本發明涉及市政建設用品領域，具體涉及一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法。
背景技術：
近年來，隨著我國經濟迅速發展，高等級公路與城市道路也得到了迅猛發展。公路交通網的日漸完善對于我國社會經濟的發展起到了極大的促進與保障作用，但我們也應看到在公路建設過程中出現的制約問題，其中最主要的是冬季公路路面積雪現象。就目前的狀況來看，國內外通常采用的冬季除冰雪方法有：人工除雪法、撒布融雪劑法和機械除冰雪法等，有時也根據具體情況將三者進行適當組合。被廣泛應用的融雪劑為氯鹽類融雪劑，這類材料優點是價低、易操作、除冰雪效果明顯；缺點是對道路及其周圍的基礎設施具有嚴重的腐蝕性，破壞環境，不能滿足交通運輸的可持續發展要求。
抗凝點瀝青路面通過鹽分的持續析出，能夠降低路面表面水的冰點，并持續融化道路表面積雪。與傳統融雪劑相比，一方面可以減少融雪劑的噴灑量和噴灑次數，從而減少氯鹽對沿途結構物的腐蝕破壞及對空氣、土壤及農作物等造成的環境污染。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，從而降低機械除雪難度，提高作業效率，減少冬季道路的養護成本。
抗凝冰劑亦稱抗凝點瀝青路面外加劑，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空隙中逐漸析出，從而降低道路表面水的冰點，其有效抑制凍結的成分主要為鹽化物，常見氯化鈉、氯化鈣等。
對于抗凝點瀝青路面技術的研究，我國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外的自融雪路面外加劑上。重慶交通大學崔龍錫對添加國外產品v-260的蓄鹽路面進行了研究，主要包括摻加v-260的蓄鹽路面級配組成設計方法、作用機理及路用性能評價。長安大學的張麗娟研究摻入外加劑國外產品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范要求。重慶交通大學康捷對自制的蓄鹽集料進行了研究，證明對沸石進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用到路面微表處處理中，提出抗凝冰微表處，并對其除冰雪性能進行了驗證，證明該蓄鹽集料有一定的抗凝冰效果，但是長效性有待研究和加強。在融冰雪效果長效性方面，日本依托實際工程進行了長效性的測定，并證明5-6年后，蓄鹽路面仍具有一定的除冰雪功能，國內長安大學孫玉齊對除冰雪長效性方面有一些研究，但研究僅限于靜水條件下的浸泡法，無法合理的模擬路面實際情況。
高分子材料包膜技術一直被應用于農業及醫藥等領域，如藥物包衣及化肥農藥包膜，應用于抗凝冰劑對鹽化物進行包膜未見報道。
大粒鹽是海水或鹽井、鹽池、鹽泉中的鹽水經煎曬而成的結晶，其主要成分為nacl，具備融冰化雪功效。利用大粒鹽作為長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利用這一巨大資源，而且經過包膜處理后，鹽離子緩慢被釋放出來，使融雪劑具有長效性，這對國民經濟的發展無疑具有重要意義。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明提供了一種既具有良好的凝冰融雪性能，又具有長效性的包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法。
本發明采取的技術方案是：一種包膜型長效抗凝冰劑，原料組分的質量百分比為
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持續攪拌時間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：
將環氧樹脂或酚醛樹脂進行稀釋，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鼓中，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時取出固化，即可得到包膜型抗凝點冰劑。
作為一種優選的技術方案：所述步驟（2）中添加的二甲硅油質量為改性凹凸棒土粉體質量的10%。
作為一種優選的技術方案：所述的步驟（3）中，所述酚醛樹脂或環氧樹脂的稀釋劑分別對應為無水乙醇及環己酮；稀釋比例按質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；環氧樹脂/環己酮：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氧樹脂溶液質量的5%、10%或15%，為了防止包膜過于致密導致鹽化物釋放過于緩慢，且有利于增加固化后顆粒強度。
作為一種優選的技術方案：所述的步驟（4）中，所述的固化方法分別對應：
酚醛樹脂，無需添加固化劑，直接在100℃下固化4-6h；
環氧樹脂：加入環氧樹脂質量30%的固化劑后在120℃下固化8-10h；
步驟(4)中，所述轉鼓的轉速為40r/min；在轉鼓中加入改性蓄鹽載體的目的是讓大粒鹽在滾動時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，所述環氧樹脂固化劑，應在步驟(3)配置包膜溶液時預先加入。
本發明的有益效果是：(1)本發明原料采用大粒鹽，價格相對低廉，節約成本；(2)本發明方法所得的包膜型長效抗凝冰劑，在制備過程中經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，提高了抗凝點瀝青路面外加劑的長效性；路面融雪效果可以持續多年，大幅降低了冬季路面管理養護成本；(3)本發明方法工藝簡單，所用的主要設備及原材料均可在市場上購買得到，可以實現規?；a。
具體實施方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面進行進一步闡述本發明。
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摻加的量以及單獨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完全揮發。
需要說明的是本發明中采用環氧樹脂時利用的是環氧樹脂e44，其對應的固化劑為t31。
實施例1
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質量百分比為：大粒鹽82%，酚醛樹脂11%，改性蓄鹽載體7%；
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進行：
(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量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續攪拌時間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/無水乙醇的質量比為1/3進行稀釋稀釋，摻加改性蓄鹽載體的質量為稀釋后酚醛樹脂溶液質量的5%，混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長效抗凝冰劑
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鼓中，轉速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時取出在烘箱中100℃固化4h制得包膜型長效抗凝冰劑。
實施例2
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質量百分比為：大粒鹽80%，酚醛樹脂13%，改性蓄鹽載體7%；
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進行：
(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量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續攪拌時間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/無水乙醇的質量比為3/1進行稀釋，摻加改性蓄鹽載體的質量為稀釋后酚醛樹脂溶液質量的10%，混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長效抗凝冰劑
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鼓中，轉速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時取出在烘箱中100℃固化6h制得包膜型長效抗凝冰劑。
實施例3
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質量百分比為：大粒鹽81%，酚醛樹脂12%，改性蓄鹽載體7%；
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進行：
(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量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續攪拌時間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/無水乙醇的質量比為為5/1進行稀釋，摻加改性蓄鹽載體的質量為稀釋后酚醛樹脂溶液質量的10%，混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長效抗凝冰劑
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鼓中，轉速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時取出在烘箱中100℃固化5h制得包膜型長效抗凝冰劑。
實施例4
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質量百分比為：大粒鹽82%，環氧樹脂e44與固化劑t3110%，改性蓄鹽載體8%；
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進行：
(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量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續攪拌時間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
稀釋比例按質量比為環氧樹脂e44/環己酮：4/1，摻加改性蓄鹽載體的質量為稀釋后環氧樹脂溶液質量的15%，再加入環氧樹脂質量30%的固化劑t31混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長效抗凝冰劑
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鼓中，轉速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時取出放入烘箱中120℃固化8h制得包膜型長效抗凝冰劑。
實施例5
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質量百分比為：大粒鹽80%，環氧樹脂e44與固化劑t3113%，改性蓄鹽載體7%；
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進行：
(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量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續攪拌時間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
稀釋比例按質量比為環氧樹脂e44/環己酮：3/1，摻加改性蓄鹽載體的質量為稀釋后環氧樹脂溶液質量的5%，再加入環氧樹脂e44質量30%的固化劑t31混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長效抗凝冰劑
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鼓中，轉速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時取出放入烘箱中120℃固化10h制得包膜型長效抗凝冰劑。
實施例6
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質量百分比為：大粒鹽85%，環氧樹脂e44與固化劑t3110%，改性蓄鹽載體5%；
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進行：
(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量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續攪拌時間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
稀釋比例按質量比為環氧樹脂e44/環己酮：2/1，摻加改性蓄鹽載體的質量為稀釋后環氧樹脂溶液質量的5%，再加入環氧樹脂e44質量30%的固化劑t31混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長效抗凝冰劑
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鼓中，轉速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時取出放入烘箱中120℃固化6h制得包膜型長效抗凝冰劑。
實施例7
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質量百分比為：大粒鹽85%，環氧樹脂e44與固化劑t3110%，改性蓄鹽載體5%；
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進行：
(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量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續攪拌時間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
稀釋比例按質量比為環氧樹脂e44/環己酮：1/1，摻加改性蓄鹽載體的質量為稀釋后環氧樹脂溶液質量的5%，再加入環氧樹脂e44質量30%的固化劑t31混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長效抗凝冰劑
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鼓中，轉速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時取出放入烘箱中120℃固化8.5h制得包膜型長效抗凝冰劑。
實施例8
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，包括的原料組分及其質量百分比為：大粒鹽81%，酚醛樹脂12%，改性蓄鹽載體7%；
一種包膜型長效抗凝冰劑及其制備方法，按照如下步驟進行：
(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量的10%的二甲基硅油，以攪拌速率30r/min持續攪拌時間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/無水乙醇的質量比為為1/1進行稀釋，摻加改性蓄鹽載體的質量為稀釋后酚醛樹脂溶液質量的15%，混合后制得包膜溶液；
(4)制備包膜型長效抗凝冰劑
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鼓中，轉速為40r/min，待顆粒分散且表面均勻沾有改性蓄鹽載體時取出在烘箱中100℃固化4h制得包膜型長效抗凝冰劑。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以補充闡釋本發明的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的廣大技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行修改或者同等替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。