CN101077931B - 一种路用阻燃沥青及其制备方法 - Google Patents

一种路用阻燃沥青及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无卤型路用阻燃沥青，按重量份组成为：重交通道路石油沥青60份～75份；密胺焦磷酸盐10份～17份；硼酸锌6份～10份；氢氧化镁6份～10份；改性剂0.5份～1.5份，组份中的重交通道路石油沥青为AH-90或AH-130，使用AH-90可以制备符合AH-70标准的阻燃沥青，使用AH-130可以制备符合AH-90标准的阻燃沥青。本发明还公开了该阻燃沥青的制备方法。本发明的阻燃沥青具有较高的氧指数，在燃烧表面形成了稳定的炭化层，产生自熄现象，使燃烧终止。阻燃沥青燃烧时的黑烟少且没有卤化氢有毒气体产生，减小对环境的污染。如果阻燃沥青路面发生火灾，人员伤亡和财产损失都会较少，阻燃沥青具有较广阔的应用前景和良好的社会经济效益。阻燃沥青制备方法简单，有效，经济，且使用方便，适用面广。

Description

一种路用阻燃沥青及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种阻燃沥青，更具体的说，本发明涉及的是一种环保无卤型路用阻燃沥青。
【背景技术】
随着道路使用者对路面行驶质量要求的提高，平整、耐磨、低噪音的沥青混凝土路面可能代替水泥混凝土路面，而逐渐成为隧道路面的发展主流。而根据国内外的报道可知：在隧道中沥青路面的使用过程中，交通事故造成的火灾是隧道路面使用过程中必须注意的一个问题。当隧道内发生交通事故后，引起路面着火，因火势发展迅猛，人员来不及疏散导致更大的人员伤亡，对国家和人民生命财产造成不必要的损失.另外，沥青着火时产生大量黑烟，又对环境造成了严重污染。因此阻燃沥青的研制，为沥青路面发生火灾后争取时间营救顾客生命以及国家财产做出贡献，具有较广阔的应用前景和良好的社会经济效益。
进入21世纪，对阻燃产品的要求越来越严格，阻燃的标准和法规也越来越完善。同时，人们对环保问题的关注，对阻燃剂高效低毒、少烟的追求，使得交联、接枝、膨胀、成碳等一些阻燃新技术得到迅速发展。由于卤系阻燃剂阻燃时释放出大量有毒的卤化氢气体，所以，无卤化阻燃是阻燃沥青发展的必然方向。
【发明内容】
本发明是为了提供一种燃烧时的氧指数、烟密度及烟气等级符合国家对于阻燃材料的相关规定的无卤型路用阻燃沥青。本发明的另一目的是提供上述无卤型路用阻燃沥青的制备方法。
一种无卤型路用阻燃沥青，按重量份组成为重交通道路石油沥青60份～75份；密胺焦磷酸盐10份～17份；硼酸锌6份～10份；氢氧化镁6份～10份；改性剂0.5份～1.5份。
上述无卤型路用阻燃沥青组份中的重交通道路石油沥青为AH-90或AH-130，使用AH-90可以制备符合AH-70标准的阻燃沥青，使用AH-130可以制备符合AH-90标准的阻燃沥青。
在上述阻燃沥青组份中，密胺焦磷酸盐是阻燃剂，硼酸锌是多功能阻燃剂，氢氧化镁做为一种阻燃抑烟剂，改性剂选用丁苯橡胶，它改善阻燃沥青的感温性能。
上述无卤型路用阻燃沥青的制备方法，包括如下步骤：
1、熔融重交通道路石油沥青：将一定重量的重交通道路石油沥青保持在80℃，达到熔融状态；
2、加入添加剂：在熔融沥青中按量加入密胺焦磷酸盐、硼酸锌、氢氧化镁，且边加入边搅拌，使得各组份混合均匀；
3、加入改性剂：然后加入改性剂，一边加入改性剂，一边用高速剪切机在1000r/min下剪切10min，使改性剂溶胀，再继续在3000～4000r/min下高速剪切30min，改性剂在剪切作用下逐渐变细，最终以细小颗粒均匀分布于沥青中，剪切起始温度为120℃～130℃，在剪切过程中，阻燃沥青会逐渐的升温，升温不能超过170℃，最后得到无卤型路用阻燃沥青。
本发明的阻燃沥青具有较高的氧指数，在燃烧表面形成了稳定的炭化层，产生自熄现象，使燃烧终止。阻燃沥青燃烧时的黑烟少且没有卤化氢有毒气体产生，减小对环境的污染。如果阻燃沥青路面发生火灾，人员伤亡和财产损失都会较少，阻燃沥青具有较广阔的应用前景和良好的社会经济效益。阻燃沥青制备方法简单，有效，经济，且使用方便，适用面广。
【具体实施方式】
密胺焦磷酸盐做一种磷—氮系阻燃剂又称膨胀型阻燃剂，它不含卤素，也不采用氧化锑为协效剂，含有这类阻燃剂的高聚物受热时，表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟的作用，并防止产生熔滴现象，故具有良好的阻燃性能。硼酸锌是多功能阻燃剂，氢氧化镁做为一种阻燃抑烟剂，改性剂选用丁苯橡胶，它改善阻燃沥青的感温性能。
实施例中使用的各组份及符合的标准或生产厂家为：
试剂名称                          符合的标准或生产厂家
重交通道路石油沥青AH-90和AH-130   符合GB/T15180-2000标准
氢氧化镁(1000目)                  济南泰星精细化工有限公司
密胺焦磷酸盐                      济南泰星精细化工有限公司
硼酸锌                            济南泰星精细化工有限公司
改性剂，丁苯橡胶(SBR)             淄博高氏科工贸有限公司
实施例1：
按重量称取：重交通道路石油沥青AH-90，60份；密胺焦磷酸盐17份；硼酸锌10份；氢氧化镁10份；改性剂1.5份。
首先将重交通道路石油沥青AH-90在恒温80℃时熔融，在熔融沥青中加入密胺焦磷酸盐、硼酸锌、氢氧化镁，且边加入边搅拌，使得各组份能够均匀的混合在沥青中，然后加入改性剂，一边加入改性剂，一边用高速剪切机在1000r/min下剪切10min，使改性剂溶胀，再继续在3000～4000r/min下高速剪切30min，改性剂在剪切作用下逐渐变细，最终以细小颗粒均匀分布于沥青中，剪切起始温度为120℃～130℃，在剪切过程中，阻燃沥青会逐渐的升温，升温不能超过170℃，最后得到AH-70无卤型路用阻燃沥青。
实施例2：
按重量称取：重交通道路石油沥青AH-90，70份；密胺焦磷酸盐13份；硼酸锌8份；氢氧化镁8份；改性剂1份。备过程同实施例1，最后得到AH-70无卤型路用阻燃沥青。
实施例3：
按重量称取：重交通道路石油沥青AH-130，70份；密胺焦磷酸盐13份；硼酸锌6份；
氢氧化镁10份；改性剂1份。制备过程同实施例1，最后得到AH-90无卤型路用阻燃沥青。
实施例4：
按重量称取：重交通道路石油沥青AH-130，75份；密胺焦磷酸盐10份；硼酸锌8份；氢氧化镁6.0份；改性剂0.5份。制备过程同实施例1，最后得到AH-90无卤型路用阻燃沥青。
实施例中得到的阻燃沥青按下列标准测试：针入度GB/T4509、软化点GB/T4507、延度GB/T4508、石油产品闪点与燃点测定法(开口杯法)GB/T267、含蜡量SH/T0625、薄膜烘箱试验GB/T5304、氧指数法GB2406-93、烟密度GB/T8627-1999、材料产烟毒性分级GA132-1996，所得数据如下表：
Figure S06182139020060613D000031
从上表中可看出，按本发明制备的阻燃沥青的延度、针入度和软化点都达到了重交通道路石油沥青GB/T15180-2000中规定的要求，并且氧指数都大于27，烟密度都小于75，烟气毒性等级为准安全一级(ZA1)，达到了国家对阻燃材料的相关要求。
在阻燃沥青的实际使用中，按上述步骤调配好阻燃沥青后，在拌和混合料的过程中，还可以向矿料中加入抑烟剂氢氧化铝，加入量为阻燃沥青重量的8％～12％，加入后抑烟效果更好。如果将氢氧化铝直接加入阻燃沥青中将引起严重的离析现象。

Claims (4)

1.一种无卤型路用阻燃沥青，按重量份组成为：重交通道路石油沥青60份～75份；蜜胺焦磷酸盐10份～17份；硼酸锌6份～10份；氢氧化镁6份～10份；改性剂0.5份～1.5份。
2.根据权利要求1所述的无卤型路用阻燃沥青，组分中的重交通道路石油沥青为AH-90或AH-130，使用AH-90可以制备符合AH-70标准的阻燃沥青，使用AH-130可以制备符合AH-90标准的阻燃沥青。
3.根根据权利要求1或2所述的无卤型路用阻燃沥青，改性剂选用丁苯橡胶。
4.根据权利要求3所述的无卤型路用阻燃沥青的制备方法，包括以下步骤：
1)熔融重交通道路石油沥青：将一定重量的重交通道路石油沥青保持在80℃，达到熔融状态；
2)加入添加剂：在熔融沥青中按量加入蜜胺焦磷酸盐、硼酸锌、氢氧化镁，且边加入边搅拌，使得各组分混合均匀；
3)加入改性剂：然后加入改性剂，一边加入改性剂，一边用高速剪切机在1000r/min下剪切10min，使改性剂溶胀，再继续在3000～4000r/min下高速剪切30min，改性剂在剪切作用下逐渐变细，最终以细小颗粒均匀分布于沥青中，剪切起始温度为120℃～130℃，在剪切过程中，阻燃沥青会逐渐的升温，升温不超过170℃，最后得到无卤型路用阻燃沥青。
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