專利名稱：一種環(huán)保路用阻燃抑煙瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浙青材料的組合物及其制備方法，具體的說，是涉及一種路用阻燃抑煙浙青及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國高等級公路正逐步從平原微丘區(qū)向山嶺重丘區(qū)延伸，因此隧道的建設(shè)取得了快速發(fā)展。浙青路面材料因其具有行車舒適、噪音低、交通安全性高等優(yōu)點(diǎn)而廣泛在隧道路面中應(yīng)用。但在隧道交通不斷改善的同時，隧道火災(zāi)事故的風(fēng)險也在不斷增加。當(dāng)隧道中由于故障車輛相撞、車載貨物自燃等事故發(fā)生時極易造成隧道火災(zāi)事故。一旦隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，浙青將會參與燃燒而產(chǎn)生大量的煙，使隧道內(nèi)能見度急劇下降；同時會伴有高溫和毒氣，給安全疏散和救援工作帶來很大困難，其后果不堪設(shè)想。因此，為了保障隧道的使用安全，隧道的防火救災(zāi)問題就顯得更為重要。目前，隧道浙青路面阻燃領(lǐng)域主要采用鹵-銻、磷-氮、鹵-磷協(xié)效等阻燃劑與熱浙青混合制備成成品使用，雖然阻燃效果明顯，但仍然存在氧指數(shù)測試結(jié)果差異較大、阻燃劑毒性大和浙青燃燒發(fā)煙量大等一系列問題。因此，開發(fā)一種環(huán)保型的阻燃抑煙浙青是現(xiàn)今亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有路用阻燃浙青阻燃劑毒性大、浙青燃燒發(fā)煙量大、成本高、施工要求高等技術(shù)問題，提供一種環(huán)保路用阻燃抑煙浙青及其制備方法，能夠符合公路隧道的浙青路面使用要求。 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種環(huán)保路用阻燃抑煙浙青，按重量份由以下組分組成
基礎(chǔ)瀝青100份
水滑石粉2 10份
氫氧化IS和/或氣氧化鎂10~20份
消煙劑O 5份
偶聯(lián)劑0~5份所述消煙劑的重量份為I飛份。所述偶聯(lián)劑的重量份為I飛份。所述基礎(chǔ)浙青一般選自道路石油浙青、SBS改性浙青、SBR改性浙青、PE改性浙青、橡膠類改性浙青和纖維類改性浙青其中的一種。所述消煙劑優(yōu)選自硼酸鋅、二氧化硅、氧化鈣和氧化鐵中的至少一種。
其中，所述消煙劑最為優(yōu)選的是硼酸鋅。所述偶聯(lián)劑優(yōu)選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。其中，所述偶聯(lián)劑最為優(yōu)選的是硅烷偶聯(lián)劑。一種上述環(huán)保路用阻燃抑煙浙青的制備方法，該方法包括以下步驟(I)取100份重量份的基礎(chǔ)浙青升溫至130°C 160°C，保持在熔融態(tài)；(2)在步驟(I)所得熔融態(tài)的基礎(chǔ)浙青中加入2 10份重量份的水滑石粉、1(Γ20份重量份的氫氧化鋁和/或氫氧化鎂、(Γ5份重量份的消煙劑、(Γ5份重量份的偶聯(lián)劑，并通過攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在100(T2000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切10 20分鐘；(4)采用高速剪切機(jī)在500(T6000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 25分鐘。本發(fā)明的環(huán)保路用阻燃抑煙浙青中的主要成分水滑石粉屬于無機(jī)阻燃劑范疇。由于水滑石粉自身獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，在受熱時，其結(jié)構(gòu)水合層板羥基及層間離子以水和CO2的形式脫出，既能夠起到降低燃燒氣體濃度，阻隔O2的阻燃作用，又能夠在浙青燃燒面形成阻隔面阻止可燃物質(zhì)繼續(xù)參與燃燒，并且吸熱量大，有利于降低燃燒時產(chǎn)生的高溫，從而起到雙重阻燃效果。因此，優(yōu)良的阻燃功效和無毒無害的環(huán)保特點(diǎn)是水滑石粉區(qū)別于其他阻燃劑的鮮明屬性。氫氧化鋁和氫氧化鎂可以起到促進(jìn)和協(xié)同阻燃的作用，從而提高阻燃效率。硼酸鋅、二氧化硅、氧化鈣和氧化鐵屬于消煙劑，可降低浙青發(fā)煙量。硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑對浙青阻燃劑的表面改性，降低了無機(jī)阻燃劑的表面極性，改善了其分散性；提高了無機(jī)阻燃劑的熱穩(wěn)定性；增強(qiáng)了無機(jī)阻燃劑的親油性，降低了其親水性，從而提高了無機(jī)阻燃劑與浙青之間的相容性。本發(fā)明的環(huán)保路用阻燃抑煙浙青的制備方法是通過攪拌器將水滑石粉、氫氧化鋁或氫氧化鎂、消煙劑和偶聯(lián)劑均勻地分布于基礎(chǔ)浙青之中，再通過剪切儀的高速剪切，使各添加劑以微粒的形式均布于基礎(chǔ)浙青之中，從而與基礎(chǔ)浙青達(dá)到均勻的物理混溶。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的環(huán)保路用阻燃抑煙浙青屬于環(huán)保無機(jī)類復(fù)合浙青，在浙青燃燒面及預(yù)燃區(qū)范圍內(nèi)釋放阻燃物質(zhì)，阻燃抑煙效果優(yōu)良，氧指數(shù)較高，能夠抑制浙青煙和氯化氫的生成，無毒、無腐蝕、穩(wěn)定性好，高溫下不產(chǎn)生有毒氣體，在燃燒時不會產(chǎn)生鹵化氫等對人體有害的氣體，因此不造成二次污染；具有較高的機(jī)械化學(xué)穩(wěn)定性，而且不存在飽和極限，可持續(xù)使用，重復(fù)利用率較高，并且價格低廉，來源及應(yīng)用廣泛。同時，該環(huán)保路用阻燃抑煙浙青的制備方法生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)環(huán)保無污染，制備工藝簡單，應(yīng)用廣泛，適于推廣。
具體實(shí)施例方式下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述以下實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。其中各實(shí)施例均選用韓國SK90#浙青作為基礎(chǔ)浙青，基礎(chǔ)浙青可以是道路石油浙青、SBS改性浙青、SBR改性浙青、PE改性浙青、橡膠類改性浙青和纖維類改性浙青等，各項(xiàng)路用性能符合或優(yōu)于規(guī)范要求的路用改性浙青均可用于本發(fā)明。下述實(shí)施例的消煙劑選自硼酸鋅、二氧化硅、氧化鈣和氧化鐵中的至少一種，本發(fā)明不限于此，可促進(jìn)燃燒面炭化，通過物理或化學(xué)吸附降低浙青煙釋放率，起到抑煙性能并對浙青性能無較大影響的消煙劑都可用于本發(fā)明。下述實(shí)施例的偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種，本發(fā)明不限于此，可以通過表面改性改善無機(jī)阻燃劑分散性、降低其親水性以及與浙青相容性并對浙青性能無較大影響的偶聯(lián)劑均可在本發(fā)明中使用。實(shí)施例1按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉2份；氫氧化鋁10份；硼酸鋅I份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至130°C 135°C，保持在熔融態(tài)；(2)在熔融態(tài)的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鋁和硼酸鋅，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在1000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切1(Γ 5分鐘；(4)采用高速剪切機(jī)在5000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 20分鐘。實(shí)施例2按照重量份稱 取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉4份；氫氧化鋁15份；硅烷偶聯(lián)劑I份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至130°C 135°C，保持在熔融態(tài)；(2)在熔融態(tài)的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鋁和硅烷偶聯(lián)劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在1000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切1(Γ 5分鐘；(4)采用高速剪切機(jī)在5500r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 20分鐘。實(shí)施例3按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉5份；氫氧化鋁20份；硼酸鋅5份；硅烷偶聯(lián)劑3份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至130°C 135°C，保持在熔融態(tài)；(2)在熔融態(tài)的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鋁、硼酸鋅和硅烷偶聯(lián)劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在1000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切1(Γ 5分鐘；(4)采用高速剪切機(jī)在5500r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 20分鐘。實(shí)施例4按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉8份；氫氧化鎂10份；二氧化硅3份；硅烷偶聯(lián)劑5份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至130°C 135°C，保持在熔融態(tài)；(2)在熔融態(tài)的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、二氧化硅和硅烷偶聯(lián)劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在1000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切1(Γ 5分鐘；(4)采用高速剪切機(jī)在5500r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 20分鐘。
實(shí)施例5按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉10份；氫氧化鎂15份；氧化鈣3份；鈦酸酯偶聯(lián)劑3份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至135°C 140°C，保持在熔融態(tài)；(2)在熔融態(tài)的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、氧化鈣和鈦酸酯偶聯(lián)劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在1000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切1(Γ 5分鐘；(4)采用高速剪切機(jī)在6000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切2(Γ25分鐘。實(shí)施例6按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉8份；氫氧化鎂20份；氧化鐵3份；鋁酸酯偶聯(lián)劑3份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至140°C 145°C，保持在熔融態(tài)；(2)在熔融態(tài)的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、氧化鐵和鋁酸酯偶聯(lián)劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在1500r/min的轉(zhuǎn)速下剪切10 15分鐘；(4)采用高速剪切機(jī)在5000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切20 25分鐘。實(shí)施例7按照重量份稱取韓國 SK90#浙青100份；水滑石粉10份；氫氧化鋁5份；氫氧化鎂5份；硼酸鋅2份；二氧化硅I份；硅烷偶聯(lián)劑I份；鈦酸酯偶聯(lián)劑2份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至145°C 150°C，保持在熔融態(tài)；(2)在熔融態(tài)的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、氧化鐵和鋁酸酯偶聯(lián)劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在1500r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 20分鐘；(4)采用高速剪切機(jī)在6000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 20分鐘。實(shí)施例8按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉8份；氫氧化鋁10份；氫氧化鎂5份；硼酸鋅2份；氧化鈣I份；硅烷偶聯(lián)劑I份；鋁酸酯偶聯(lián)劑2份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至150°C 155°C，保持在熔融態(tài)；(2)在熔融態(tài)的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、氧化鐵和鋁酸酯偶聯(lián)劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在2000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 20分鐘；(4)采用高速剪切機(jī)在5000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 20分鐘。實(shí)施例9按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉10份；氫氧化鋁10份；氫氧化鎂10份；硼酸鋅2份；氧化鐵I份；鈦酸酯偶聯(lián)劑2份；鋁酸酯偶聯(lián)劑3份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至155°C 160°C，保持在熔融態(tài)；(2)在熔融態(tài)的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、氧化鐵和鋁酸酯偶聯(lián)劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在2000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 20分鐘；
(4)采用高速剪切機(jī)在6000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切20 25分鐘。為了驗(yàn)證本發(fā)明的環(huán)保路用阻燃抑煙浙青具有良好路用性能以及阻燃抑煙性，按照《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJE20-2011)規(guī)定進(jìn)行基本性能試驗(yàn)。參照《塑料燃燒性能試驗(yàn)方法-氧指數(shù)法》(GB/T2408-2008)規(guī)定進(jìn)行氧指數(shù)試驗(yàn)。參照《建筑材料燃燒或分解的煙密度等級試驗(yàn)方法》(GB/T8627)規(guī)定進(jìn)行煙密度試驗(yàn)。參照《材料的火災(zāi)場景煙氣制取方法》(GA/T505)規(guī)定進(jìn)行煙氣毒性試驗(yàn)。各實(shí)施例的具體試驗(yàn)結(jié)果如下表I所示。表I環(huán)保路用阻燃抑煙浙青的試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種環(huán)保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，按重量份由以下組分組成基礎(chǔ)瀝+ 育100份水滑石粉2 10份氫氧化鋁和/或氫氧化鎂10-20份。消煙劑O 5份偶聯(lián)劑0 5份
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述消煙劑的重量份為I飛份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述偶聯(lián)劑的重量份為I飛份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述基礎(chǔ)浙青選自道路石油浙青、SBS改性浙青、SBR改性浙青、PE改性浙青、橡膠類改性浙青和纖維類改性浙青其中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述消煙劑選自硼酸鋅、二氧化硅、氧化鈣和氧化鐵中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種環(huán)保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述消煙劑為硼酸鋅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述偶聯(lián)劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種環(huán)保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為硅燒偶聯(lián)劑。
9.一種如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述環(huán)保路用阻燃抑煙浙青的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)取100份重量份的基礎(chǔ)浙青升溫至130°c 160°C，保持在熔融態(tài)；(2)在步驟(I)所得熔融態(tài)的基礎(chǔ)浙青中加入2 10份重量份的水滑石粉、1(Γ20份重量份的氫氧化鋁和/或氫氧化鎂、(Γ5份重量份的消煙劑、(Γ5份重量份的偶聯(lián)劑，并通過攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機(jī)在100(T2000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切10 20分鐘；(4)采用高速剪切機(jī)在500(T6000r/min的轉(zhuǎn)速下剪切15 25分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保路用阻燃抑煙瀝青及其制備方法，該阻燃抑煙瀝青按重量份由基礎(chǔ)瀝青100份、水滑石粉2~10份、氫氧化鋁和/或氫氧化鎂10~20份、消煙劑0~5份、偶聯(lián)劑0~5份組成，制備方法是先將基礎(chǔ)瀝青升溫并保持在熔融態(tài)，然后按比例加入水滑石粉、氫氧化鋁和/或氫氧化鎂、消煙劑、偶聯(lián)劑，并通過攪拌器攪拌均勻；再用剪切機(jī)分兩次高速剪切。本發(fā)明的阻燃抑煙瀝青屬于環(huán)保無機(jī)類復(fù)合瀝青，阻燃抑煙效果優(yōu)良，氧指數(shù)較高，能夠抑制瀝青煙和氯化氫的生成，無毒、無腐蝕、穩(wěn)定性好，不造成二次污染；同時，該環(huán)保路用阻燃抑煙瀝青的制備方法生產(chǎn)成本較低，生產(chǎn)環(huán)保無污染，制備工藝簡單，應(yīng)用廣泛，適于推廣。
文檔編號C08L95/00GK103044937SQ201310011710
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月12日
發(fā)明者賀海, 王曉華, 王新岐, 王朝輝, 周驪巍, 王艷寧, 隋洪瑞, 白子建, 孫曉龍, 劉志勝, 蔣宏偉, 馮煒, 黃文 , 高立鑫, 楊越 申請人:天津市市政工程設(shè)計研究院