[发明专利]一种枕木防火用改性沥青及其制备方法

说明书

本发明公开了一种枕木防火用改性沥青及其制备方法，主要由以下组分组成:皂液、马来酸酐改性沥青、催干剂和阻燃剂；其中，所述皂液包含：质量浓度为4‑25％的氯乙烯水分散体，以氯乙烯重量计5‑30wt％的丙烯酸甲酯、6‑8wt％的乳化剂、5‑25wt％的苯乙烯、2‑10wt％的环氧树脂和0.003‑0.1wt％的催化剂。本发明的枕木防火用改性沥青，通过氯乙烯/丙烯酸甲酯/苯乙烯/环氧树脂改性水性沥青与阻燃剂构成的协同阻燃体系的混合作用，构建阻燃交联聚合物，形成了具有互穿网络结构的水性沥青，并且随着交联密度提高，枕木防火用改性沥青在枕木表面形成致密的阻隔层，阻隔螺栓油挥发，同时即使发生外源性火源，阻燃材料能形成致密的防护层。

技术领域

本发明属于道路建设领域，特别涉及一种制备新型枕木防火沥青材料的方法，及枕木防火用改性沥青。

背景技术

随着公路基建的发展，作为公路基建不可替代材料的沥青行业也取得了长足的技术进步。沥青应用水平的不断提高，使得传统热沥青的不足也开始显现，比如：沥青凝结速度太快，使用时需要反复加热，造成了很大的能源浪费和环境污染，加之修筑道路的二次施工和返修，必然造成资源的严重匮乏。调查研究发现，沥青乳化剂的研究与应用是解决上述问题的有效途径之一。与传统热沥青相比，乳化沥青具有节省能源、提高工效、延长施工季节、改善施工条件、减少环境污染、提高沥青路面使用寿命等优点。

枕木的优点是它富有弹性，可缓和列车的动力冲击作用；容易加工制造；便于运输、铺设和养护维修；有较好的绝缘性能；扣件和木枕联结简单；木枕与碎石道碴之间有较大的摩擦系数，能保证轨道的稳定。枕木的主要缺点是使用寿命短，其失效原因很多，主要是腐蚀、机械磨耗及劈裂，三者之间又互为因果；其次，弹性和耐久性不完全一致，在机车、车辆作用下容易出现轨道不平顺，尤以无缝线路铺设木枕地段稳定性较差；再次是木材资源贫乏，各方面需用量又很大，无论数量还是质量，都不能满足使用要求。

枕木与轨道之间通过螺栓紧固，在铁路日常维护过程中，为了避免螺栓发生锈蚀，确保螺栓螺母能够可靠的压紧轨道，需要在螺栓螺母涂覆螺栓油。由于螺栓油内含有大量的易挥发组分和轻质组分，木材为多孔材料，吸附油脂，在一定湿度、微生物等耦合复杂环境下，易自热、自燃。

发明内容

为了解决枕木中的螺栓油的存在而引起事故的发生这一问题，本发明提供一种枕木防火用改性沥青及其制备方法，其形成了互穿网络结构，起到协同防火的目的。本发明的技术方案如下：

一种枕木防火用改性沥青，主要由以下组分组成:皂液、马来酸酐改性沥青、催干剂和阻燃剂；其中，所述皂液包含：质量浓度为4-25％的氯乙烯水分散体，以氯乙烯重量计5-30wt％的丙烯酸甲酯、6-8wt％的乳化剂、5-25wt％的苯乙烯、2-10wt％的环氧树脂和0.003-0.1wt％的催化剂。马来酸酐改性沥青性能更好，更适宜本制备方法，能够达到好的预期效果；催干剂可以加快上述皂液的固化反应，氯乙烯组分相较于乙烯引入了氯元素，具有良好的阻燃性能；丙烯酸甲酯可以使得共聚物有好的成膜性能，并且有高的维卡软化点和刚性，环氧树脂可以使得共聚物体现出互穿网络结构，后续阻燃剂的添加还可以使得改性沥青起到协同防火的作用。

上述的枕木防火用改性沥青，构建了阻燃交联聚合物，形成了具有互穿网络结构的水性沥青，并且随着交联密度提高，本发明的枕木防火用改性沥青在枕木表面形成致密的阻隔层，阻隔螺栓油挥发，同时即使发生外源性火源，阻燃材料能形成致密的防护层。

在一些实施例中，马来酸酐改性沥青与皂液的重量比为1：0.01-1.5。

在一些实施例中，所述阻燃剂为氧化锑、膨胀石墨中的至少一种；膨胀石墨具有良好的耐腐蚀性和吸油性能，膨胀石墨对油类的吸附量大，吸油后浮于水面，易捕捞回收，再生利用处理简便。氧化锑(Sb₂O₃)，属于锑系种类的难燃防火添加剂，在阻燃方面具有更好的防火效果，如果换做其他的阻燃剂与膨胀石墨便不能构成性能良好的协同阻燃体系，阻燃作用大大降低。