CN1935903B - 一种无卤型路用阻燃沥青 - Google Patents

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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50份～70份；密胺磷酸盐9份～15份；硼酸锌2份～7份；三氧化二锑2份～7份；氢氧化镁4份～10份；氢氧化铝4份～10份；调和剂2份～3.5份；改性剂0.5份～1.5份；偶联剂0.3份～0.8份。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，具有较广阔的应用前景和良好的社会经济效益。制备方法简单，有效，经济，且使用方便，适用面广。

Description

一种无卤型路用阻燃沥青
【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50份～70份；密胺磷酸盐9份～15份；硼酸锌2份～7份；三氧化二锑2份～7份；氢氧化镁4份～10份；氢氧化铝4份～10份；调和剂2份～3.5份；改性剂0.5份～1.5份；偶联剂0.3份～0.8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-70。
在上述无卤型阻燃沥青组份中，密胺磷酸盐是阻燃剂；硼酸锌是辅助阻燃剂，三氧化二锑和硼酸锌有协同效应，当两者的重量比为1∶1时，具有最佳的协同作用，使两种物质的阻燃性都能充分的发挥；氢氧化镁和氢氧化铝起阻燃抑烟作用，两者同时使用比单独使用其一效果好，当两者重量比为1∶1时阻燃抑烟效果最好；偶联剂选用钛酸酯类，可以使硼酸锌、三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝更好的分散在体系中；改性剂选用丁苯橡胶，它改善阻燃沥青的延度；调和剂可以改善阻燃沥青的针入度、软化点等指标，调和剂选用抽出油，抽出油的理化指标如下表所列：
Figure G05137414220051009D000021
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：使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磷酸盐、硼酸锌、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、偶联剂和调和剂，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，使改性剂融胀，再继续在5000～6000r/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80℃，在剪切过程中，阻燃沥青会逐渐的升温，升温不能超过120℃，最后得到无卤型路用阻燃沥青。
本发明的无卤型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，具有较广阔的应用前景和良好的社会经济效益。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】
磷化物的阻燃机理首先是含磷阻燃剂在加热熔融时产生粘稠状的玻璃体磷酸与偏磷酸，它们能牢固地覆盖在燃烧物的表面，将空气与基材隔绝，起到阻止燃烧的作用；其次是磷酸与多聚磷酸有极强的脱水性，能促使正碳离子形成三维空间的不易燃烧的碳质壳层，减少了易燃焦油的产生。
实施例中使用的各组份为：
试剂名称                           符合的标准或生产厂家
重交通道路石油沥青AH-70和AH-90     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
氢氧化铝(1000目)                   济南泰星精细化工有限公司
密胺磷酸盐                         济南泰星精细化工有限公司
三氧化二锑                         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
偶联剂：钛酸酯TC-114     安徽泰昌化工有限公司
改性剂：丁苯橡胶(SBR)    淄博高氏科工贸有限公司
调和剂：抽出油           理化指标符合下表所列
Figure G05137414220051009D000031
实施例1：
按重量称取：重交通道路石油沥青AH-70 50份；密胺磷酸盐12份；硼酸锌7份；三氧化二锑7份；氢氧化镁10份；氢氧化铝10份；调和剂3.5份；改性剂1.5份；偶联剂0.8份。
首先将重交通道路石油沥青AH-70在恒温80℃时熔融，在熔融沥青中加入密胺磷酸盐、硼酸锌、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、偶联剂和调和剂，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，使改性剂融胀，再继续在5000～6000r/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，这样制成阻燃沥青。
实施例2：
按重量称取：重交通道路石油沥青AH-70 70份；密胺磷酸盐10份；硼酸锌2份；三氧化二锑2份；、氢氧化镁4份；氢氧化铝4份；调和剂2份；改性剂0.5份；偶联剂0.3份。制备过程同实施例1。
实施例3：
按重量称取：重交通道路石油沥青AH-70 60份；密胺磷酸盐12份；硼酸锌4.5份；三氧化二锑4.5份；氢氧化镁7份；氢氧化铝7份；调和剂2.8份；改性剂1份；偶联剂0.55份。制备过程同实施例1。
实施例4：
按重量称取：重交通道路石油沥青AH-90 65份；密胺磷酸盐15份；硼酸锌4.5份；三氧化二锑4.5份；氢氧化镁4份；氢氧化铝4份；调和剂3.5份；改性剂1份；偶联剂0.3份。制备过程同实施例1。
实施例5：
按重量称取：重交通道路石油沥青AH-90 55份；密胺磷酸盐9份；硼酸锌7份；三氧化二锑7份；氢氧化镁10份；氢氧化铝10份；调和剂2.8份；改性剂1份；偶联剂0.55份。制备过程同实施例1。
实施例中得到的无卤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、氧指数法GB2406-93、烟密度GB/T 8627-1999、材料产烟毒性分级GA 132-1996，所得数据如下表：
从上表中可看出，按本发明制备的无卤型阻燃沥青的延度、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。

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50份～70份；密胺磷酸盐9份～15份；硼酸锌2份～7份；三氧化二锑2份～7份；氢氧化镁4份～10份；氢氧化铝4份～10份；调和剂2份～3.5份；改性剂0.5份～1.5份；偶联剂0.3份～0.8份；所述重交通道路石油沥青为AH-70，所述偶联剂选用钛酸酯类，所述改性剂选用丁苯橡胶，所述调和剂选用抽出油，所述抽出油的理化指标符合以下要求：颜色为黑褐色，状态为粘稠液体，按GB/T 260-88检测方法水分含量小于2.0m％，按GB1884-92检测方法密度ρ为0.9400～0.980020/g·cm-3，按GB/T 265-88检测方法运动粘度v大于10040℃/mm2·s-1，按ASTM D4124检测方法四组分中饱和分含量为20～25m％、芳香分含量为50～60m％、胶质含量为15～25m％、沥青质含量为1～3m％。
2.根据权利要求1所述的无卤型路用阻燃沥青，其特征在于，组份中三氧化二锑和硼酸锌的重量比为1∶1。
3.根据权利要求1所述的无卤型路用阻燃沥青，其特征在于，组份中氢氧化镁和氢氧化铝的重量比为1∶1。
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，其特征在于，包括如下步骤：
1)熔融重交通道路石油沥青：使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磷酸盐、硼酸锌、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、偶联剂和调和剂，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，使改性剂融胀，再继续在5000～6000r/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80℃，在剪切过程中，阻燃沥青会逐渐的升温，升温不能超过120℃，最后得到无卤型路用阻燃沥青。
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Assignee: Shenzhen Oceanpower New Material Technology Co., Ltd.

Assignor: Haichuan Industry Co., Ltd., Shenzhen

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Denomination of invention: Halogen-free roadfire-resistant asphalt

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License type: Exclusive License

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Record date: 20120418

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