[发明专利]一种阻燃改性沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青材料的组合物及其制备方法，具体的说，是涉及一种路用阻燃改性沥青及其制备方法。

背景技术

沥青路面由于具有减震、抗滑、低噪声、开放交通早、易修复等优点，越来越多的被用于隧道路面铺装。由于隧道内通风不畅，行车密度大，而沥青易燃，一旦在隧道内发生交通事故造成火灾，将会造成重大人员伤亡和财产损失。沥青燃烧会产生大量烟雾，并且伴随有毒物质的释放，必将造成环境污染。因此，为了保障隧道的使用安全，隧道沥青的阻燃性能就显得更为重要。

现有隧道路面沥青较为常用的阻燃剂为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮磷复合膨胀型阻燃剂和无机阻燃剂。然而，卤系阻燃剂在燃烧时会释放出有毒气体，抑烟性能极差；红磷和氢氧化铝复配时阻燃效果较好，但红磷在摩擦碰撞时易燃，磷系阻燃剂加工时操作性不强，而且抑烟效果也不明显；氮磷复合膨胀型阻燃剂，加工困难，不耐迁移、容易析出材料表面，易吸潮、水解，加工过程中容易膨胀和产生气泡等；目前常用的无机阻燃剂是金属氢氧化物，主要为氢氧化铝或氢氧化镁，但是要想达到较高的氧指数，其添加剂量需在60%以上，此时改性沥青的各项路用性能将会大幅度降低。

发明内容

本发明要解决的是现有路用阻燃沥青阻燃剂毒性大、沥青燃烧发烟量大、成本高、施工要求高等技术问题，提供一种阻燃改性沥青及其制备方法，能够提高路用沥青的阻燃性能，兼顾其路用性能和抑烟性能等，对国内外阻燃改性沥青的应用推广具有重要意义。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种阻燃改性沥青，按重量份由以下组分组成：

所述消烟剂的重量份为1~5份。

所述偶联剂的重量份为1~5份。

所述基础沥青一般选自道路石油沥青、SBS改性沥青、SBR改性沥青、PE改性沥青、橡胶类改性沥青和纤维类改性沥青其中的一种。

所述消烟剂优选自硼酸锌、二氧化硅和氧化钙中的至少一种。

其中，所述消烟剂最为优选的是硼酸锌。

所述偶联剂优选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和木质素偶联剂中的至少一种。

其中，所述偶联剂最为优选的是硅烷偶联剂。

一种上述阻燃改性沥青的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）按重量份称取干燥的蛭石粉2~10份、氢氧化铝和/或氢氧化镁5~20份、消烟剂0~5份，并混合均匀；

（2）按照20%~30%的质量浓度，用乙醇稀释重量份为0~5份的偶联剂；

（3）将步骤（1）得到的阻燃材料混合物在步骤（2）的偶联剂稀释液中常温浸泡1小时，并搅拌均匀；

（4）将步骤（3）得到的混溶物于60℃~70℃的温度下，在干燥器中烘干3~4小时，至乙醇完全挥发后，在干燥器中冷却至室温；

（5）取100份重量份的基础沥青加热至120℃~140℃，保持在熔融态；

（6）在步骤（5）所得熔融态的基础沥青中加入步骤（4）得到的混合物，并搅拌均匀；

（7）将步骤（6）得到的混合物升温至150℃~170℃；

（8）采用高速剪切机在1000r/min~2000r/min的转速下剪切5~10分钟；

（9）采用高速剪切机在4000r/min~5000r/min的转速下剪切30~40分钟；

（10）手动搅拌5~10分钟，以消除高速剪切产生的气泡。

本发明的阻燃改性沥青从无机阻燃剂角度出发，依据蛭石粉的多孔隙及其膨胀吸附特性，与金属氢氧化物协同阻燃，并添加抑烟剂达到阻燃抑烟等功能，具体地：

氢氧化铝和氢氧化镁具有阻燃、填充的作用，在燃烧时释放出水分子并吸收大量的热。

蛭石粉具有较高的阳离子交换容量和较强的阳离子交换吸附能力，能够提高阻燃性能，吸附烟雾。

硼酸锌、二氧化硅和氧化钙属于消烟剂，主要起到抑烟的功能。

硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂起到增强无机阻燃抑烟材料的亲油性，确保其在沥青中的分散性与沥青的粘结性。

本发明的阻燃改性沥青的制备方法是先通过偶联剂对无机阻燃剂进行处理，降低无机阻燃剂表面极性，提高无机阻燃剂的亲油性；然后通过高速剪切仪的高速搅拌作用是使阻燃剂与沥青达到物理共混，阻燃剂以微粒的形式均匀的分散于沥青之中，从而在沥青参与燃烧时能够达到阻燃的作用。

本发明的有益效果是：