本发明涉及沥青，具体涉及一种增强抑烟性能的沥青抑烟剂及包含其的混合沥青。
背景技术：
目前随着我国公路行业的高速发展要求，公路隧道的数量与规模也逐年增加。与此同时，对隧道路面的安全性和舒适性提出了更高的要求，水泥混凝土路面已很难满足现代隧道路面的要求。由于隧道内特殊的地理环境和施工条件，以及水泥混凝土抗水、不燃，因此长期以来，我国公路隧道铺面多采用水泥混凝土路面。但是，水泥混凝土路面在行车舒适性、抗滑性、低噪音及平整度等方面无法与沥青混凝土相比，而且水泥混凝土路面使用寿命短、维修周期短、路面养护费用高，已愈来愈不适应现代公路交通的要求。近年来，为了适应对隧道路面安全性、舒适性、平整度、抗滑性、噪音性及环境好和人性化等方面提出的更高的要求，一些隧道中开始采用沥青路面代替水泥混凝土路面，或者在原来水泥混凝土路面加铺沥青面层，以提高隧道路面的使用性能和改善隧道运营环境。但是由于沥青具有可燃性，在隧道工程中，特别是大型公路隧道、跨江海隧道中使用存在一定的火灾安全隐患。为了将沥青路面更好的应用于隧道内路面铺装中，解决公路隧道的防火问题，世界各国的相关研究人员都在致力于各种高效、低烟、低毒沥青高氧指数抑烟材料的研究。对沥青高氧指数抑烟材料要求大面积推广加工。从目前国内外生产的阻燃剂质量来看，规格不一样，有液体的，有颗粒状的，也有粉末状的等等。从阻燃剂的使用效果来看，普遍都存在效果不理想。这些阻燃材料对沥青虽说起到一定的阻燃作用，但它降低了沥青的部分性能指标。同时施工质量也受到大的影响。
技术实现要素：
本发明提供一种增强抑烟性能的沥青抑烟剂及包含其的混合沥青，解决现有技术中因提高了阻燃性能而导致沥青的部分性能不好的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
本发明首先提供了一种增强抑烟性能的沥青抑烟剂，以质量份计包括：25～35份十溴二本醚、20～30份硼酸锌、5～15份三氧化二锑、3～7份四溴双酚、5～11份六溴环十二烷、7～11份硬脂酸镁以及8～16份偏磷酸。
优选的是，以质量份计包括：30份十溴二本醚、25份硼酸锌、10份三氧化二锑、5份四溴双酚、8份六溴环十二烷、10份硬脂酸镁以及12份偏磷酸。
本发明还提供一种混合沥青，以质量份计包括：95.4～96.6份的沥青以及3.4～4.6份的如权利要求1或2所述的增强抑烟性能的沥青抑烟剂。
优选的是，以质量份计包括：96.2份的沥青以及3.8份的如权利要求1或2所述的增强抑烟性能的沥青抑烟剂。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1)阻燃效率高，低烟，低毒，安全环保。
2)热稳定性好，阻燃的分解温度在250℃以上。
3)相容性好，对沥青及沥青混合料的性能影响很小。
4)水溶性小，耐久性好，阻燃性能持久。
5)价格低廉，来源广泛，制造简便。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述：
本发明提出了一种增强抑烟性能的沥青抑烟剂及包含其的混合沥青。
该增强抑烟性能的沥青改性剂中每份中含有质量比为30％十溴二本醚有特别好的阻燃效果作用，能使沥青表面温度降低及吸收大量热量延缓燃烧。
硼酸锌(硼酸锌是一种环保型的非卤素阻燃剂，无毒、低水溶性、高热稳定性、粒度小、比重小、分散性好等特点，作为一种高效阻燃剂被广泛应用在塑料、橡胶、涂料等领域。)以及硬脂酸镁(硬脂酸镁为白色轻松无砂性的细粉；微有特臭；与皮肤接触有滑腻感。本品在水、乙醇或乙醚中不溶，主要用作润滑剂、抗粘剂、助流剂。特别适宜油类、浸膏类药物的制粒，制成的颗粒具有很好的流动性和可压性。在直接压片中用作助流剂。还可作为助滤剂、澄清剂和滴泡剂，以及液体制剂的助悬剂、增稠剂。)两种材料能有效抑制燃烧的进行和烟雾的产生。与其它高氧指数抑烟材料混合使用效果更好。虽然仅是硼酸锌具有阻燃性能，但是硬脂酸镁的设计可以使得硼酸锌流动至基质沥青各处，进一步提高了硼酸锌的分散性，使得硼酸锌能够遍布到基质沥青各处，进而提升基质沥青各处都有阻燃的性能。
三氧化二锑(三氧化二锑(化学式：sb2o3)是一种无机化合物。天然产物称锑华，俗称锑白，白色结晶性粉末。熔点655℃。沸点1550℃。溶于氢氧化钠溶液、热酒石酸溶液、酒石酸氢盐溶液和硫化钠溶液，微溶于水370±37μg/l、稀硝酸和稀硫酸。有致癌可能性。制备方法有干法和湿法两种，主要用于白色颜料、油漆和塑料，可以起颜料和阻燃的作用)、四溴双酚(四溴双酚s以及四溴双酚a等均是可靠性高的阻燃剂)以及六溴环十二烷(白色结晶。有多种异构体，低溶点型熔点为167-168℃，高熔点型为195-196℃。对热和紫外光稳定性好。溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸戊酯。用于聚丙烯塑料和纤维,聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃,也可用于涤纶织物阻燃后整理和维纶涂塑双面革的阻燃。用作添加型组燃剂，适用于聚苯乙烯、不饱和聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯、合成橡胶等。)，按照指定的比例共同混合使用阻燃效果更佳，三氧化二锑、四溴双酚以及六溴环十二烷为不通材料的阻燃剂，由于基质沥青中含有的物质较多，因此三氧化二锑、四溴双酚以及六溴环十二烷是同时需要的，以使得基质沥青大多数物质不亦起火。
再加上硬脂酸镁这种材料在燃烧时放出结合水，吸收大量的热量，从而抑制了燃烧，结合水在高温下与炭粒进一步发生氧化反应，减少了烟气的产生，从而达到阻燃抑烟的双重目的。
偏磷酸(偏磷酸化学式hpo3，分子量80，无色玻璃状体，易潮解，密度2.2～2.5g/cm3，易溶于水并生成正磷酸(h3po4)。常见的偏磷酸是三偏磷酸(hpo3)3和四偏磷酸(hpo3)4，其化学式均写简为hpo3。用作化学试剂、脱水剂、催化剂。由磷酸高温脱水或由五氧化二磷跟适量冷水反应制得。)在高温受热时它会脱水生成聚磷酸，由于聚磷酸是强脱水剂，使沥青表面脱水炭化，隔绝了外界的可燃气体和热量，抑制了燃烧的进行，同时，聚磷酸在受热时分解成氨气和水蒸气，氨气冲淡空气中氧浓度，具有很好的阻燃效果。加之，热稳定性好，水溶性差，低烟，低毒，经济适用，是很好的阻燃材料。
根据沥青的燃烧过程，沥青高氧指数抑烟材料的阻燃原理主要有吸热，覆盖，抑制链反应及不燃气体窒息。沥青的燃烧是一个放热，分解的物理化学过程，燃烧中分解出氢，甲烷，苯及烷氢类易燃气体。产生的这些气体的燃烧又进一步加快了沥青的热分解。根据沥青的燃烧过程，在沥青路面发生火灾时，要达到阻燃抑制烟的目的，以上混合物材料阻燃抑制烟剂具备以下功能:
1)能吸收燃烧放出的热量，降低可燃物表面的温度，有效抑制可燃性气体的生成。
2)能在沥青表面形成稳定的碳化层，隔热，阻止可燃气体向外逸出，使燃烧终止，产生自熄。
3)能在燃烧初期，捕捉反应中活性很强的自由基(ho-和h-)的抑制连锁反应的发生。
4)能分解出不燃气体，冲淡燃烧区内氧浓度及可燃气体浓度，阻止燃烧的蔓延。
为了进一步验证本改性剂的性能，我们做了如下实验(以下实验中均采用辽河90#sbs改性沥青作为实验沥青；新改性剂为本发明提供的增强抑烟性能的沥青抑烟剂；旧改性剂为一般使用的沥青阻燃剂，即是：广州琪原新材料有限公司生产的沥青阻燃剂)：
实验1：仅采用sbs改性沥青混合得到混合沥青，并且对燃烧前其性能进行检测；
实验2：将新改性剂与sbs改性沥青按照质量比为3.8：96.2混合得到混合沥青，并且对其性能进行检测，其中以质量份计新改性剂包括：30份十溴二本醚、25份硼酸锌、10份三氧化二锑、5份四溴双酚、8份六溴环十二烷、10份硬脂酸镁以及12份偏磷酸；
实验3：将新改性剂与sbs改性沥青按照质量比为3.8：96.2混合得到混合沥青，并且对其性能进行检测，其中以质量份计新改性剂包括：25份十溴二本醚、20份硼酸锌、5份三氧化二锑、3份四溴双酚、5份六溴环十二烷、7份硬脂酸镁以及8份偏磷酸；
实验4：将新改性剂与sbs改性沥青按照质量比为3.8：96.2混合得到混合沥青，并且对其性能进行检测，其中以质量份计新改性剂包括：35份十溴二本醚、30份硼酸锌、15份三氧化二锑、7份四溴双酚、11份六溴环十二烷、11份硬脂酸镁以及16份偏磷酸；
实验5：将旧改性剂与sbs改性沥青按照质量比为3.8：96.2混合得到混合沥青；
实验6：将新改性剂与sbs改性沥青按照质量比为4.6：95.4混合得到混合沥青，并且对其性能进行检测，其中以质量份计新改性剂包括：30份十溴二本醚、25份硼酸锌、10份三氧化二锑、5份四溴双酚、8份六溴环十二烷、10份硬脂酸镁以及12份偏磷酸。
实验7：将新改性剂与sbs改性沥青按照质量比为3.4：96.6混合得到混合沥青，并且对其性能进行检测，其中以质量份计新改性剂包括：30份十溴二本醚、25份硼酸锌、10份三氧化二锑、5份四溴双酚、8份六溴环十二烷、10份硬脂酸镁以及12份偏磷酸。
同时对实验1至实验7得到的混合沥青进行浴火检测，检测时放置于同一样大小不可以燃烧的密闭箱体中，每个箱体氧气浓度一样且给的火苗大小一样，每个箱体内设置有烟雾浓度检测仪以及质量传感器，质量传感器用于检测浴火后剩余混合沥青的质量，烟雾浓度检测仪用于检测混合沥青浴火时产生的烟雾浓度。当然前提是实验1至实验7放入箱体内的混合沥青质量均为50g。
检测后实验1至实验7得到的性能指标如下表所示：
表1
表2
由以上表1和表2实验数据可以得出：
1)从实验1明显看出不添加改性剂时它的抑烟效果太差，不符合隧道类施工材料规范技术要求。
2)实验5加入普通阻燃剂后，各项性能指标均比实验2、实验3、实验4、实验6以及实验7的要低，可以得出本发明的新改性剂明显优于普通阻燃剂，其性能在达到阻燃效果的，加入新改性剂的混合沥青具有针入度变化量很小、软化能力以及在一定的高温下它的变形能力很小等优良性能，仍然保持同时保证该混合沥青的各项性能不会降低，至少也没有普通阻燃剂的负效应；
3)实验5浴火后残余混合沥青的质量均比实验2、实验3、实验4、实验6以及实验7要低，可以看出本发明的新改性剂明显优于普通阻燃剂，更加具有阻燃的效果；实验5浴火时产生的盐浓度均比实验2、实验3、实验4、实验6以及实验7要大，可以看出本发明的新改性剂明显优于普通阻燃剂，更加具有抑烟的效果。实验5的阻燃剂不合适。
4)从实验2、实验3、实验4、实验6以及实验7中可以看出，实验6和实验2效果最好。两者相比实验2和实验6的阻燃效果抑烟效果也相当，可以看出采用实验2更经济，因此采用实验2可以减少抑烟剂的放入量，节约了材料成本，且能保证混合沥青的质量；
5)综合分析，从路面安全及经济等方面考虑新改性剂按照实验2配比可以满足材料使用要求。
其中，本新改性剂的有益效果是：
1)它能在气相中产生活性卤素基团hx，能与聚合物降解产生的h和oh自由基相互作用，使自由基浓度下降，从而延缓和终止燃烧的链反应。
2)该高氧指数抑烟材料受热时分解生成热稳定性强的物质，在燃烧物表面形成隔离层。另外，该物质具有脱水作用，促进炭化，使表面形成炭化膜，从而起到阻燃作用。该阻燃聚合物燃烧时，对环境污染少，使用量较少就能达到好的阻燃效果，且该聚合物材料对人的生理机能影响极小。
3)其该阻燃机理为释水吸热和覆盖作用。将其表面形成一层均匀的炭质泡沫层。该炭质层具有阻隔热量及氧气的传递和抑烟的作用，具有良好的阻燃性能。
4)因该沥青高氧指数抑烟材材料在使用和开发时具备低毒、低烟、无污染。更能适应现代交通的要求，市场前景广阔。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。