CN106433161B - 路用阻燃橡胶沥青及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种路用沥青阻燃的改性废胶粉及其制备方法，包括基质沥青、废胶粉、聚磷酸铵、季戊四醇、木质素磺酸钠、橡胶胶乳。将聚磷酸铵、季戊四醇、木质素磺酸钠和橡胶胶乳共混，随后超声分散，共混乳液体系与废胶粉高速搅拌，制备的改性阻燃废胶粉烘干，将基质沥青熔融，加入改性的阻燃废胶粉，用高速剪切乳化机搅拌均匀。本方法制备的阻燃橡胶沥青中，橡胶胶乳能够对聚磷酸铵颗粒起到良好的稳定分散作用，有效的解决了阻燃剂易团聚，与基质沥青相容性差的问题，对聚磷酸铵/季戊四醇阻燃体系的阻燃反应具有促进作用。同时，本方法所用橡胶胶乳具有增强废胶粉颗粒与基质沥青相容性的作用，能有效防止沥青中填料的离析。

Description

路用阻燃橡胶沥青及制备方法
技术领域
本发明属于道路阻燃沥青技术领域，具体涉及一种路用阻燃橡胶沥青及制备方法。
背景技术
相比于传统的水泥混凝土路面材料，沥青材料具有噪音低，行车舒适性佳，抗湿滑性能好等优点，并被广泛应用于我国目前高等级公路的铺设中。由于我国各地区气候差异大，为了能满足不同地区的使用要求，我国发展了多种改性沥青的方法。其中，将废旧轮胎制成的废胶粉加入到沥青中，既可以改善沥青路面的使用性能，又可以提高废轮胎的回收利用率，是一种经济，可持续的方法。上世纪30年代，国外便开始将废胶粉沥青材料用于道路铺设，使得废胶粉沥青材料开始被重视。废胶粉沥青材料不仅能够提高路面高温，低温抗疲劳性能，降噪性能，还能提高路面的整体柔性，使路面的弹性变形能力增强，特别适合路用铺设防冻路面。
但是，由于沥青和废胶粉均具有可燃性，使得废胶粉沥青路面的防火安全问题越来越引起人们的重视。尤其是在在隧道工程中，由于通风条件差，一旦发生着火，因火势发展迅猛，将会严重威胁到人民的生命安全和财产安全。此外，燃烧释放的有毒气体会对人体造成巨大伤害，对环境也会造成严重污染。因此使用阻燃橡胶沥青是降低火灾损失，减少人员伤亡和国家经济损失非常有效的办法。
目前，阻燃剂类型已经从过去的含卤阻燃剂发展至如今的无卤阻燃剂，常用的无卤阻燃剂有氮、磷系无卤阻燃剂，如：聚磷酸铵，三聚氰胺等阻燃剂。阻燃橡胶沥青一般是将阻燃剂，废胶粉直接添加到沥青中，经过拌混制得阻燃橡胶沥青。但是，由于阻燃剂，废胶粉，沥青三者比重以及界面张力不同，使得三者的相容性差，阻燃剂不能均匀的分散在沥青中，容易发生离析，影响阻燃效果。并且废胶粉也难以在沥青中分散均匀，使得橡胶沥青路面的耐高、低温性能等明显降低。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足，提供一种利用橡胶胶乳分散阻燃剂颗粒的方法。其特点是：经胶乳分散的阻燃剂由于均匀吸附在胶乳粒子表面，使得其能够在与沥青混合的过程中，均匀的分散在熔融沥青当中，且由于胶乳粒子对阻燃剂的固定作用，使阻燃剂不会发生离析，并有效提高材料的阻燃性能。
此外，橡胶胶乳能够作为废胶粉与沥青二者间的外掺剂，替代传统的芳香烃轻质油，增强废胶粉与沥青之间的相容性。这是因为含有这些胶乳粒子的废胶粉更容易在高温熔融沥青中溶胀并分散到沥青中。
本发明的目的采用以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。
基质沥青可根据具体使用要求确定，如70号沥青，90号沥青等。
废胶粉主要来源是废轮胎，废胶粉目数为20～80目。
橡胶胶乳为丁苯胶乳、顺丁胶乳、天然胶乳、环氧天然胶乳中至少一种。
路用阻燃橡胶沥青的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚磷酸铵、季戊四醇、木质素磺酸钠和橡胶胶乳按比例共混，并超声10～20min；
(2)将混合乳液与废胶粉按比例共混，用高速搅拌机搅拌10～20min，搅拌结束后在60℃下烘干12h；
(3)将基质沥青熔融，温度保持在150～180℃；
(4)将步骤(2)改性的阻燃废胶粉与熔融基质沥青按比例混合，温度保持在150～180℃，用高速剪切乳化机在3500～5000r/min下剪切20～60min。
本方法制备的阻燃橡胶沥青中，橡胶胶乳能够对聚磷酸铵颗粒起到良好的稳定分散作用，有效的解决了阻燃剂易团聚，与基质沥青相容性差的问题，对聚磷酸铵/季戊四醇阻燃体系的阻燃反应具有促进作用。同时，本方法所用橡胶胶乳具有增强废胶粉颗粒与基质沥青相容性的作用，能有效防止沥青中填料的离析。
本发明路用阻燃橡胶沥青的制备方法包括首先按比例将聚磷酸铵、季戊四醇、木质素磺酸钠和橡胶胶乳共混，随后超声分散，使聚磷酸铵均匀分散在橡胶胶乳中。然后按比例将共混乳液体系与废胶粉一同加入高速搅拌机中高速搅拌，使乳液充分均匀吸附于废胶粉颗粒表面。随后，将制备的改性阻燃废胶粉烘干。最后，将基质沥青熔融，并按比例加入改性的阻燃废胶粉，用高速剪切乳化机搅拌均匀即可。
本发明具有如下优点：
本发明提供的路用阻燃橡胶沥青及其制备方法，所得产品阻燃橡胶沥青相容性好，阻燃效果良好，燃烧时不产生卤化氢等有毒气体，对人体伤害小并且对环境污染小；并且制备工艺简单，成本较低。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。
实施例1：
按质量称取基质沥青AH-70 100份，聚磷酸铵9份，季戊四醇2.25份，废胶粉18份，木质素磺酸钠5份，丁苯胶乳2份。
首先将聚磷酸铵、季戊四醇、木质素磺酸钠、丁苯胶乳共混，超声10min。然后将混合乳液与废胶粉混合，加入高速搅拌机中搅拌10min，搅拌结束后在60℃下烘干12h。将基质沥青熔融至160℃，并加入烘干后的改性废胶粉，用高速剪切乳化机在3500～5000r/min下剪切60min，使胶粉在沥青中充分溶胀。得到阻燃橡胶沥青。
实施例2：
按质量称取基质沥青AH-70 100份，聚磷酸铵6份，季戊四醇1.5份，废胶粉18份，木质素磺酸钠3份，丁苯胶乳2份。制备过程同实施例1。
实施例3：
按质量称取基质沥青AH-70 100份，聚磷酸铵3份，季戊四醇0.75份，废胶粉18份，木质素磺酸钠1.5份，丁苯胶乳2份。制备过程同实施例1。
比较例1：
按质量称取基质沥青AH-70 100份，聚磷酸铵9份，季戊四醇2.25份，废胶粉18份。
将基质沥青熔融至160℃，并按比例加入废胶粉，聚磷酸铵，季戊四醇，用高速剪切乳化机在3500～5000r/min下剪切60min，使胶粉在沥青中充分溶胀。得到阻燃橡胶沥青。
实施例与比较例的数据见下表：
表1检验结果
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 标准AH-70
针入度25℃(ddm) 70.2 68.5 67.1 68.3 60-80
软化点(℃) 51.5 50.6 48.2 52.1 ≥46
延度15℃(cm) ≥100 ≥100 ≥100 ≥100 ≥100
极限氧指数，％ 31.8 29.7 27.3 26 /
从上表可以看出，本发明制备的阻燃橡胶沥青的极限氧指数均高于比较例的极限氧指数。且阻燃效果良好。阻燃橡胶沥青的针入度，软化点，延度均符合重交道路石油沥青GB/T15180-2000的规定。

Claims (4)

1.路用阻燃橡胶沥青的制备方法，其特征在于，包括以下过程：
(1)将聚磷酸铵、季戊四醇、木质素磺酸钠和橡胶胶乳按比例共混，并超声10～20min；
物料按重量份：
(2)将混合乳液与废胶粉按比例共混，用高速搅拌机搅拌10～20min，搅拌结束后在60℃下烘干12h；
物料按重量份：
废胶粉 15～30份；
(3)将基质沥青熔融，温度保持在150～180℃；
物料按重量份：
基质沥青 100份；
(4)将步骤(2)改性的阻燃废胶粉与熔融基质沥青按比例混合，温度保持在150～180℃，用高速剪切乳化机在3500～5000r/min下剪切20～60min。
2.如权利要求1所述的路用阻燃橡胶沥青的制备方法，其特征在于：所述的基质沥青为70号或者90号沥青。
3.如权利要求1所述的路用阻燃橡胶沥青的制备方法，其特征在于：所述的废胶粉目数为20～80目。
4.如权利要求1所述的路用阻燃橡胶沥青的制备方法，其特征在于：所述的橡胶胶乳为丁苯胶乳、顺丁胶乳、天然胶乳、环氧天然胶乳中的至少一种。
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