[发明专利]一种膨胀蛭石/氢氧化铝协同阻燃沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膨胀蛭石/氢氧化铝协同阻燃沥青及其制备方法。

背景技术

沥青是一种重要的建筑材料，在公路建设和屋面防水领域得到越来越广泛的应用。特别是近20年来，沥青混凝土路面以其优良的抗滑性、平整性、吸音性和易养护性在我国高速公路建设中已基本取代了水泥混凝土路面。伴随着高等级公路的大量修建，以沥青混凝土为路面的公路隧道数量也越来越多，而随着公路隧道向长大化方向发展，以及行车速度和密度的加大，使得车辆在隧道中的相互撞击、货物的自燃等各种原因造成的隧道火灾事故的危险性呈上升的趋势。由于沥青属于高分子材料，主要是由碳、氢组成，具有易燃的特性，一旦隧道发生火灾，沥青路面会着火并产生浓烟，加剧火灾的蔓延和增加人员逃生的难度，并导致路面损坏。用于屋面防水的沥青材料，也同样存在因房屋着火，而导致沥青基防水材料燃烧，使火焰蔓延，扩大火灾损失和造成人员伤亡的问题。因此，为了减少火灾的危害，用于隧道路面及房屋防水的沥青应具有优良的阻燃性。

为了提高沥青阻燃性能，常用的方法是向沥青中添加阻燃剂。中国发明专利CN 1569963A公开了一种阻燃改性沥青混合料的制备方法，改性沥青混合料阻燃性的提高是通过添加2~30%卤素阻燃剂、1~10%含氮杂环物阻燃剂和10~20%金属氧化物的水合物。中国发明专利CN 1580129A公开的阻燃改性沥青混合料是通过加入2~30%卤素阻燃剂、2~4%含磷无机化合物和10~20%的抑烟剂来提高沥青的阻燃性能。在这些阻燃沥青或其混合料中，均使用了卤素阻燃剂。然而，由于卤素阻燃剂主要是通过反应生成卤化氢或金属卤化物而发挥阻燃作用，这些化合物同时也增大了火灾中有毒、遮蔽性以及腐蚀性气体的生成量，对人类健康安全构成重大威胁，且增大了施救人员的工作难度。近十年来，有关卤素阻燃剂及其燃烧产物对人类健康和环境的影响已引起国际社会的广泛关注，在发达国家一些卤素阻燃剂如五溴二苯醚、八溴二苯醚已被禁用。近些年来，随着人们环保意识的增强，无卤阻燃技术研究十分活跃。中国发明专利CN1861689A公开的一种无卤阻燃聚合物改性沥青是通过添加由磷系阻燃剂与氮系阻燃剂复合而成的无卤阻燃剂来改善沥青的阻燃性能。日本Asahi Rekisei公司推出了难燃沥青混合物专利，选用氢氧化铝等阻燃剂来改善沥青的阻燃性能。氢氧化铝阻燃剂具有阻燃、消烟、无害等优点，被称为无公害阻燃剂，但其缺点是必须在较高的掺量下才能起到良好的阻燃效果，导致氢氧化铝阻燃沥青的成本较高，且对沥青的性能有较大影响，限制了其在沥青材料中的应用。

本发明将膨胀蛭石与氢氧化铝协同用于改善沥青的阻燃性能，一方面利用氢氧化铝受热分解的水分能吸收大量热量，降低沥青的温度，抑制沥青的热挥发和热分解，同时产生大量水蒸气，稀释可燃性气体浓度，达到气相阻燃的作用；另一方面利用膨胀蛭石在受热作用下，膨胀形成具有隔热、隔质功能的片状阻隔层，阻止火焰、热量和氧气的传播，并阻隔沥青热分解产物及氢氧化铝释放的水蒸气挥发，达到固相阻燃的作用。本发明通过膨胀蛭石/氢氧化铝的协同作用，使沥青阻燃性能得到了显著改善，能大大减少氢氧化铝的用量，降低阻燃沥青的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、环保安全的膨胀蛭石/氢氧化铝协同阻燃沥青及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种膨胀蛭石/氢氧化铝协同阻燃沥青，其特征是它由沥青、膨胀蛭石、氢氧化铝组成；各原料所占质量份数为：沥青65~90份；膨胀蛭石5~15份；氢氧化铝5~20份。

所述的沥青为基质沥青或聚合物改性沥青。

所述的基质沥青为软化点为45～55℃，25 ℃针入度大于40 dmm。

所述的聚合物改性沥青为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段热塑性弹性体改性沥青，软化点为55～75℃，5 ℃延度大于30 cm。

所述的膨胀蛭石的细度为200~400目。

所述的氢氧化铝的细度为325目。

所述的一种膨胀蛭石/氢氧化铝协同阻燃沥青的制备方法，其特征是按如下步骤进行：

（1）按各原料所占质量份数为：沥青65~90份；膨胀蛭石5~15份；氢氧化铝5~20份，选取沥青、膨胀蛭石、氢氧化铝，备用；

（2）将沥青加热至150~180℃使之处于熔融状态；

（3） 向沥青中加入膨胀蛭石、氢氧化铝，以1000转/分钟的转速搅拌15min，使得各组分混合均匀，即可制得膨胀蛭石/氢氧化铝协同阻燃沥青。

本发明的有益效果如下：