專利名稱：一種路用阻燃瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瀝青，更具體的說，本發(fā)明涉及的是一種路用阻燃瀝青。
背景技術(shù)：
瀝青是石油煉制的最終產(chǎn)品，是建筑上廣泛采用的廉價而豐富的建筑材料，用于防水、防潮、防腐、防銹、防滲漏等。它的某些性能是合成橡膠、合成樹脂所不能比擬的。但是，瀝青有容易燃燒、燃燒產(chǎn)生大量黑煙、受熱熔滴、流淌的特點，具有很大的火災(zāi)危險性，其應(yīng)用也受到一定的限制。為此，瀝青的難燃化研究具有很大的現(xiàn)實意義。
隨著道路使用者對路面行駛質(zhì)量要求的提高，平整、耐磨、低噪音的瀝青混凝土路面可能代替水泥混凝土路面，而逐漸成為隧道路面的發(fā)展主流。而根據(jù)國內(nèi)外的報道可知在隧道中瀝青路面的使用過程中，交通事故造成的火災(zāi)是隧道路面使用過程中必須注意的一個問題。當隧道內(nèi)發(fā)生交通事故后，引起路面著火，因火勢發(fā)展迅猛，人員來不及疏散導致更大的人員傷亡，對國家和人民生命財產(chǎn)造成不必要的損失.另外，瀝青著火時產(chǎn)生大量黑煙，又對環(huán)境造成了嚴重污染。
瀝青的難燃化技術(shù)是近幾年來各國消防界保險界所共同關(guān)心的熱門話題。國外對阻燃材料的研究，主要是用于阻燃織物、建筑油氈、阻燃建材、消防隊員所用服裝等方面，應(yīng)用于路用瀝青阻燃的尚沒見。國內(nèi)對阻燃瀝青的研究主要是用于建筑油氈，用于道路中尚沒見。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了提供一種燃燒時的氧指數(shù)、煙密度及煙氣等級符合國家對于阻燃材料的相關(guān)規(guī)定的路用阻燃瀝青。本發(fā)明的另一目的是提供上述路用阻燃瀝青的制備方法。
一種路用阻燃瀝青，按重量份組成為重交通道路石油瀝青75份～85份；十溴聯(lián)苯醚3份～8份；硼酸鋅6份～9份；氫氧化鎂4份～8份；改性劑0.5份～1.5份。
上述路用阻燃瀝青組份中的重交通道路石油瀝青為AH-90或AH-130，使用AH-90可以制備符合AH-70標準的阻燃瀝青，使用AH-130可以制備符合AH-90標準的阻燃瀝青。
上述路用阻燃瀝青組分中，十溴聯(lián)苯醚是阻燃劑；氫氧化鎂為阻燃抑煙劑；硼酸鋅是一種具有協(xié)同效應(yīng)的阻燃劑，也是一種抑煙劑；改性劑選用丁苯橡膠，它改善阻燃瀝青的感溫性能。
上述路用阻燃瀝青的制備方法，包括如下步驟1)熔融重交通道路石油瀝青使一定重量的重交通道路石油瀝青保持在80℃，達到熔融狀態(tài)；2)加入添加劑在熔融瀝青中按量加入十溴聯(lián)苯醚、氫氧化鎂、硼酸鋅，且邊加入邊攪拌，使得各組份混合均勻；
3)加入改性劑然后加入改性劑，一邊加入改性劑，一邊用高速剪切機在1000r/min下剪切10min，使改性劑溶脹，再繼續(xù)在3000～4000r/min下高速剪切30min，改性劑在剪切作用下逐漸變細，最終以細小顆粒均勻分布于瀝青中，剪切起始溫度為120℃～130℃，在剪切過程中，阻燃瀝青會逐漸的升溫，升溫不能超過170℃，最后得到路用阻燃瀝青。
本發(fā)明的阻燃瀝青具有較高的氧指數(shù)，在燃燒時，一方面能生成HBr，具有氣相屏蔽的阻燃效果；另一方面能促進碳化物的形成，從而在燃燒表面形成穩(wěn)定的碳化層，是燃燒終止，產(chǎn)生自熄現(xiàn)象。如果阻燃瀝青路面發(fā)生火災(zāi)，人員傷亡和財產(chǎn)損失都會較少，阻燃瀝青具有較廣闊的應(yīng)用前景和良好的社會經(jīng)濟效益。阻燃瀝青制備方法簡單，有效，經(jīng)濟，且使用方便，適用面廣。
具體實施方式阻燃劑通過物理或化學作用，在火焰區(qū)和凝相區(qū)對燃燒過程進行干擾，以實現(xiàn)降低燃燒速度，達到阻燃的目的。其一般是通過下面一種或幾種途徑達到阻燃目的吸熱效應(yīng)、覆蓋隔離效應(yīng)、轉(zhuǎn)移效應(yīng)、抑制放應(yīng)、協(xié)同效應(yīng)。阻燃劑的阻燃機理概括為阻隔熱量機理、氣相阻燃機理、凝固相阻燃機理。
十溴聯(lián)苯醚的阻燃機理是一方面由于受熱分解產(chǎn)生了鹵化氫氣體，捕獲了瀝青燃燒裂解時產(chǎn)生的活性很大的游離基HO·，切斷了游離基H0·的連鎖反應(yīng)，使瀝青的燃燒速度大大降低；另一方面，由于該阻燃劑是炭化物生成的促進劑，當加入一定量以后，炭化物的生成速度大于炭化物滴落速度，從而在燃燒表面形成了穩(wěn)定的炭化層，產(chǎn)生自熄現(xiàn)象，使燃燒終止；氫氧化鎂阻燃抑煙的機理是它們在物質(zhì)燃燒的初期主要發(fā)生吸熱分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量的水，水進一步蒸發(fā)吸收大量的熱能，起到降低燃燒體系溫度和稀釋體系中氧濃度的作用。硼酸鋅的阻燃機理硼酸鋅可同時在凝聚相及氣相發(fā)揮阻燃作用。它在高溫下熔化，形成玻璃態(tài)包覆層，隨后在高溫下脫水，水的蒸發(fā)吸熱及水蒸汽的其他作用，有助于使燃燒自熄。脫水后的硼酸鋅可促進無機碳層的形成，難于點燃和燃燒，且具有隔絕作用。當硼酸鋅與鹵系阻燃劑并用時，可與阻燃劑本身及阻燃劑分解產(chǎn)生的鹵化氫反應(yīng)。在鹵素化合物存在下，生成鹵化硼、鹵化鋅，抑制和捕獲游離的羥基，阻止燃燒連鎖反應(yīng)，同時形成固相覆蓋層，隔絕燃燒表面的空氣，阻止火焰繼續(xù)燃燒并能發(fā)揮消煙滅火作用。
實施例中使用的各組份及符合的標準或生產(chǎn)廠家為試利名稱 符合的標準或生產(chǎn)廠家重交通道路石油瀝青AH-90和AH-130符合GB/T15180-2000標準氫氧化鎂(1000目) 濟南泰星精細化工有限公司十溴聯(lián)苯醚 濟南泰星精細化工有限公司硼酸鋅 濟南泰星精細化工有限公司改性劑，丁苯橡膠(SBR) 淄博高氏科工貿(mào)有限公司實施例1按重量稱取重交通道路石油瀝青AH-90，75份；十溴聯(lián)苯醚8份；硼酸鋅8份；氫氧化鎂8份；改性劑0.5份。
首先將重交通道路石油瀝青AH-90在恒溫80℃時熔融，在熔融瀝青中加入十溴聯(lián)苯醚、氫氧化鎂、硼酸鋅，且邊加入邊攪拌，使得各組份能夠均勻的混合在瀝青中，然后加入改性劑，一邊加入改性劑，一邊用高速剪切機在1000r/min下剪切10min，使改性劑溶脹，再繼續(xù)在3000～4000r/min下高速剪切30min，改性劑在剪切作用下逐漸變細，最終以細小顆粒均勻分布于瀝青中，剪切起始溫度為120℃～130℃，在剪切過程中，阻燃瀝青會逐漸的升溫，升溫不能超過170℃，最后得到AH-70路用阻燃瀝青。
實施例2按重量稱取重交通道路石油瀝青AH-90，80份；十溴聯(lián)苯醚5份；硼酸鋅9份；氫氧化鎂5份；改性劑1份。制備過程同實施例1，最后得到AH-70路用阻燃瀝青。
實施例3按重量稱取重交通道路石油瀝青AH-90，85份；十溴聯(lián)苯醚3.0份；硼酸鋅6份；氫氧化鎂4份；改性劑1.5份。制備過程同實施例1，最后得到AH-70路用阻燃瀝青。
實施例4按重量稱取重交通道路石油瀝青AH-130，80份；十溴聯(lián)苯醚5份；硼酸鋅9份；氫氧化鎂5份；改性劑1份。制備過程同實施例1，最后得到AH-90路用阻燃瀝青。
實施例5按重量稱取重交通道路石油瀝青AH-130，85份；十溴聯(lián)苯醚3.5份；硼酸鋅6份；氫氧化鎂5份；改性劑1.5份。制備過程同實施例1，最后得到AH-90路用阻燃瀝青。
實施例中得到的阻燃瀝青按下列標準測試針入度GB/T4509、軟化點GB/T4507、延度GB/T4508、石油產(chǎn)品閃點與燃點測定法(開口杯法)GB/T267、含蠟量SH/T 0625、薄膜烘箱試驗GB/T 5304、氧指數(shù)法GB2406-93、煙密度GB/T 8627-1999、材料產(chǎn)煙毒性分級GA 132-1996，所得數(shù)據(jù)如下表
從上表中可看出，按本發(fā)明制備的阻燃瀝青的延度、針入度和軟化點都達到了重交通道路石油瀝青GB/T15180-2000中規(guī)定的要求，并且氧指數(shù)都大于27，煙密度都小于75，煙氣毒性等級為準安全一級(ZA1)，達到了國家對阻燃材料的相關(guān)要求。
在阻燃瀝青的實際使用中，按上述步驟調(diào)配好阻燃瀝青后，在拌和混合料的過程中，還可以向礦料中加入抑煙劑氫氧化鋁，加入量為阻燃瀝青重量的8％～12％，加入后抑煙效果更好。如果將氫氧化鋁直接加入阻燃瀝青中將引起嚴重的離析現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種路用阻燃瀝青，按重量份組成為重交通道路石油瀝青75份～85份；十溴聯(lián)苯醚3份～8份；硼酸鋅6份～9份；氫氧化鎂4份～8份；改性劑0.5份～1.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路用阻燃瀝青，組份中的重交通道路石油瀝青為AH-90或AH-130，使用AH-90可以制備符合AH-70標準的阻燃瀝青，使用AH-130可以制備符合AH-90標準的阻燃瀝青。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的路用阻燃瀝青，改性劑選用丁苯橡膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的路用阻燃瀝青的制備方法，包括如下步驟1)熔融重交通道路石油瀝青使一定重量的重交通道路石油瀝青保持在80℃，達到熔融狀態(tài)；2)加入添加劑在熔融瀝青中按量加入十溴聯(lián)苯醚、氫氧化鎂、硼酸鋅，且邊加入邊攪拌，使得各組份混合均勻；3)加入改性劑然后加入改性劑，一邊加入改性劑，一邊用高速剪切機在1000r/min下剪切10min，使改性劑溶脹，再繼續(xù)在3000～4000r/min下高速剪切30min，改性劑在剪切作用下逐漸變細，最終以細小顆粒均勻分布于瀝青中，剪切起始溫度為120℃～130℃，在剪切過程中，阻燃瀝青會逐漸的升溫，升溫不能超過170℃，最后得到路用阻燃瀝青。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種路用阻燃瀝青，按重量份組成為重交通道路石油瀝青75份～85份；十溴聯(lián)苯醚3份～8份；硼酸鋅6份～9份；氫氧化鎂4份～8份；改性劑0.5份～1.5份。重交通道路石油瀝青為AH－90或AH－130，使用AH－90可以制備符合AH－70標準的阻燃瀝青，使用AH－130可以制備符合AH－90標準的阻燃瀝青。本發(fā)明還公開了該阻燃瀝青的制備方法。本發(fā)明的阻燃瀝青具有較高的氧指數(shù)，在燃燒時，一方面能生成HBr，具有氣相屏蔽的阻燃效果；另一方面能促進碳化物的形成，從而在燃燒表面形成穩(wěn)定的碳化層，是燃燒終止，產(chǎn)生自熄現(xiàn)象。如果阻燃瀝青路面發(fā)生火災(zāi)，人員傷亡和財產(chǎn)損失都會較少，阻燃瀝青具有較廣闊的應(yīng)用前景和良好的社會經(jīng)濟效益。阻燃瀝青制備方法簡單，有效，經(jīng)濟，且使用方便，適用面廣。
文檔編號E01C7/00GK101077934SQ20061008237
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者張萍, 何唯平 申請人:深圳市海川實業(yè)股份有限公司, 深圳海川工程科技有限公司