專利名稱：一種環保路用阻燃抑煙瀝青及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種浙青材料的組合物及其制備方法，具體的說，是涉及一種路用阻燃抑煙浙青及其制備方法。
背景技術：
近年來，我國高等級公路正逐步從平原微丘區向山嶺重丘區延伸，因此隧道的建設取得了快速發展。浙青路面材料因其具有行車舒適、噪音低、交通安全性高等優點而廣泛在隧道路面中應用。但在隧道交通不斷改善的同時，隧道火災事故的風險也在不斷增加。當隧道中由于故障車輛相撞、車載貨物自燃等事故發生時極易造成隧道火災事故。一旦隧道內發生火災，浙青將會參與燃燒而產生大量的煙，使隧道內能見度急劇下降；同時會伴有高溫和毒氣，給安全疏散和救援工作帶來很大困難，其后果不堪設想。因此，為了保障隧道的使用安全，隧道的防火救災問題就顯得更為重要。目前，隧道浙青路面阻燃領域主要采用鹵-銻、磷-氮、鹵-磷協效等阻燃劑與熱浙青混合制備成成品使用，雖然阻燃效果明顯，但仍然存在氧指數測試結果差異較大、阻燃劑毒性大和浙青燃燒發煙量大等一系列問題。因此，開發一種環保型的阻燃抑煙浙青是現今亟待解決的問題。

發明內容
本發明要解決的是現有路用阻燃浙青阻燃劑毒性大、浙青燃燒發煙量大、成本高、施工要求高等技術問題，提供一種環保路用阻燃抑煙浙青及其制備方法，能夠符合公路隧道的浙青路面使用要求。 為了解決上述技術問題，本發明通過以下的技術方案予以實現一種環保路用阻燃抑煙浙青，按重量份由以下組分組成
基礎瀝青100份
水滑石粉2 10份
氫氧化IS和/或氣氧化鎂10~20份
消煙劑O 5份
偶聯劑0~5份所述消煙劑的重量份為I飛份。所述偶聯劑的重量份為I飛份。所述基礎浙青一般選自道路石油浙青、SBS改性浙青、SBR改性浙青、PE改性浙青、橡膠類改性浙青和纖維類改性浙青其中的一種。所述消煙劑優選自硼酸鋅、二氧化硅、氧化鈣和氧化鐵中的至少一種。
其中，所述消煙劑最為優選的是硼酸鋅。所述偶聯劑優選自硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑中的至少一種。其中，所述偶聯劑最為優選的是硅烷偶聯劑。一種上述環保路用阻燃抑煙浙青的制備方法，該方法包括以下步驟(I)取100份重量份的基礎浙青升溫至130°C 160°C，保持在熔融態；(2)在步驟(I)所得熔融態的基礎浙青中加入2 10份重量份的水滑石粉、1(Γ20份重量份的氫氧化鋁和/或氫氧化鎂、(Γ5份重量份的消煙劑、(Γ5份重量份的偶聯劑，并通過攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在100(T2000r/min的轉速下剪切10 20分鐘；(4)采用高速剪切機在500(T6000r/min的轉速下剪切15 25分鐘。本發明的環保路用阻燃抑煙浙青中的主要成分水滑石粉屬于無機阻燃劑范疇。由于水滑石粉自身獨特的化學結構，在受熱時，其結構水合層板羥基及層間離子以水和CO2的形式脫出，既能夠起到降低燃燒氣體濃度，阻隔O2的阻燃作用，又能夠在浙青燃燒面形成阻隔面阻止可燃物質繼續參與燃燒，并且吸熱量大，有利于降低燃燒時產生的高溫，從而起到雙重阻燃效果。因此，優良的阻燃功效和無毒無害的環保特點是水滑石粉區別于其他阻燃劑的鮮明屬性。氫氧化鋁和氫氧化鎂可以起到促進和協同阻燃的作用，從而提高阻燃效率。硼酸鋅、二氧化硅、氧化鈣和氧化鐵屬于消煙劑，可降低浙青發煙量。硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑對浙青阻燃劑的表面改性，降低了無機阻燃劑的表面極性，改善了其分散性；提高了無機阻燃劑的熱穩定性；增強了無機阻燃劑的親油性，降低了其親水性，從而提高了無機阻燃劑與浙青之間的相容性。本發明的環保路用阻燃抑煙浙青的制備方法是通過攪拌器將水滑石粉、氫氧化鋁或氫氧化鎂、消煙劑和偶聯劑均勻地分布于基礎浙青之中，再通過剪切儀的高速剪切，使各添加劑以微粒的形式均布于基礎浙青之中，從而與基礎浙青達到均勻的物理混溶。本發明的有益效果是本發明的環保路用阻燃抑煙浙青屬于環保無機類復合浙青，在浙青燃燒面及預燃區范圍內釋放阻燃物質，阻燃抑煙效果優良，氧指數較高，能夠抑制浙青煙和氯化氫的生成，無毒、無腐蝕、穩定性好，高溫下不產生有毒氣體，在燃燒時不會產生鹵化氫等對人體有害的氣體，因此不造成二次污染；具有較高的機械化學穩定性，而且不存在飽和極限，可持續使用，重復利用率較高，并且價格低廉，來源及應用廣泛。同時，該環保路用阻燃抑煙浙青的制備方法生產成本較低，生產環保無污染，制備工藝簡單，應用廣泛，適于推廣。
具體實施例方式下面通過具體的實施例對本發明作進一步的詳細描述以下實施例可以使本專業技術人員更全面的理解本發明，但不以任何方式限制本發明。其中各實施例均選用韓國SK90#浙青作為基礎浙青，基礎浙青可以是道路石油浙青、SBS改性浙青、SBR改性浙青、PE改性浙青、橡膠類改性浙青和纖維類改性浙青等，各項路用性能符合或優于規范要求的路用改性浙青均可用于本發明。下述實施例的消煙劑選自硼酸鋅、二氧化硅、氧化鈣和氧化鐵中的至少一種，本發明不限于此，可促進燃燒面炭化，通過物理或化學吸附降低浙青煙釋放率，起到抑煙性能并對浙青性能無較大影響的消煙劑都可用于本發明。下述實施例的偶聯劑選自硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑中的至少一種，本發明不限于此，可以通過表面改性改善無機阻燃劑分散性、降低其親水性以及與浙青相容性并對浙青性能無較大影響的偶聯劑均可在本發明中使用。實施例1按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉2份；氫氧化鋁10份；硼酸鋅I份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至130°C 135°C，保持在熔融態；(2)在熔融態的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鋁和硼酸鋅，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在1000r/min的轉速下剪切1(Γ 5分鐘；(4)采用高速剪切機在5000r/min的轉速下剪切15 20分鐘。實施例2按照重量份稱 取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉4份；氫氧化鋁15份；硅烷偶聯劑I份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至130°C 135°C，保持在熔融態；(2)在熔融態的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鋁和硅烷偶聯劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在1000r/min的轉速下剪切1(Γ 5分鐘；(4)采用高速剪切機在5500r/min的轉速下剪切15 20分鐘。實施例3按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉5份；氫氧化鋁20份；硼酸鋅5份；硅烷偶聯劑3份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至130°C 135°C，保持在熔融態；(2)在熔融態的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鋁、硼酸鋅和硅烷偶聯劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在1000r/min的轉速下剪切1(Γ 5分鐘；(4)采用高速剪切機在5500r/min的轉速下剪切15 20分鐘。實施例4按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉8份；氫氧化鎂10份；二氧化硅3份；硅烷偶聯劑5份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至130°C 135°C，保持在熔融態；(2)在熔融態的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、二氧化硅和硅烷偶聯劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在1000r/min的轉速下剪切1(Γ 5分鐘；(4)采用高速剪切機在5500r/min的轉速下剪切15 20分鐘。
實施例5按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉10份；氫氧化鎂15份；氧化鈣3份；鈦酸酯偶聯劑3份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至135°C 140°C，保持在熔融態；(2)在熔融態的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、氧化鈣和鈦酸酯偶聯劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在1000r/min的轉速下剪切1(Γ 5分鐘；(4)采用高速剪切機在6000r/min的轉速下剪切2(Γ25分鐘。實施例6按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉8份；氫氧化鎂20份；氧化鐵3份；鋁酸酯偶聯劑3份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至140°C 145°C，保持在熔融態；(2)在熔融態的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、氧化鐵和鋁酸酯偶聯劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在1500r/min的轉速下剪切10 15分鐘；(4)采用高速剪切機在5000r/min的轉速下剪切20 25分鐘。實施例7按照重量份稱取韓國 SK90#浙青100份；水滑石粉10份；氫氧化鋁5份；氫氧化鎂5份；硼酸鋅2份；二氧化硅I份；硅烷偶聯劑I份；鈦酸酯偶聯劑2份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至145°C 150°C，保持在熔融態；(2)在熔融態的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、氧化鐵和鋁酸酯偶聯劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在1500r/min的轉速下剪切15 20分鐘；(4)采用高速剪切機在6000r/min的轉速下剪切15 20分鐘。實施例8按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉8份；氫氧化鋁10份；氫氧化鎂5份；硼酸鋅2份；氧化鈣I份；硅烷偶聯劑I份；鋁酸酯偶聯劑2份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至150°C 155°C，保持在熔融態；(2)在熔融態的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、氧化鐵和鋁酸酯偶聯劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在2000r/min的轉速下剪切15 20分鐘；(4)采用高速剪切機在5000r/min的轉速下剪切15 20分鐘。實施例9按照重量份稱取韓國SK90#浙青100份；水滑石粉10份；氫氧化鋁10份；氫氧化鎂10份；硼酸鋅2份；氧化鐵I份；鈦酸酯偶聯劑2份；鋁酸酯偶聯劑3份；(I)將上述韓國SK90#浙青升溫至155°C 160°C，保持在熔融態；(2)在熔融態的韓國SK90#浙青中按比例加入水滑石粉、氫氧化鎂、氧化鐵和鋁酸酯偶聯劑，并使用攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在2000r/min的轉速下剪切15 20分鐘；
(4)采用高速剪切機在6000r/min的轉速下剪切20 25分鐘。為了驗證本發明的環保路用阻燃抑煙浙青具有良好路用性能以及阻燃抑煙性，按照《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》(JTJE20-2011)規定進行基本性能試驗。參照《塑料燃燒性能試驗方法-氧指數法》(GB/T2408-2008)規定進行氧指數試驗。參照《建筑材料燃燒或分解的煙密度等級試驗方法》(GB/T8627)規定進行煙密度試驗。參照《材料的火災場景煙氣制取方法》(GA/T505)規定進行煙氣毒性試驗。各實施例的具體試驗結果如下表I所示。表I環保路用阻燃抑煙浙青的試驗結果
權利要求
1.一種環保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，按重量份由以下組分組成基礎瀝+ 育100份水滑石粉2 10份氫氧化鋁和/或氫氧化鎂10-20份。消煙劑O 5份偶聯劑0 5份
2.根據權利要求1所述的一種環保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述消煙劑的重量份為I飛份。
3.根據權利要求1所述的一種環保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述偶聯劑的重量份為I飛份。
4.根據權利要求1所述的一種環保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述基礎浙青選自道路石油浙青、SBS改性浙青、SBR改性浙青、PE改性浙青、橡膠類改性浙青和纖維類改性浙青其中的一種。
5.根據權利要求1所述的一種環保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述消煙劑選自硼酸鋅、二氧化硅、氧化鈣和氧化鐵中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的一種環保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述消煙劑為硼酸鋅。
7.根據權利要求1所述的一種環保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述偶聯劑選自硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑和鋁酸酯偶聯劑中的至少一種。
8.根據權利要求7所述的一種環保路用阻燃抑煙浙青，其特征在于，所述偶聯劑為硅燒偶聯劑。
9.一種如權利要求1-8中任一項所述環保路用阻燃抑煙浙青的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)取100份重量份的基礎浙青升溫至130°c 160°C，保持在熔融態；(2)在步驟(I)所得熔融態的基礎浙青中加入2 10份重量份的水滑石粉、1(Γ20份重量份的氫氧化鋁和/或氫氧化鎂、(Γ5份重量份的消煙劑、(Γ5份重量份的偶聯劑，并通過攪拌器攪拌均勻；(3)采用高速剪切機在100(T2000r/min的轉速下剪切10 20分鐘；(4)采用高速剪切機在500(T6000r/min的轉速下剪切15 25分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種環保路用阻燃抑煙瀝青及其制備方法，該阻燃抑煙瀝青按重量份由基礎瀝青100份、水滑石粉2~10份、氫氧化鋁和/或氫氧化鎂10~20份、消煙劑0~5份、偶聯劑0~5份組成，制備方法是先將基礎瀝青升溫并保持在熔融態，然后按比例加入水滑石粉、氫氧化鋁和/或氫氧化鎂、消煙劑、偶聯劑，并通過攪拌器攪拌均勻；再用剪切機分兩次高速剪切。本發明的阻燃抑煙瀝青屬于環保無機類復合瀝青，阻燃抑煙效果優良，氧指數較高，能夠抑制瀝青煙和氯化氫的生成，無毒、無腐蝕、穩定性好，不造成二次污染；同時，該環保路用阻燃抑煙瀝青的制備方法生產成本較低，生產環保無污染，制備工藝簡單，應用廣泛，適于推廣。
文檔編號C08L95/00GK103044937SQ201310011710
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月12日 優先權日2013年1月12日
發明者賀海, 王曉華, 王新岐, 王朝輝, 周驪巍, 王艷寧, 隋洪瑞, 白子建, 孫曉龍, 劉志勝, 蔣宏偉, 馮煒, 黃文 , 高立鑫, 楊越 申請人:天津市市政工程設計研究院