专利名称：一种路用阻燃沥青及制备方法
技术领域：
本发明属于阻燃浙青技术领域，具体涉及一种环保无卤路用阻燃浙青及其制备方法。
背景技术：
随着我国高等级公路的发展，公路隧道的数量不断增加。隧道中常用的刚性水泥混凝土路面，也逐渐被平整、耐磨、低噪音的柔性浙青混凝土路面所代替。在隧道浙青路面的使用过程中，浙青混凝土路面的防火安全问题也越来越引起人们的重视。由于浙青是易燃材料，再加上隧道内通风条件差，如果发生交通事故引起浙青路面着火，因火势发展迅猛，人员来不及疏散导致较大的人员伤亡，必然会对国家和人民生命财产造成不必要的损失。另外，浙青着火时产生大量黑烟，在隧道中不易扩散，会阻碍逃生人员的视线并易使人窒息，既对人员造成危害，又对环境造成严重污染。所以，首先必须解决浙青遇火燃烧问题， 其次要降低浙青燃烧时的发烟量和有毒气体含量。因此，使用具有阻燃性能、抑烟性能的阻燃浙青应该是今后隧道路面用浙青的发展方向。目前广泛使用的含卤阻燃剂燃烧时生成大量有烟、有毒的气体，如十溴二苯醚在燃烧过程中会产生疑似二噁英类物质，会对人体和环境产生较大的危害。近年来，美国、英国等国家已制定或颁布法律，对某些阻燃材料进行燃烧毒性试验或规定燃烧酸性气体释放量。随着环保的要求越来越高，无卤阻燃显示出越来越重要的地位，因此开发无卤阻燃剂取代含卤阻燃剂已成为世界阻燃领域的趋势。CN200610062960. 6中使用十溴联苯乙烷、硼酸锌和三氧化二锑作为阻燃剂，属于卤素阻燃剂，不符合环保的要求，放出的有毒气体也危害到人身安全。CN200610019381. 3中的无卤阻燃聚合物改性浙青，是通过加入磷系和氮系阻燃剂起到阻燃的效果，需要使用磷系和氮系阻燃剂配合，才能得到所需的阻燃效果，仅使用磷系阻燃剂时，阻燃浙青的阻燃效果有待提高。US4659381公开了采用聚磷酸铵、含卤阻燃剂、氢氧化铝填料等组分为浙青阻燃剂，需要将聚磷酸铵和含卤阻燃剂配合使用才能得到所需效果，并且氢氧化铝用量较大， 对阻燃浙青的使用性能造成一定影响。CN200610082139. 0介绍了一种无卤型路用阻燃浙青，其中阻燃剂为密胺焦磷酸盐、硼酸锌和氢氧化镁，为起到更好的抑烟效果，该发明在拌合矿料时加入氢氧化铝，增加了工作步骤，不利于施工的进行。并且由于氢氧化铝的分解温度较低(140-150°C)，也因此限制了其应用。不同种阻燃剂在使用过程中会产生不同的配合效果，综合阻燃效果一般与浙青燃烧过程中，阻燃剂发生的化学反应历程及阻燃剂之间发生的化学反应历程有关，因此，阻燃剂的不同配合形式往往会产生不同的协同配合效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种环保无卤阻燃浙青及其制备方法，制备一种符合公路隧道路用要求的阻燃浙青。
本发明路用阻燃浙青，按重量份组成包括基础浙青70-80份；聚磷酸铵3-9份；硼酸锌3-8份；氢氧化镁4-8份；拟薄水铝石4-8份；改性剂0-1. 5份。本发明路用阻燃浙青中，基础浙青可以根据使用的要求具体确定，如70号浙青、 90号浙青、聚合物改性浙青等。本发明路用阻燃浙青中，改性剂为废轮胎胶粉、针入度改性剂、粘度改性剂等。本发明路用阻燃浙青中，拟薄水铝石(分子式Al2O3 · ηΗ20, η为1. 4 2. 0)是一种半结晶状的氢氧化铝，是催化剂制备等领域常用的氧化铝前身物，本发明中可以使用市售产品，也可以按现有方法制备。本发明路用阻燃浙青的制备方法，包括如下步骤1.将基础浙青熔融，保持在70 120°C ；2.在熔融浙青中按比例添加聚磷酸铵、硼酸锌、氢氧化镁、拟薄水铝石，用搅拌器搅拌5min，使各组分混合均勻；3.加入改性剂，升温至140 180°C，搅拌10 60min，使改性剂与基础浙青进行充分混合，在需要的情况下可以再继续用高速剪切设备在3000-4000r/min下剪切10 60min。高速剪切机主要为胶体磨、高速剪切机等。本发明路用阻燃浙青中，聚磷酸铵、硼酸锌、氢氧化镁、拟薄水铝石互相配合，特别是聚磷酸铵与拟薄水铝石相互配合，在阻燃反应过程中，拟薄水铝石发生晶形转化，对聚磷酸铵的脱水阻燃反应具有促进和协调作用，同时拟薄水铝石与硼酸锌还可起到协同作用， 因此，本发明路用阻燃浙青同时具有良好阻燃和抑烟效果。本发明的阻燃浙青氧指数较高， 燃烧时不产生卤化氢等有毒气体，对人体呼吸道及其他器官伤害小。制备工艺简单，生产无污染，生产成本较低。
具体实施例方式本发明中，聚磷酸铵属于膨胀型阻燃剂。它含氮、磷量高，热稳定性好，分散性较好，同时具有无商、低烟、低毒等特性。阻燃机理是受热脱水生成聚磷酸强脱水剂，促使有机物表面脱水生成碳化物，生成的碳化物及其聚磷酸对基材表面的进行覆盖，隔绝空气从而达到阻燃的目的；另外燃烧时生产的氨气等不燃性气体，在气相中冲淡了可燃性气体的浓度，使之降到着火极限以下，起到气相阻燃效果。拟薄水铝石不仅是抑烟剂，而且在阻燃过程中对聚磷酸铵的脱水阻燃反应具有促进作用，与单独使用聚磷酸铵相比，阻燃效果明显提高。硼酸锌是阻燃抑烟剂，改性剂选用废轮胎胶粉，改善阻燃浙青感温性能。实施例1 按重量称取石油浙青AH-70 (埃索70号浙青)，70份；聚磷酸铵9份；氢氧化镁8 份；拟薄水铝石8份，硼酸锌3份，改性剂1. 5份(改性剂为废轮胎胶粉)。首先将石油浙青熔融保持至80°C，向熔融浙青中按比例添加聚磷酸铵、硼酸锌、氢氧化镁，用搅拌器搅拌5min，使各组分混合均勻。然后加入改性剂，升温至150°C，搅拌 30min，使胶粉吸收浙青中的油分进行熔胀，再继续用高速剪切机在3000-4000r/min下剪切30min，使改性剂充分熔胀。在剪切过程中，温度控制在170°C以内，最后得到环保无卤阻
燃浙青。实施例2 按重量称取石油浙青AH-70，75份；聚磷酸铵6份；氢氧化镁6份；拟薄水铝石6 份，硼酸锌6份，改性剂1份。阻燃浙青制备过程同实施例1。实施例3 按重量称取石油浙青AH_70，80份；聚磷酸铵3 ；氢氧化镁4份；拟薄水铝石4份， 硼酸锌8份，改性剂0. 5份。阻燃浙青制备过程同实施例1。比较例1 按照实施例1的方法和配比，不使用拟薄水铝石，氢氧化镁使用16份。比较例2 按照实施例1的方法和配比，拟薄水铝石用制备陶瓷的普通氢氧化铝代替。实施例及比较例的数据见下表
权利要求
1.一种路用阻燃浙青，其特征在于按重量份组成包括 基础浙青 70-80份；聚磷酸铵 3-9份； 硼酸锌3-8份；氢氧化镁 4-8份； 拟薄水铝石 4-8份； 改性剂0-1. 5份。
2.按照权利要求1所述的路用阻燃浙青，其特征在于基础浙青为70号浙青、90号浙青或聚合物改性浙青。
3.按照权利要求1所述的路用阻燃浙青，其特征在于改性剂为废轮胎胶粉、针入度改性剂或粘度改性剂。
4.一种权利要求1所述的路用阻燃浙青的制备方法，包括如下步骤(1)将基础浙青熔融，保持在70 120°C；(2)在熔融浙青中按比例添加聚磷酸铵、硼酸锌、氢氧化镁、拟薄水铝石，用搅拌器搅拌 5min，使各组分混合均勻；(3)加入改性剂，升温至140 180°C，搅拌10 60min，使改性剂与基础浙青进行充分混合ο
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于加入改性剂后用高速剪切设备在 3000-4000r/min 下剪切 10 60min。
全文摘要
本发明涉及一种路用阻燃沥青及其制备方法，按重量份组成包括基础沥青70-80份，聚磷酸铵3-9份，硼酸锌3-8份，氢氧化镁4-8份，拟薄水铝石4-8份，改性剂0-1.5份。本发明路用阻燃沥青的制备方法包括首先将基础沥青熔融，然后按比例添加聚磷酸铵、硼酸锌、氢氧化镁、拟薄水铝石，搅拌均匀后加入改性剂，分散均匀即可。本发明路用阻燃沥青中，聚磷酸铵、硼酸锌、氢氧化镁、拟薄水铝石互相配合，在阻燃反应过程中，拟薄水铝石发生晶形转化，对聚磷酸铵的脱水阻燃反应具有促进，本发明路用阻燃沥青同时具有良好阻燃和抑烟效果。本发明的阻燃沥青氧指数较高，燃烧时不产生卤化氢等有毒气体，对人体呼吸道及其他器官伤害小。
文档编号C08L21/00GK102464891SQ20101053584
公开日2012年5月23日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者万淼, 宣根海, 徐青柏, 石君章, 陈杰 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院