CN102942795B - 一种高性能协同体系阻燃沥青 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能协同体系阻燃沥青，其特征在于，包括：沥青，其为煤焦沥青、页岩沥青、石油沥青中的一种或几种，用量为100份；阻燃剂，其为有机硅阻燃剂，用量为1～30份，所述有机硅阻燃剂与少量硼酸锌在温度为90℃时反应1.5h，得到抑烟有机硅阻燃剂；协效剂，其为硬脂酸盐、硅酸钾、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、碳酸钙中的一种或几种，用量为1～20份；相容剂，其为催化裂化油浆、重脱沥青油、溶剂精制抽出油、环烷油、白油和煤焦油馏分中的一种或几种，用量为2～15份；改性剂，其为粉末丁苯橡胶，同时添加防老剂和隔离剂，用量为2～4份。本发明所述的方法提高了有机硅阻燃剂的阻燃效果，并改善了其适用性。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃材料技术领域，尤其涉及一种高性能协同体系阻燃沥青。
背景技术
沥青混凝土路面具有行车舒适、噪音小，抗滑性能好、交通安全性高等优点，且养护容易，在公路建设中逐渐受到广大设计者和建设者的青睐。但由于沥青具有可燃性，在隧道内发生火灾时，尤其是在油浸的状态下发生火灾后，沥青燃烧会产生大量的有毒烟气，极易造成人员和财产的重大损失。因此提高沥青的阻燃性能，对于提高隧道内交通安全性能和消除交通事故隐患，具有十分重要的现实意义。
常用的阻燃剂阻燃效果较好，但其在高温时会释放有毒刺激性气体。有机硅阻燃剂是高效、生态友好、防熔滴并抑烟的新一代非卤成炭型阻燃剂，不仅能改善基材的加工性能、机械性能及耐热性能等，而且被阻燃材料的循环利用效果也十分优异，但单一的有机硅阻燃剂仅对部分高聚物卓有成效，适用面不广。
发明内容
针对上述技术问题，本发明设计开发了一种高性能协同体系阻燃沥青，目的在于提高有机硅阻燃剂的阻燃效果，并改善其适用性，降低阻燃沥青的生产成本。
本发明提供的技术方案为：
一种高性能协同体系阻燃沥青，包括：
沥青，其为煤焦沥青、页岩沥青、石油沥青中的一种或几种，用量为100份；
阻燃剂，其为有机硅阻燃剂，用量为1～30份，所述有机硅阻燃剂与少量硼酸锌在温度为90℃时反应1.5h，得到抑烟有机硅阻燃剂；
协效剂，其为硬脂酸盐、硅酸钾、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、碳酸钙中的一种或几种，用量为1～20份；
相容剂，其为催化裂化油浆、重脱沥青油、溶剂精制抽出油、环烷油、白油和煤焦油馏分中的一种或几种，用量为2～15份；
改性剂，其为粉末丁苯橡胶，同时添加防老剂和隔离剂改善其性能，用量为2～4份。
优选的是，所述的高性能协同体系阻燃沥青中，所述有机硅阻燃剂的粒径不大于150目。
优选的是，所述的高性能协同体系阻燃沥青中，所述硼酸锌的用量为1～5份。
优选的是，所述的高性能协同体系阻燃沥青中，所述有机硅阻燃剂为硅树脂阻燃剂或聚硅硼烷阻燃剂。
优选的是，所述的高性能协同体系阻燃沥青，所述防老剂为N-苯基-N`-环己基对苯二胺和6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉。
优选的是，所述的高性能协同体系阻燃沥青，其特征在于，所述隔离剂为滑石粉和改性硅油。
所述的高性能协同体系阻燃沥青的制备方法，将所述粉末丁苯橡胶缓慢加入130～150℃的热沥青中，同时进行搅拌，加料完毕待粉末充分搅拌均匀后，将温度提高至150～155℃进行高速剪切10～30min或胶体磨研磨一遍或用管式乳化泵打一次循环得到改性沥青。
优选的是，所述的高性能协同体系阻燃沥青的制备方法中，将改性沥青和相容剂加入到高速剪切仪中在温度为140～180℃下搅拌2～16h，转速为2000～4500rpm；然后在同样的温度和搅拌条件下，将有机硅阻燃剂和协效剂在5min内匀速加入到高速剪切仪中继续搅拌3～5h，室温冷却后得到协同体系阻燃沥青。
本发明所述的高性能协同体系阻燃沥青中，有机硅阻燃剂与协效剂按一定比例配合使用，在提高了有机硅的阻燃效果的同时降低了生产成本。适当比例相容剂的加入使得有机硅阻燃剂、协效剂和沥青能很好得相容，获得了协同体系阻燃沥青，有效降低了沥青混凝土路面的可燃性。由于使用粉末丁苯橡胶作为改性剂，明显改善了阻燃沥青的感温性能和耐老化性能，扩大了阻燃沥青的使用范围，使其既可在高寒地区使用，也可在高温地区使用；同时加入了适量的硼酸锌，有效降低了沥青燃烧时烟雾的释放量。
具体实施方式
下面将对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
下面结合几个具体的实施例来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供一种高性能协同体系阻燃沥青，包括：
沥青，其为煤焦沥青、页岩沥青、石油沥青中的一种或几种，用量为100份；
阻燃剂，其为有机硅阻燃剂，用量为1～30份，所述有机硅阻燃剂与少量硼酸锌在温度为90℃时反应1.5h，得到抑烟有机硅阻燃剂；
协效剂，其为硬脂酸盐、硅酸钾、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、碳酸钙中的一种或几种，用量为1～20份；
相容剂，其为催化裂化油浆、重脱沥青油、溶剂精制抽出油、环烷油、白油和煤焦油馏分中的一种或几种，用量为2～15份；
改性剂，其为粉末丁苯橡胶，同时添加防老剂和隔离剂改善其性能，用量为2～4份。
所述的高性能协同体系阻燃沥青中，所述有机硅阻燃剂的粒径不大于150目。
所述的高性能协同体系阻燃沥青中，所述硼酸锌的用量为1～5份。
所述的高性能协同体系阻燃沥青中，所述有机硅阻燃剂为硅树脂阻燃剂或聚硅硼烷阻燃剂。
所述的高性能协同体系阻燃沥青，所述防老剂为N-苯基-N`-环己基对苯二胺和6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉。
所述的高性能协同体系阻燃沥青，其特征在于，所述隔离剂为滑石粉和改性硅油。
所述的高性能协同体系阻燃沥青的制备方法，将所述粉末丁苯橡胶缓慢加入130～150℃的热沥青中，同时进行搅拌，加料完毕待粉末充分搅拌均匀后，将温度提高至150～155℃进行高速剪切10～30min或胶体磨研磨一遍或用管式乳化泵打一次循环得到改性沥青。
所述的高性能协同体系阻燃沥青的制备方法中，将改性沥青和相容剂加入到高速剪切仪中在温度为140～180℃下搅拌2～16h，转速为2000～4500rpm；然后在同样的温度和搅拌条件下，将有机硅阻燃剂和协效剂在5min内匀速加入到高速剪切仪中继续搅拌3～5h，室温冷却后得到协同体系阻燃沥青。
实施例1：煤焦沥青100kg，粉末丁苯橡胶4kg，有机硅阻燃剂24kg，硬脂酸盐和硅酸钾16kg，催化裂化油浆和重脱沥青油12kg，硼酸锌4kg。将煤焦沥青、粉末丁苯橡胶、催化裂化油浆以及重脱沥青油加入到高速剪切仪中在温度为165℃下搅拌14h，转速为4000rpm；然后在同样的温度和搅拌条件下，将有机硅阻燃剂、硬脂酸盐、硅酸钾和硼酸锌在5min内匀速加入到高速剪切仪中继续搅拌5h，室温冷却后得到协同体系阻燃沥青。
实施例2：页岩沥青100kg，粉末丁苯橡胶3kg，有机硅阻燃剂18kg，二碱式亚磷酸铅和三碱式硫酸铅11kg，溶剂精制抽出油和环烷油9kg，硼酸锌3kg。将改性页岩沥青、粉末丁苯橡胶、溶剂精制抽出油以及环烷油加入到高速剪切仪中在温度为150℃下搅拌10h，转速为3500rpm；然后在同样的温度和搅拌条件下，将有机硅阻燃剂、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅和硼酸锌在5min内匀速加入到高速剪切仪中继续搅拌4h，室温冷却后得到协同体系阻燃沥青。
实施例3：煤焦沥青和石油沥青100kg，粉末丁苯橡胶2kg，有机硅阻燃剂10kg，碳酸钙7kg，白油和煤焦油馏分5kg，硼酸锌2kg。将煤焦沥青、石油沥青、粉末丁苯橡胶、白油和煤焦油馏分加入到高速剪切仪中在温度为140℃下搅拌6h，转速为2500rpm；然后在同样的温度和搅拌条件下，将有机硅阻燃剂、碳酸钙和硼酸锌在5min内匀速加入到高速剪切仪中继续搅拌3h，室温冷却后得到协同体系阻燃沥青。
本发明采用氧指数测定仪分别对实施例1、实施例2和实施例3中得到的协同体系阻燃沥青以及普通沥青的氧指数进行测定，结果见下表。
表1本发明实施例的协同体系阻燃沥青与普通沥青氧指数对照表
从上表可以看出，本发明的协同体系阻燃沥青氧指数明显高于普通沥青，阻燃性能高，属于难燃材料。
本发明在丁苯橡胶中同时添加防老剂N-苯基-N`-环己基对苯二胺和6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉以及隔离剂滑石粉和改性硅油，得到粉末丁苯橡胶，并将其用于阻燃沥青的改性，明显改善了阻燃沥青的感温性能和耐老化性能，扩大了阻燃沥青的使用范围，使其既可在高寒地区使用，也可在高温地区使用。一定配比相容剂的加入有效提高了阻燃剂和协效剂与沥青的融合，有利于阻燃剂和协效剂在沥青中均匀混合，进一步提高阻燃性能。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种高性能协同体系阻燃沥青，其特征在于，包括：
沥青，其为煤焦沥青、页岩沥青、石油沥青中的一种或几种，用量为100份；
阻燃剂，其为有机硅阻燃剂，用量为1～30份，所述有机硅阻燃剂与少量硼酸锌在温度为90℃时反应1.5h，得到抑烟有机硅阻燃剂；
协效剂，其为硬脂酸盐、硅酸钾、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、碳酸钙中的一种或几种，用量为1～20份；
相容剂，其为催化裂化油浆、重脱沥青油、溶剂精制抽出油、环烷油、白油和煤焦油馏分中的一种或几种，用量为2～15份；
改性剂，其为粉末丁苯橡胶，是在丁苯橡胶中同时添加防老剂和隔离剂得到，用量为2～4份。
2.如权利要求1所述的高性能协同体系阻燃沥青，其特征在于，所述有机硅阻燃剂的粒径不大于150目。
3.如权利要求1所述的高性能协同体系阻燃沥青，其特征在于，所述硼酸锌的用量为1～5份。
4.如权利要求1所述的高性能协同体系阻燃沥青，其特征在于，所述有机硅阻燃剂为硅树脂阻燃剂或聚硅硼烷阻燃剂。
5.如权利要求1所述的高性能协同体系阻燃沥青，其特征在于，所述防老剂为N-苯基-N`-环己基对苯二胺和6-乙氧基-2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉。
6.如权利要求1所述的高性能协同体系阻燃沥青，其特征在于，所述隔离剂为滑石粉和改性硅油。
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