CN103253884B - 一种沥青混合料用复合阻燃剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种沥青混合料用复合阻燃剂，由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵20～23份，三聚氰胺5～8份，季戊四醇1～3份，氯化石蜡-706～9份，硼酸锌3～6份，干粉界面剂0.3～0.6份。本发明沥青混合料用复合阻燃剂具有优良的阻燃性能，能够使沥青混合料的极限氧指数高达25%以上，并且在沥青混合料的燃烧过程中无有毒、有害气体产生，具有高效、环保的显著特点。本发明制备工艺简单，生产成本低廉，具有广泛的经济适用性。
Description
技术领域
本发明属于道路沥青材料技术领域，具体涉及一种沥青混合料用复合阻燃剂。
背景技术
路面铺装是高等级公路建设的重要组成部分，目前高速公路使用的道路铺装材料主要是水泥混凝土路面与沥青路面。与水泥混凝土路面材料相比，沥青路面材料具有行车舒适、噪音低、抗滑性能好、交通安全性高等特点。但是由于沥青具有可燃性，在隧道工程中，特别是大型公路隧道中使用存在一定的火灾安全隐患。
沥青路面阻燃技术的发展经历了氯化石蜡/氧化锑阻燃系统、反应型阻燃剂、添加型阻燃剂、膨胀型阻燃剂、无卤阻燃剂、本质阻燃高聚物、聚合物/无机物纳米复合材料等几个阶段。从目前对阻燃剂的要求来看，阻燃剂的发展方向已从单独的阻燃向阻燃、抑烟、低毒、环保的综合作用方向发展。
尽管我国在阻燃剂及阻燃材料研究上起步较晚，但近年发展极快，目前已获得了很多研究成果，也涌现出了大批的阻燃剂产品，比如已公开的专利CN101891416A、CN101153116A、CN102660048A、CN102532921A、CN101830670A、CN101817936A、CN102453332A、CN102173631A、CN101624474A、CN101709123A等。然而每种阻燃剂的阻燃效果不尽相同。单一的无机或有机类阻燃材料的阻燃效率通常较低，而复合类阻燃产品则加工过程较为复杂。除此之外，部分复合类产品更以国际上已禁用的溴系阻燃剂为基础，以致于环保性能较差；另有部分复合类产品的成分种类较多，制备工艺繁杂，生产成本较高，严重影响了其在隧道路面或井下巷道路面上的推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种制造方便、成本低廉且高效环保的沥青混合料用复合阻燃剂。该复合阻燃剂具有优良的阻燃性能，能够使沥青混合料的极限氧指数高达25%以上。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种沥青混合料用复合阻燃剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵20～23份，三聚氰胺5～8份，季戊四醇1～3份，氯化石蜡-706～9份，硼酸锌3～6份，干粉界面剂0.3～0.6份。
上述的一种沥青混合料用复合阻燃剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵22份，三聚氰胺6份，季戊四醇1.5份，氯化石蜡-707份，硼酸锌4份，干粉界面剂0.4份。
上述的一种沥青混合料用复合阻燃剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵21份，三聚氰胺7份，季戊四醇2份，氯化石蜡-708份，硼酸锌5份，干粉界面剂0.5份。
上述的一种沥青混合料用复合阻燃剂，其特征在于，所述干粉界面剂为可再分散性乳胶粉。
上述的一种沥青混合料用复合阻燃剂，其特征在于，所述球磨的速率为300r/min～500r/min，所述球磨的时间为30min～45min。
本发明沥青混合料用复合阻燃剂的使用方法为：将本发明沥青混合料用复合阻燃剂在沥青混合料的热拌或温拌过程中直接投入拌和楼中，与沥青和矿料拌合均匀即可；本发明沥青混合料用复合阻燃剂的添加量为沥青重量的8%～10%。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）本发明采用聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇、氯化石蜡-70、硼酸锌和干粉界面剂为原料制备沥青混合料用复合阻燃剂；其中，聚磷酸铵为白色粉末，25℃水中的溶解度小于0.5g/mL，具有良好的热稳定性，能够促进多羟基化合物脱水炭化，最终形成具有一定厚度的不易燃烧的炭质层，因此聚磷酸铵为本发明沥青混合料用复合阻燃剂的脱水剂；三聚氰胺为白色单斜晶粉末，20℃水中的溶解度小于3.3g/mL，熔点为354℃，在被阻燃系统中受热时，分解释放出大量无毒并能灭火的气体，同时发生膨胀并形成海绵状细泡结构的化合物，故三聚氰胺为本发明沥青混合料用复合阻燃剂的发泡剂；季戊四醇为白色粉末状结晶，15℃时1g季戊四醇可溶于18mL水，熔点为261℃～262℃，在燃烧过程中能被脱水剂夺走水分而被炭化，是本发明沥青混合料用复合阻燃剂的成炭剂，也是形成泡沫炭化层的物质基础；氯化石蜡-70为白色或淡黄色粉末状树脂，不溶于水，具有较高的阻燃性能，能够有效提高本发明沥青混合料用复合阻燃剂的协同阻燃效果；硼酸锌为白色或淡黄色粉末，不溶于水，具有热稳定性好、分散性好、无毒等特点，不但能够提高本发明沥青混合料用复合阻燃剂的阻燃效果，还可以起到协效抑烟的作用；干粉界面剂一般是由醋酸乙烯-乙烯制成的具有优良耐水性和耐老化性的粘接性材料，能够显著增强添加本发明沥青混合料用复合阻燃剂的沥青混合料的粘接力，本发明中所述干粉界面剂优选为可再分散性乳胶粉。
（2）本发明沥青混合料用复合阻燃剂的各组份均为固体无毒粉末，容易混合均匀，制备方法和使用工艺简便易行。
（3）本发明沥青混合料用复合阻燃剂具有优良的阻燃性能，能够使添加本发明沥青混合料用复合阻燃剂的沥青混合料的极限氧指数高达25%以上，并且在沥青混合料燃烧过程中无有毒、有害气体产生，更加高效环保。
（4）本发明沥青混合料用复合阻燃剂成本低廉，制备方法简单，具有更好的经济性。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例沥青混合料用复合阻燃剂由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵22份，三聚氰胺6份，季戊四醇1.5份，氯化石蜡-707份，硼酸锌4份，干粉界面剂0.4份；优选地，所述干粉界面剂为可再分散性乳胶粉，所述球磨的速率为350r/min，所述球磨的时间为35min。
实施例2
本实施例沥青混合料用复合阻燃剂由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵21份，三聚氰胺7份，季戊四醇2份，氯化石蜡-708份，硼酸锌5份，干粉界面剂0.5份；优选地，所述干粉界面剂为可再分散性乳胶粉，所述球磨的速率为360r/min，所述球磨的时间为38min。
实施例3
本实施例沥青混合料用复合阻燃剂由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵20份，三聚氰胺5份，季戊四醇3份，氯化石蜡-709份，硼酸锌6份，干粉界面剂0.3份；优选地，所述干粉界面剂为可再分散性乳胶粉，所述球磨的速率为420r/min，所述球磨的时间为32min。
实施例4
本实施例沥青混合料用复合阻燃剂由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵23份，三聚氰胺8份，季戊四醇1份，氯化石蜡-706份，硼酸锌3份，干粉界面剂0.6份；优选地，所述干粉界面剂为可再分散性乳胶粉，所述球磨的速率为500r/min，所述球磨的时间为30min。
实施例5
本实施例沥青混合料用复合阻燃剂由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵21份，三聚氰胺6份，季戊四醇2份，氯化石蜡-707份，硼酸锌5份，干粉界面剂0.4份；优选地，所述干粉界面剂为可再分散性乳胶粉，所述球磨的速率为300r/min，所述球磨的时间为45min。
分别将本发明实施例1至5制备的沥青混合料用复合阻燃剂与SBS改性沥青以及矿料热拌均匀得到添加本发明沥青混合料用复合阻燃剂的SBS改性阻燃沥青混合料，其中本发明沥青混合料用复合阻燃剂的添加量为SBS改性沥青重量的8%。将SBS改性沥青与矿料热拌均匀得到不添加阻燃剂的SBS改性沥青混合料。添加本发明沥青混合料用复合阻燃剂的SBS改性阻燃沥青混合料与不添加阻燃剂的SBS改性沥青混合料的最佳油石比均为4.7%，SBS改性沥青的技术指标如表1所示，矿料级配如表2所示。
表1SBS改性沥青的技术要求及检测结果
表2沥青混合料的矿料级配组成
按照NB/SH/T0815-2010《沥青燃烧性能测定—氧指数法》的相关技术要求，分别对不添加阻燃剂的SBS改性沥青混合料与添加本发明沥青混合料用复合阻燃剂的SBS改性阻燃沥青混合料进行极限氧指数试验以及路用性能试验，测试结果见表3。
表3添加本发明沥青混合料用复合阻燃剂的SBS改性阻燃沥青混合料与不添加阻燃剂的SBS改性沥青混合料的性能对比测试结果
由表3可知，将本发明沥青混合料用复合阻燃剂添加至沥青混合料中，本发明沥青混合料用复合阻燃剂能够使沥青混合料的极限氧指数高达25%以上，说明本发明沥青混合料用复合阻燃剂具有优良的阻燃性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种沥青混合料用复合阻燃剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵22份，三聚氰胺6份，季戊四醇1.5份，氯化石蜡-70 7份，硼酸锌4份，干粉界面剂0.4份。
2.一种沥青混合料用复合阻燃剂，其特征在于，由以下重量份的原料混合球磨而成：聚磷酸铵21份，三聚氰胺7份，季戊四醇2份，氯化石蜡-70 8份，硼酸锌5份，干粉界面剂0.5份。
3.根据权利要求1或2所述的一种沥青混合料用复合阻燃剂，其特征在于，所述干粉界面剂为可再分散性乳胶粉。
4.根据权利要求1或2所述的一种沥青混合料用复合阻燃剂，其特征在于，所述球磨的速率为300r/min~500r/min，所述球磨的时间为30min~45min。
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