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道路高效防冻防腐蚀融雪剂及其制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2025-10-18 11:27:41

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 杨吉可 | 2025-10-18 11:27:42

冬季道路积雪结冰易引发交通事故,影响交通通行效率,传统融雪剂(如氯化钠、氯化钙)虽能快速融雪,但会对道路路面、桥梁钢筋、市政设施及周边植被造成严重腐蚀,长期使用导致道路寿命缩短、维护成本激增。为解决这一行业痛点,陕西高速公路工程试验检测有限公司研发了道路高效防冻防腐蚀融雪剂及其制备方法。该成果通过创新配方设计实现 “高效融雪 + 低腐蚀” 双重功能:以 10-20% 防冻剂为核心,复配多种防腐蚀添加剂(含 0.1-1% 柠檬酸钠、0.1-1% 苯并三氮唑、0.1-1% 三聚磷酸钠等 7 种成分),构建 “沉淀膜 - 吸附膜” 复合防护层。有机缓蚀剂与无机缓蚀剂协同作用,在金属表面形成保护膜,阻断融雪剂中离子对钢筋、路面的腐蚀路径;同时,添加桉脂素和油酸三乙醇胺进一步增强防冻性能与材料兼容性。实验室测试显示,该融雪剂在 - 25℃环境下融雪速率达 85%(传统氯化钠融雪剂为 80%),对钢筋的腐蚀速率仅为传统产品的 30%,对混凝土的侵蚀程度降低 60%,且对土壤 pH 值影响较小(pH 波动范围 6.5-7.5),实现了融雪效率与防腐蚀性能的平衡。

传统融雪剂存在 “融雪效率与腐蚀性难以兼顾” 的核心矛盾,本成果通过配方创新突破这一局限,技术亮点显著:1. 复合防护机制:首创 “沉淀膜 - 吸附膜” 双膜防护体系,无机缓蚀剂(如三聚磷酸钠)与金属离子反应形成沉淀膜,有机缓蚀剂(如苯并三氮唑)通过吸附作用形成致密吸附膜,双重阻隔融雪剂对金属和混凝土的侵蚀,腐蚀抑制率提升 70% 以上;2. 协同增效配方:7 种防腐蚀添加剂科学复配,柠檬酸钠与葡萄糖酸钠增强金属离子螯合能力,单宁酸与 2 - 羟基膦酰基乙酸提升膜层稳定性,聚乙烯吡咯烷酮优化成分分散性,各成分协同作用,既保证融雪效率(-25℃融雪速率≥85%),又将腐蚀性降至最低;3. 环境友好性:相比传统融雪剂,对土壤和植被的危害显著降低,经生态毒性测试,对小麦种子发芽率影响率<5%(传统产品为 30%),符合绿色环保要求;4. 适用范围广:可用于沥青路面、水泥路面、桥梁钢结构、市政护栏等多种场景,且在低温(-30℃至 - 5℃)环境下均能稳定发挥作用,适应性强。

该融雪剂核心应用于冬季道路除雪防冻,包括高速公路、城市主干道、桥梁、停车场等,能有效减少融雪剂对道路设施的腐蚀,延长路面和桥梁使用寿命(预计可延长道路大修周期 2-3 年),降低年度维护成本。 拓展应用场景包括: - 机场跑道:解决传统融雪剂对飞机轮胎和跑道材料的腐蚀问题,保障航班起降安全; - 轨道交通轨道:用于高铁、地铁露天轨道的融雪防冻,避免轨道结冰影响行车安全; - 大型厂区 / 园区:如物流园区、工业园区,保障冬季内部道路通行效率,减少设备腐蚀。 据中国公路学会数据,我国每年用于道路融雪的费用超 200 亿元,其中因腐蚀导致的道路维护额外支出占 30%,本成果凭借 “高效融雪 + 低腐蚀” 优势,预计在北方主要冰雪城市的市场渗透率 3 年内可达 20%-30%,应用前景广阔。

1. 邵永军:项目负责人,研究员级高级工程师,从事道路材料研发与工程检测工作 20 年,主持省部级道路养护材料科研项目 10 余项,发表相关论文 20 余篇,主导本成果的整体技术路线设计与研发方向把控;2. 张艺莹:材料研发骨干,博士,专注于缓蚀剂配方优化研究,负责防腐蚀添加剂的复配实验与性能测试,成功筛选出 7 种成分的最佳配比;3. 黄晶晶:工程应用专家,高级工程师,拥有丰富的道路工程现场试验经验,负责融雪剂在不同路面场景的实地测试与效果评估,为配方调整提供工程实践依据;4. 张国宏、路鑫:工艺工程师,主导融雪剂制备方法的优化,解决规模化生产中的混合均匀性、稳定性等技术问题,确保产品质量可控;5. 张全兵、李斌、常会敏:检测分析团队,负责融雪剂融雪效率、腐蚀速率、环境毒性等指标的系统检测,建立完善的产品质量评价体系。团队成员覆盖研发、测试、工程应用全链条,专业互补性强,具备深厚的行业经验与技术积累。

1. 投入与收益:截至目前,研发投入共计 450 万元(含原材料采购、实验设备购置、现场试验费用等);已申请国家发明专利 1 项(公开号 CN120290145A),与 3 家省级高速公路养护公司达成试用协议,预计小批量试产阶段可实现收入 200 万元; 2. 后续投入:为推进产业化,需进一步投入 600 万元(用于生产线建设 400 万元、产品认证与标准制定 100 万元、市场推广 100 万元),预计 1 年内完成中试,1.5 年内实现规模化生产; 3. 社会与生态效益: - 经济层面:减少道路设施腐蚀维护成本,按一条 100 公里高速公路计算,每年可节省维护费用约 500 万元; - 安全层面:提高冬季道路通行安全性,预计可降低冰雪天气交通事故率 30% 以上; - 环保层面:降低对土壤和植被的污染,保护道路周边生态环境; - 行业层面:推动道路融雪剂从 “高腐蚀” 向 “绿色环保” 转型,提升我国冬季道路养护技术水平。

1. 技术授权:向道路养护企业、融雪剂生产厂家授权技术配方与制备方法,按授权范围收取费用,并提供技术培训与生产指导; 2. 产品销售:建立规模化生产线,直接向交通部门、市政公司、高速公路管理局等客户销售成品融雪剂,提供定制化配方(如针对不同腐蚀敏感性场景的专用型号); 3. 合作共建:与地方道路养护单位合作建立区域生产基地,实现就近供应,降低运输成本,共享市场收益; 4. 转化目标:1 年内完成北方 3 个试点城市的示范应用,2 年内实现年产能 5 万吨,3 年内成为北方地区道路融雪剂主流供应商,市场占有率达 15% 以上。