專利名稱：：一種瀝青阻燃改性劑的制作方法一種瀝青阻燃改性劑
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種瀝青阻燃改性劑，更具體的說，本發(fā)明涉及的是一種瀝青專用功能改性添加劑。
背景技術(shù)：
：瀝青是石油煉制的最終產(chǎn)品，是建筑上廣泛采用的廉價(jià)而豐富的建筑材料，用于防水、防潮、防腐、防銹、防滲漏等。它的某些性能是合成橡膠、合成樹脂所不能比擬的。但是，瀝青有容易燃燒、燃燒產(chǎn)生大量黑煙、受熱熔滴、流淌的特點(diǎn)，具有很大的火災(zāi)危險(xiǎn)性，其應(yīng)用也受到一定的限制。為此，瀝青的難燃化研究具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。隨著我國高速公路的發(fā)展，公路隧道的數(shù)量也不斷增加，由于水泥混凝土抗水、不燃，因此，迄今隧道路面鋪裝仍主要采用水泥路面。但是隨著道路使用者對(duì)路面行駛質(zhì)量要求的提高，平整、耐磨、低噪音的瀝青混凝土路面可能代替水泥混凝土路面，而逐漸成為隧道路面的發(fā)展主流。《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD70—2004)第15.3條規(guī)定"各級(jí)公路隧道可采用水泥混凝土路面，必要時(shí)可采用阻燃性良好的、有利于光電照明、反光特性良好的瀝青面層結(jié)構(gòu)"。目前隧道采用抗滑性好、噪音小、行車舒適的阻燃瀝青路面鋪裝正成為發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)國內(nèi)外的報(bào)道可知在隧道中瀝青路面的使用過程中，交通事故造成的火災(zāi)是隧道路面使用過程中必須注意的一個(gè)問題。當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生交通事故后，引起路面著火，因火勢(shì)發(fā)展迅猛，人員來不及疏散導(dǎo)致更大的人員傷亡，對(duì)國家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成不必要的損失。另外，瀝青著火時(shí)產(chǎn)生大量黑煙，又對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。目前我國的阻燃瀝青路面的思路都是常規(guī)的阻燃瀝青思路即借在瀝青中加入粉末阻燃劑進(jìn)行阻燃。這種生產(chǎn)工藝復(fù)雜、對(duì)環(huán)境有污染等缺點(diǎn)。且由于阻燃劑與瀝青的密度相差很大，阻燃劑就不能在瀝青中穩(wěn)定存在，瀝青有嚴(yán)重的離析現(xiàn)象，為了減緩瀝青的離析，阻燃劑的添加量就會(huì)受到極大的限制，瀝青的阻燃能力也會(huì)有很大的局限性。粉體造粒技術(shù)作為粉粒體過程處理的一個(gè)最主要的分支，隨著環(huán)保需求和生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度的提高，其重要性日益彰顯，粉狀產(chǎn)品粒狀化已成為世界粉體后處理技術(shù)的必然趨勢(shì)。瀝青的阻燃理論主要是借鑒聚合物的阻燃成熟的阻燃理論，隨著阻燃劑母粒在塑料及家電等阻燃方面的廣泛應(yīng)用，開發(fā)粒狀瀝青阻燃改性劑也是瀝青路面阻燃技術(shù)發(fā)展道路上的必然產(chǎn)物。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了提供一種能提高瀝青路面阻燃的瀝青阻燃改性劑，該瀝青阻燃改性劑呈顆粒狀，具有分散性好，易添加的特點(diǎn)，加入到瀝青混合料后，對(duì)瀝青的路用性能無影響的前提下有效的提高了瀝青混合料的阻燃性能。本發(fā)明的另一目的是提供上述瀝青阻燃改性劑的制備方法。一種瀝青阻燃改性劑，為顆粒狀，按重量份組成為紅磷2045份；水合硅酸鎂1530份；抑煙劑515份；偶聯(lián)劑，deC,8的脂肪酸l10份；聚烯烴1525份。上述瀝青阻燃改性劑組分中，紅磷、水合硅酸鎂是阻燃劑；抑煙劑為氫氧化物、硼酸鋅、三氧化銅、銅酸銨或氧化錫中的一種，氫氧化物為氫氧化鎂或氫氧化鋁；聚稀烴為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、PVC、EVA或LDPE中的一種，是合成母粒的載體；偶聯(lián)劑是一種包裹在阻燃劑表面使阻燃劑有機(jī)化的有機(jī)物，有效改善瀝青阻燃改性劑的分散性。上述瀝青阻燃改性劑的制備方法，包括如下步驟-1)在20分/轉(zhuǎn)條件下，將各種原料混合均勻；2)在10s內(nèi)將混合物升溫至8(TC,再在15s內(nèi)升溫至150'C，最后在5s內(nèi)升溫至20(TC;3)將混合物冷卻，擠塑成型，造粒，裝桶，得到成品。本發(fā)明的瀝青阻燃改性劑，具有分散性好，易添加、安全、環(huán)保等特點(diǎn)，提高生產(chǎn)效率，無工作環(huán)境污染、較少設(shè)備腐蝕；使用紅磷做為阻燃劑，環(huán)保；阻燃成分搭配得當(dāng)，充分發(fā)揮了多種阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)，高效；直接共混添加，簡化生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)成本。具體實(shí)施方式阻燃劑通過物理或化學(xué)作用，在火焰區(qū)和凝相區(qū)對(duì)燃燒過程進(jìn)行干擾，以實(shí)現(xiàn)降低燃燒速度，達(dá)到阻燃的目的。其一般是通過下面一種或幾種途徑達(dá)到阻燃目的吸熱效應(yīng)、覆蓋隔離效應(yīng)、轉(zhuǎn)移效應(yīng)、抑制效應(yīng)、協(xié)同效應(yīng)。阻燃劑的阻燃機(jī)理概括為阻隔熱量機(jī)理、氣相阻燃機(jī)理、凝固相阻燃機(jī)理。紅磷的阻燃機(jī)理是受熱氧化生成聚偏磷酸，聚偏磷酸是不易揮發(fā)的穩(wěn)定化合物，在燃燒物表面形成隔離層。另外，由于聚偏磷酸脫水作用促進(jìn)碳化，使表面形成碳化膜，從而起到阻燃作用。水合硅酸鎂阻燃機(jī)理是當(dāng)燃燒時(shí)形成Si02覆蓋物，起到絕熱和屏蔽雙重作用。抑煙劑氫氧化鎂阻燃抑煙的機(jī)理是它們?cè)谖镔|(zhì)燃燒的初期主要發(fā)生吸熱分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量的水，水進(jìn)一步蒸發(fā)吸收大量的熱能，起到降低燃燒體系溫度和稀釋體系中氧濃度的作用；抑煙劑硼酸鋅的阻燃機(jī)理硼酸鋅可同時(shí)在凝聚相及氣相發(fā)揮阻燃作用。它在高溫下熔化，形成玻璃態(tài)包覆層，隨后在高溫下脫水，水的蒸發(fā)吸熱及水蒸汽的其他作用，有助于使燃燒自熄。脫水后的硼酸鋅可促進(jìn)無機(jī)碳層的形成，難于點(diǎn)燃和燃燒，且具有隔絕作用。實(shí)施例1:按重量稱取紅磷450g;水合硅酸鎂150g;氫氧化鎂150g;C16C18的脂肪酸100g;聚乙烯150g。在20分/轉(zhuǎn)條件下，將各種原料混合均勻；在10s內(nèi)將混合物升溫至80'C，再在15s內(nèi)升溫至150°C，最后在5s內(nèi)升溫至200°C;將混合物冷卻，擠塑成型，造粒，裝桶，得到成品。實(shí)施例2按重量稱取紅磷450g;水合硅酸鎂240g;氫氧化鋁50g;d6d8的脂肪酸10g;聚烯聚苯乙烯250g。制備方法同實(shí)施例l。實(shí)施例3:按重量稱取紅磷340g;水合硅酸鎂300g;硼酸鋅lOOg;C16C18的脂肪酸60g;聚乙烯200g。制備方法同實(shí)施例l。實(shí)施例4:按重量稱取紅磷200g;水合硅酸鎂300g;氫氧化鎂150g;C16C18的脂肪酸100g;聚丙烯250g。制備方法同實(shí)施例l。實(shí)施例中得到的阻燃瀝青按下列標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，所得數(shù)據(jù)如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>應(yīng)用本發(fā)明中瀝青阻燃改性劑的主要應(yīng)用方式為添加到瀝青混合料中，對(duì)瀝青混合料進(jìn)行阻燃改性，根據(jù)所用的瀝青及級(jí)配的不同，阻燃瀝青混合料的路用性能不同，但基本保證了原未加瀝青阻燃改性劑時(shí)瀝青混合料的路用性能。阻燃瀝青混合料包括以下組分聚合物改性瀝青，瀝青阻燃改性劑，集料，填料，纖維穩(wěn)定劑，各組分材料性質(zhì)和比例如下聚合物改性瀝青聚合物改性瀝青，符合(JTGF40—2004)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》。瀝青阻燃改性劑是以多種阻燃劑、抑煙劑為原料，通過一定合成工藝合成的具有阻燃抑煙作用的瀝青改性劑。添加量為聚合物改性瀝青質(zhì)量的5%30%。聚合物改性瀝青和瀝青阻燃改性劑混合物在阻燃瀝青混合料中的用量為5.7%6.4%。集料包括但不局限于玄武巖或輝綠巖或石灰?guī)r，技術(shù)要求見下表集料技術(shù)要求<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>填料石灰石礦粉或消石灰或水泥；集料、填料整體級(jí)配為級(jí)配范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>纖維穩(wěn)定劑包括但不局限于聚丙烯腈纖維或聚酯纖維或木質(zhì)素纖維。摻量為混合料質(zhì)量的0%0.5%。具體實(shí)施集料玄武巖，符合表l之規(guī)定。填料石灰石礦粉。礦料(集料+填料)級(jí)配為<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>聚合物改性瀝青SBS改性瀝青(I一D)，由茂明石化生產(chǎn)；瀝青阻燃改性劑由實(shí)施例所制備，摻量為聚合物改性瀝青的18%;;聚合物改性瀝青+瀝青阻燃改性劑集料+填料=5.9:100;纖維穩(wěn)定劑德蘭尼特AS—II聚丙烯腈纖維，摻量為混合料總質(zhì)量的0.2%。阻燃瀝青混合料路用性能測(cè)試——混合料試驗(yàn)結(jié)果如下試驗(yàn)中各項(xiàng)測(cè)試按以下標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試阻燃改性瀝青混合料車轍試驗(yàn)按T0719—1993瀝青混合料車轍試驗(yàn)測(cè)試；阻燃改性瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)按T0709—1993瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)測(cè)試；阻燃改性瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)按T0729—2000瀝青凍融劈裂試驗(yàn)測(cè)試。SMA-13混合料車馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例278750.90SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例390001.19SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例487501.33標(biāo)準(zhǔn)要求《2400SMA-13混合料殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果項(xiàng)目穩(wěn)定度(kN)浸水穩(wěn)定度(kN)殘留穩(wěn)定度比(％)SMA-13改性瀝青7.66.990.8%SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例17.26.488.9%SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例27.67.088.9%SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例37.56.892.1%SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例47.56.992.0%標(biāo)準(zhǔn)要求《80%SMA-13混合料凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果項(xiàng)目劈裂抗拉強(qiáng)度(Mpa)凍融后劈裂抗拉強(qiáng)度(Mpa)凍融劈裂強(qiáng)度比(%)SMA-13改性瀝青0.600.5388.3%SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例10.590.5084.7%SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例20.610.5183.6%SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例30.600.5388.3%SMA-13改性瀝青外加實(shí)施例40.600.5185.0%標(biāo)準(zhǔn)要求錫％阻燃瀝青混合料阻燃性能測(cè)試結(jié)果如下:瀝青氧指數(shù)的測(cè)定與其他材料的測(cè)試過程基本相同.但由于道路瀝青的最終應(yīng)用是制成瀝青混合料攤鋪到路面上。在瀝青混合料中瀝青作為一種結(jié)合料被瀝青混合料中的填料吸附形成粘結(jié)集料的膠漿，因此，瀝青混合料在燃燒的過程中是瀝青與填料一同燃燒。在測(cè)定瀝青氧指數(shù)時(shí)為了更好的體現(xiàn)路面瀝青燃燒過程，我們按標(biāo)準(zhǔn)GB/T2406《塑料燃燒性能試驗(yàn)方法氧指數(shù)》要求制備瀝青氧指數(shù)樣條前，在瀝青中均勻混入常用的瀝青混合料填料——礦粉。在瀝青混合料中瀝青與填料的質(zhì)量比(粉膠比)一般在l:0.81:1.2，因此瀝青氧指數(shù)樣條中瀝青與礦粉的比例定為1:1。制成氧指數(shù)樣條后按GB/T2406《塑料燃燒性能試驗(yàn)方法氧指數(shù)》測(cè)定瀝青氧指數(shù)。阻燃瀝青路面阻燃性能測(cè)試結(jié)果取下為了對(duì)比不同案例中瀝青阻燃改性劑的阻燃性能，我們測(cè)混入同一摻入量18%的瀝青的氧指數(shù)以作對(duì)比。實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4技術(shù)要求氧指數(shù)28.228.727.325.9《21.0由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出瀝青阻燃添加劑加入到瀝青混合料中后，在提高了瀝青混合料的阻燃性能的同時(shí)，對(duì)瀝青的路用性能改變不大，基本能保證原瀝青的路用性能。由此可見，當(dāng)瀝青阻燃添加劑加入到其他不同級(jí)配瀝青混合料中也能保證原瀝青混合料的路用性能。本發(fā)明的瀝青阻燃改性劑是具有無鹵環(huán)保的特性，安全環(huán)保性達(dá)到歐洲SGS要求?？梢杂行У奶岣邽r青路面的阻燃性能。在瀝青路面燃燒時(shí)，在燃燒表面形成了穩(wěn)定的炭化層，產(chǎn)生自熄現(xiàn)象，使燃燒終止，另外氫氧化鎂等氫氧化物它們?cè)谖镔|(zhì)燃燒的初期主要發(fā)生熱分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量的水，水進(jìn)一步蒸發(fā)吸收大量的熱能，起到降低燃燒體系溫度和稀釋體系中氧濃度的作用。如果阻燃瀝青路面發(fā)生火災(zāi)，人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失都會(huì)較少，具有較廣闊的應(yīng)用前景和良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。制備方法簡單，有效，經(jīng)濟(jì)，且使用方便，適用面廣。權(quán)利要求1、一種瀝青阻燃改性劑，為顆粒狀，按重量份組成為紅磷20～45份；水合硅酸鎂15～30份；抑煙劑5～15份；偶聯(lián)劑，C16～C18的脂肪酸1～10份；聚烯烴15～25份；上述瀝青阻燃改性劑組分中，抑煙劑為氫氧化物、硼酸鋅、三氧化銅、銅酸銨或氧化錫中的一種，氫氧化物為氫氧化鎂或氫氧化鋁；聚稀烴為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、PVC、EVA或LDPE中的一種。全文摘要本發(fā)明公開了一種瀝青阻燃改性劑，為顆粒狀，按重量份組成為紅磷20～45份；水合硅酸鎂15～30份；抑煙劑5～15份；偶聯(lián)劑，C₁₆～C₁₈的脂肪酸1～10份；聚烯烴15～25份。本發(fā)明還公開了該瀝青阻燃改性劑的制備方法。本發(fā)明的瀝青阻燃改性劑，具有分散性好，易添加、安全等特點(diǎn)，提高生產(chǎn)效率，無工作環(huán)境污染、較少設(shè)備腐蝕；使用紅磷做為阻燃劑，環(huán)保；阻燃成分搭配得當(dāng)，充分發(fā)揮了多種阻燃劑的協(xié)同效應(yīng)，高效；直接共混添加，簡化生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)成本。文檔編號(hào)C08L95/00GK101153117SQ20061006296公開日2008年4月2日申請(qǐng)日期2006年9月28日優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日發(fā)明者何唯平,萍張申請(qǐng)人:深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司;深圳海川工程科技有限公司