專利名稱：一種路用阻燃瀝青及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種瀝青，更具體的說，本發明涉及的是一種路用阻燃瀝青。
背景技術：
瀝青是石油煉制的最終產品，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、燃燒產生大量黑煙、受熱熔滴、流淌的特點，具有很大的火災危險性，其應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實意義。
隨著道路使用者對路面行駛質量要求的提高，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展主流。而根據國內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是隧道路面使用過程中必須注意的一個問題。當隧道內發生交通事故后，引起路面著火，因火勢發展迅猛，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造成不必要的損失.另外，瀝青著火時產生大量黑煙，又對環境造成了嚴重污染。
瀝青的難燃化技術是近幾年來各國消防界保險界所共同關心的熱門話題。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，應用于路用瀝青阻燃的尚沒見。國內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。
發明內容本發明是為了提供一種燃燒時的氧指數、煙密度及煙氣等級符合國家對于阻燃材料的相關規定的路用阻燃瀝青。本發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同效應的阻燃劑，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；2)加入添加劑在熔融瀝青中按量加入十溴聯苯醚、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。
本發明的阻燃瀝青具有較高的氧指數，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定的碳化層，是燃燒終止，產生自熄現象。如果阻燃瀝青路面發生火災，人員傷亡和財產損失都會較少，阻燃瀝青具有較廣闊的應用前景和良好的社會經濟效益。阻燃瀝青制備方法簡單，有效，經濟，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，在火焰區和凝相區對燃燒過程進行干擾，以實現降低燃燒速度，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、覆蓋隔離效應、轉移效應、抑制放應、協同效應。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。
十溴聯苯醚的阻燃機理是一方面由于受熱分解產生了鹵化氫氣體，捕獲了瀝青燃燒裂解時產生的活性很大的游離基HO·，切斷了游離基H0·的連鎖反應，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定的炭化層，產生自熄現象，使燃燒終止；氫氧化鎂阻燃抑煙的機理是它們在物質燃燒的初期主要發生吸熱分解反應，產生大量的水，水進一步蒸發吸收大量的熱能，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揮阻燃作用。它在高溫下熔化，形成玻璃態包覆層，隨后在高溫下脫水，水的蒸發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生的鹵化氫反應。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，同時形成固相覆蓋層，隔絕燃燒表面的空氣，阻止火焰繼續燃燒并能發揮消煙滅火作用。
實施例中使用的各組份及符合的標準或生產廠家為試利名稱 符合的標準或生產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、氧指數法GB2406-93、煙密度GB/T 8627-1999、材料產煙毒性分級GA 132-1996，所得數據如下表
從上表中可看出，按本發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中規定的要求，并且氧指數都大于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要求。
在阻燃瀝青的實際使用中，按上述步驟調配好阻燃瀝青后，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象。
權利要求
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.根據權利要求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.根據權利要求1或2所述的路用阻燃瀝青，改性劑選用丁苯橡膠。
4.根據權利要求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；2)加入添加劑在熔融瀝青中按量加入十溴聯苯醚、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。本發明還公開了該阻燃瀝青的制備方法。本發明的阻燃瀝青具有較高的氧指數，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定的碳化層，是燃燒終止，產生自熄現象。如果阻燃瀝青路面發生火災，人員傷亡和財產損失都會較少，阻燃瀝青具有較廣闊的應用前景和良好的社會經濟效益。阻燃瀝青制備方法簡單，有效，經濟，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 優先權日2006年5月23日
發明者張萍, 何唯平 申請人:深圳市海川實業股份有限公司, 深圳海川工程科技有限公司