[发明专利]消烟剂对沥青热分解产物释放过程抑制作用的评价方法

摘要

本发明是一种评价消烟剂对沥青热分解产物释放过程抑制作用的新方法，属于沥青材料安全技术领域，解决目前沥青抑烟性能评价方法不准确的问题。本发明用差示扫描量热-质谱(DSC-MS)技术与热分析动力学理论计算相结合的技术方案，先用DSC-MS分析仪对沥青进行测试，获取DSC曲线、连续质谱图等数据；再分析连续质谱图，了解沥青热分解产生挥发物成分、浓度随温度变化规律，评价消烟剂对沥青的抑烟作用；然后，确定沥青热分解过程反应机理函数和转化率函数，并求得热分析动力学参数活化能E和频率因子A，定量评价消烟剂对沥青抑烟效果；最后，比较基质沥青和抑烟型沥青的E和A大小，并结合质谱图分析结果，更准确评价消烟剂对沥青释放热分解产物的抑制作用。

主权项

一种基于差示扫描量热仪‑质谱分析仪联用技术与热分析动力学理论公式计算相结合，全面、准确评价消烟剂对沥青释放热分解产物的抑制作用，其特征在于该方法的具体步骤如下：(1)制备抑烟型沥青试样，将沥青加热到一定温度，熔融流动后，分别加入不同类型和掺量的消烟剂，并充分搅拌，使消烟剂与沥青基体充分混合，制备均匀、稳定的抑烟型沥青；(2)取20mg试样，利用差示扫描量热仪进行热分解试验，升温速率为10℃／min，自室温升至800℃，气氛流量为100ml／min，把沥青热分解过程所释放的热分解产物直接吹送入质谱分析仪进行质谱分析，每4s扫描记录一次，同时获取DSC曲线、成炭率、连续质谱图等试验数据；(3)根据获取的连续质谱图，分析沥青热分解过程中产生热分解产物的成份和浓度随时间(或温度)的变化趋势，获得热分解产物释放规律与沥青热分解之间的关系，更直观评价消烟剂对沥青释放热分解产物的抑制作用；(4)对沥青热分解过程进行燃烧机理函数优化识别，确定各燃烧阶段的反应机理函数和转化率函数，利用TG、DTG曲线和阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程求得沥青燃烧各阶段动力学参数(活化能(E)和频率因子(A))，定量评价消烟剂对沥青的抑烟效果；(5)比较基质沥青和制备抑烟型沥青的活化能(E)和频率因子(A)的大小，并结合连续质谱图分析结果，全面、准确地评价不同类型和掺量的消烟剂对沥青热分解时释放各种挥发分的抑制作用。