CN102680517A - 阻燃改性沥青的氧指数测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种阻燃改性沥青的氧指数测试方法，该方法采用轻型0#柴油作为引燃剂，具体测试步骤包括：（1）将100重量份约100g的SBS改性沥青加热到170℃至熔融状态；（2）将阻燃剂加入到SBS改性沥青中制备阻燃改性沥青；（3）将10重量份的所述引燃剂加入到阻燃改性沥青中搅拌均匀；（4）称取10g阻燃剂改性沥青与引燃剂的混合物加入盛样皿内，加热到150℃后测试所述混合物的氧指数。本发明阻燃改性沥青的氧指数测试方法，通过该方法测得的氧指数，与阻燃改性沥青的阻燃性能相关性良好，不仅可以定量评价各种阻燃改性沥青的阻燃性能，而且能够克服使用固态沥青试样进行氧指数试验时引燃剂规格不易统一、仪器清理困难等缺点。

Description

阻燃改性沥青的氧指数测试方法

技术领域

本发明属于道路工程领域，涉及一种阻燃改性沥青的氧指数测试方法。

背景技术

随着公路建设空间的不断扩大化，隧道在公路建设中所占的比例越来越高。水泥路面开放交通慢、行车舒适性差的缺点制约了它在公路隧道中的应用，采用噪音低、抗滑性好、行车舒适的沥青路面铺装已经成为发展趋势。隧道是一个相对封闭的特殊结构，沥青又是一种易燃物质，隧道一旦发生火灾将给人民群众的生命财产造成损失。阻燃改性沥青是将阻燃剂加入到普通沥青中，使之同时具备良好的阻燃性能和路用性能。阻燃改性沥青的研制为隧道的安全畅通及人民群众的生命财产安全提供了重要保障。

阻燃改性沥青的阻燃性能通常使用氧指数试验进行评价。氧指数是指在规定的条件下，试样在O₂和N₂混合气流中维持平衡燃烧所需的最低O₂浓度，以O₂所占的体积百分数表示，部分文献也称为极限氧指数。氧指数用公式表示为：

$\mathrm{OI}=\frac{\left[O_2\right]}{\left[O_2\right]+\left[N_2\right]}\×100$

式中：OI-氧指数，％；[O₂]-O₂体积流量，L/min；[N₂]-N₂体积流量，L/min。

虽然我国已将氧指数测试方法应用在道路领域，但是目前关于氧指数试验的测试标准主要集中在塑料、玻璃纤维、橡胶、纺织品方面，道路用阻燃改性沥青的氧指数试验并没有统一规程。各个研究机构的试验方法存在较大差异，这也为沥青阻燃性能的研究和评价增加了困难。

沥青是一种复杂的高分子有机化合物，燃点在485℃以上。如此高的引燃温度使得测试沥青氧指数时难以将沥青试样直接点燃。为了克服以上困难，通常使用玻璃纤维表面毡作为阻燃改性沥青氧指数试验的引燃剂。具体试验方法是：将干燥好的玻璃纤维表面毡裁剪成条状，水平放置在涂有隔离剂的玻璃板上；阻燃改性沥青加热到160℃后均匀浇附在玻璃纤维表面毡上，浇注质量10～20g；待沥青冷却成型之后即可进行测试。但是玻璃纤维表面毡作为引燃剂，存在引燃剂规格繁多不易统一，且沥青受热向下流淌后仪器难以清理的问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种阻燃改性沥青的氧指数测试方法，克服现有技术中存在的上述问题。

本发明阻燃改性沥青的氧指数测试方法，该方法采用轻型0#柴油作为引燃剂，具体测试步骤为：

(1)将100重量份约100g的SBS改性沥青(乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)加热到170℃至熔融状态；

(2)将阻燃剂加入到SBS改性沥青中制备阻燃改性沥青；

(3)将10重量份的所述引燃剂加入到阻燃改性沥青中搅拌均匀；

(4)称取10g阻燃剂改性沥青与引燃剂的混合物加入盛样皿内，加热到150℃后测试其氧指数。

本发明把盛有所述混合物的盛样皿加热到150℃时放入氧指数仪内测试所述混合物的氧指数。

本发明所述盛样皿为金属盛样皿。

本发明所述金属盛样皿的内径为55mm，深35mm。

本发明所述盛样皿为沥青针入度皿。

通过以上技术方案，本发明阻燃改性沥青氧指数测试方法，采用0#柴油作为引燃剂，使用规格容易统一，并将液态沥青直接点燃进行测试，不仅操作简单，而且数据重现性好，可以定量测试阻燃改性沥青的氧指数。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步描述。

首先把实验用的SBS改性沥青和阻燃剂准备好，所用SBS改性沥青的技术指标如表1所示，所用阻燃剂为1500目的氢氧化镁，氢氧化镁的物理性质如表2所示。

表1 SBS改性沥青的基本技术指标

指标	针入度(mm)	5℃延度(cm)	软化点(℃)	闪点(℃)
					试验结果	50.0	31.5	80.6	285
技术要求	40～60	≥20	≥60	≥250

表2 氢氧化镁阻燃剂的物理性质

然后进行如下两个测试：

(1)测试一：采用0#柴油作为引燃剂，按如下步骤进行测试：

a.将SBS改性沥青加热到170℃至熔融状态；

b.将称量好的氢氧化镁加入到SBS改性沥青中，使用高速搅拌机以2000rpm的速度搅拌30min，再以500rpm的速度低速搅拌10～20min，搅拌温度控制在170～180℃；

c.将引燃剂轻型0#柴油加入到氢氧化镁阻燃改性沥青中搅拌均匀，0#柴油质量为SBS改性沥青质量的10％；

d.称取10g改性沥青与柴油的混合物加入到金属盛样皿中，加热到150℃，立即将金属盛样皿放置在氧指数仪内测试其氧指数。

上述0#柴油在20℃时其密度为0.84～0.86g/cm³，闪点≥55℃，步骤4中的金属盛样皿可以选择其内径为55mm，深为35mm的盛样皿，也可以由沥青针入度皿代替。

(2)测试二：使用玻璃纤维表面毡作为引燃剂，其步骤为：

a.将玻璃纤维表面毡在120℃烘箱内干燥60min，并裁剪成140mm×6.5mm的条状；

b.将干燥剪裁好的玻璃纤维表面毡水平放置在涂有隔离剂的玻璃板上，氢氧化镁阻燃改性沥青加热到160℃之后均匀浇注在其上，浇注质量20g；

c.待沥青冷却成型后放置在氧指数仪内，测试其氧指数。

根据测试一和测试二得到SBS改性沥青与氢氧化镁阻燃改性沥青的氧指数如表3所示。

表3 阻燃改性沥青的氧指数

从表3中结果可以看出：测试一中SBS改性沥青的氧指数为19.6％。加入氢氧化镁阻燃剂之后，SBS改性沥青的氧指数有所提高；且氢氧化镁的掺量越大，阻燃改性沥青的氧指数也越高。测试一与测试二相比，各种阻燃改性沥青的氧指数相差不大，而且两组氧指数试验结果有相同的变化趋势。这就表明使用轻型0#柴油作为引燃剂时，不仅可以准确评价各种沥青的阻燃性能，而且引燃剂对沥青氧指数试验结果影响较小。当氢氧化镁阻燃剂的掺量为10％时，阻燃改性沥青的氧指数已达23.1％，满足实际工程中沥青氧指数＞23％的技术要求。

通过实例可以看出，使用本发明测得的氧指数，与阻燃改性沥青的阻燃性能相关性良好。不仅可以定量评价各种阻燃改性沥青的阻燃性能，而且能够克服使用固态沥青试样进行氧指数试验时引燃剂规格不易统一、仪器清理困难等缺点。

Claims (5)

1.一种阻燃改性沥青的氧指数测试方法，其特征在于，该方法采用轻型0#柴油作为引燃剂，具体测试步骤为：

(1)将100重量份约100g的SBS改性沥青加热到170℃至熔融状态；

(2)将阻燃剂加入到SBS改性沥青中制备阻燃改性沥青；

(3)将10重量份的所述引燃剂加入到阻燃改性沥青中搅拌均匀；

(4)称取10g阻燃剂改性沥青与引燃剂的混合物加入盛样皿内，加热到150℃后测试所述混合物的氧指数。

2.根据权利要求1所述的氧指数测试方法，其特征在于，把盛有所述混合物的盛样皿加热到150℃时放入氧指数仪内测试所述混合物的氧指数。

3.根据权利要求1所述的氧指数测试方法，其特征在于，所述盛样皿为金属盛样皿。

4.根据权利要求4所述的氧指数测试方法，其特征在于，所述金属盛样皿的内径为55mm，深35mm。

5.根据权利要求1所述的氧指数测试方法，其特征在于，所述盛样皿为沥青针入度皿。