 <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP> 0, <SEP> 23 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 39 <SEP> 95, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 10 <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> 46 <SEP>
<tb> 2, <SEP> 19 <SEP> 79, <SEP> 7 <SEP>
<tb>
Die Überprüfung der in Tabelle 1 angegebenen Resultate erlaubt die Feststellung, dass das Inhibitionsvermögen des Gemisches von Fettsäureestern und Mineralöl schon bei einer Menge des Diäthylenglykollaurats in der Grössenordnung von 1 g/kg festes Natriumchlorid sehr bemerkenswert ist. Die besten Ergebnisse werden für einen Anteil von Diäthylenglykollaurat von ungefähr 2, 5-10 g/kg festes Natriumchlorid erhalten. Der Anteil an Mineralöl kann bis zu viermal grösser sein als die Menge des Fettsäureesters.
Es ist weder interessant noch wirtschaftlich, höhere Fettsäureester zu verwenden als 20 g/kg festes Natriumchlorid, weil mit Mengen von etwa 10 g/kg bereits ein Inhibitionsvermögen von mehr als 99% erreicht wird.
Im übrigen wurde auch die Neigung zum Zusammenbacken des mit einem Gemisch von Diäthylenglykollaurat (50%) und Paraffinöl (50%) behandelten Natriumchlorids gemessen. Es wurden Vergleichsversuche angeführt, u. zw. mit Natriumchlorid, welches in der beschriebenen Weise behandelt wurde und welches einen die Klumpenbildung hemmenden Zusatz enthielt bzw. nicht enthielt. In den in der nachfolgenden Tabelle 2 angegebenen Versuchen wurde Natriumferrocyanid als die Klumpenbildung hemmendes Mittel benützt.
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Es werden Probekörper hergestellt, indem man Porzellantiegel mit den angeführten Gemischen füllt, welchen noch 20 g Wasser je kg Salz zugesetzt worden waren. Nach dem Trocknen werden diese Probekörper hinsichtlich ihres Widerstandes gegenüber Zerbröckeln sowie gegen Zerdrücken untersucht.
TABELLE 2
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<tb>
<tb> Widerstand <SEP> gegen <SEP> Zer- <SEP> Widerstand <SEP> gegen <SEP>
<tb> Versuchs- <SEP> Gehalt <SEP> an <SEP> Mittel <SEP> Gehalt <SEP> an <SEP> bröckeln: <SEP> Rückstand <SEP> auf <SEP> Zerdrücken:
<tb> gegen <SEP> Klumpenbildung <SEP> Inhibitorgemisch <SEP> einem <SEP> Sieb <SEP> von <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> Bruchanteil
<tb> Nr.
<SEP> g/kg <SEP> g/kg <SEP> Maschenöffnung <SEP> kg/cmê
<tb> g/kg
<tb> 1 <SEP> - <SEP> - <SEP> 643 <SEP> nach <SEP> 300 <SEP> sec <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 0, <SEP> 025-0 <SEP> nach <SEP> 55 <SEP> sec <SEP> praktisch <SEP> null
<tb> 3 <SEP> 0, <SEP> 050-0 <SEP> nach <SEP> 63 <SEP> sec <SEP> praktisch <SEP> null
<tb> 4-50 <SEP> nach <SEP> 158 <SEP> sec <SEP> 0, <SEP> 14 <SEP>
<tb> 5 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> nach <SEP> 114 <SEP> sec <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP>
<tb> 6-20 <SEP> 0 <SEP> nach <SEP> 110 <SEP> sec <SEP> 0, <SEP> 07 <SEP>
<tb> 7 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 5 <SEP> 0 <SEP> nach <SEP> 8 <SEP> sec <SEP> praktisch <SEP> null
<tb> 8 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> nach <SEP> 15 <SEP> sec <SEP> praktisch <SEP> null
<tb> 9 <SEP> 0, <SEP> 025 <SEP> 20 <SEP> 0 <SEP> nach <SEP> 10 <SEP> sec <SEP> praktisch <SEP> null
<tb> 10 <SEP> 0,
<SEP> 050 <SEP> 5 <SEP> 0 <SEP> nach <SEP> 64 <SEP> sec <SEP> praktisch <SEP> null
<tb> 11 <SEP> 0, <SEP> 050 <SEP> 10 <SEP> 0 <SEP> nach <SEP> 19 <SEP> sec <SEP> praktisch <SEP> null
<tb>
Es muss festgestellt werden, dass selbst in Abwesenheit jedes Gegenmittels gegen das Zusammenklumpen die Probekörper, die einen Fettsäureester und Mineralöl enthalten, nur einen geringen Widerstand gegen Zerbröckeln bzw. Zerdrücken aufweisen. Da aber diese Gemische keinerlei nachträgliche Wirkung auf die die Klumpenbildung hemmenden Zusätze ausüben, ist es immer angängig, dem Schmelzmittel für Schnee und Eis einen Stoff zuzusetzen, der vor dem Zusammenbacken des Salzes schützt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schmelzmittel für Schnee und Eis auf Basis von Natriumchlorid, dadurch gekennzeichnet, dass es als Korrosionsinhibitor ein Gemisch enthält, welches einerseits aus einem in jedem Verhältnis in Mineralöl lösliche Ester einer Fettsäure mit 12-18 Kohlenstoffatomen mit Diäthylenglykol oder Polyäthylenglykol und anderseits aus einem Mineralöl zusammengesetzt ist.