[发明专利]一种路用阻燃沥青组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青材料组合物及其制备方法，更具体地说，是提供一种热储存性能稳定的路用阻燃沥青及其制备方法。

背景技术

近年来，随着高速公路建设的迅猛发展，对隧道路用阻燃沥青的研究也引起业界人士的高度重视。通常的做法是借鉴阻燃油毡、阻燃建材等阻燃技术在高分子材料领域应用的成功经验，对基础沥青进行阻燃改性，以提高路用沥青的抗燃烧性能。

人们采取在道路沥青中加入阻燃添加剂，从而减缓或终止沥青燃烧的链反应，以达到阻燃目的。通常，所使用的阻燃剂主要以无机类添加型阻燃剂为主，它在物理化学性能及结构性能等方面与沥青存在较大差异，阻燃剂与沥青不相容，属于热力学不稳定体系。采用纯粹的物理混兑方法将阻燃剂分散于基础沥青中制备阻燃沥青，在高温静置贮存时易发生阻燃剂与沥青的离析，得不到热储存性能稳定的阻燃沥青产品，不能满足工厂化生产阻燃沥青产品的需要。上述离析现象一般表现为热储阻燃沥青的上部与下部的稠度及颗粒分布明显不同。这种离析现象可以通过热储阻燃沥青上部与下部的溶解度差来考察，若上下溶解度差值小于2.0％则视为稳定，若差值大于2.0％则视为不稳定。

USP 4,659,381介绍屋面用阻燃改性沥青的生产方法，含有至少一种卤代烃阻燃剂和一种含磷无机化合物阻燃剂，在改性沥青中添加了20wt％～30wt％的惰性填料，通常是很细的固体，包括珍珠岩、云母粉末、氧化铝、玻璃纤维、碳酸钙、碳酸镁、颗粒细小的粘土、硅土、碳黑等。在热储过程中，这些填料必定从改性沥青中离析出来，从而造成产品质量的不稳定。

USP 5,100,715、USP 5,169,690和USP 5,326797介绍了一种改性阻燃沥青的生产方法。其中沥青含量为30wt％～90wt％，SBS含量为4wt％～16wt％，填充料为10wt％～40wt％，十溴联苯醚加入量范围为0.5wt％～10wt％，三氧化二锑和硼酸锌的用量为0.5％～5.0％。所添加的三氧化二锑、硼酸锌阻燃剂及大量的填充料与沥青属于热力学不相容体系，热储易离析。

CN1935903A公开了一种无卤型路用阻燃沥青，其中石油沥青为50份～70份，密胺磷酸盐为9份～15份，硼酸锌为2份～7份，三氧化二锑为2份～7份，氢氧化镁4份～10份，氢氧化铝4份～10份等。虽然解决了部分环保问题，但仍没有考虑工厂化生产的产品质量稳定问题。

CN 1935902A公开了一种路用阻燃沥青，其中石油沥青为60份～80份，十溴联苯醚为3份～8份，氢氧化铝为5份～20份，氢氧化镁为5份～20份，改性剂0.5份～1.5份等。采用高速剪切工艺，在80℃～120℃条件下将几种原料高速混兑生产阻燃沥青。如果使阻燃剂被磨的很细，需要高速剪切很长时间，增加生产成本。即便这样，长期热储氢氧化物还是会产生离析。

总体上，上述几篇专利都未考虑阻燃沥青热储期间阻燃剂的离析问题，不利于阻燃沥青的工厂化生产。而且，现有技术中，阻燃沥青所采用的阻燃剂都是溴系阻燃剂和金属氧化物及氢氧化物复配为主，特别是金属氧化物及氢氧化物组分对沥青的整体阻燃性能提高有限，还会对阻燃剂与沥青的相容性有负面影响，溴系阻燃剂对阻燃沥青的相容性也有不良影响，亲和性不足。

发明内容

本发明的目的是提出一种热储性能稳定、燃烧时极限氧指数等级符合国家标准要求的隧道路用阻燃沥青混合物及其制备方法。

本发明中所述的份数均为重量份数。

本发明的热储存性能稳定的路用阻燃沥青，包括以下组分及含量：

基质沥青                 100份

溴系阻燃剂               2～5份

氯系阻燃剂               5～15份

相容剂                   0～20份

偶联剂                   0.3～0.5份

所述基质沥青的针入度(25℃)为40～120 1/10mm，软化点为42～50℃。所述的基质沥青使用道路沥青、建筑沥青中的一种或几种，可采用常规的氧化及调合方法制成，例如可以由道路沥青与建筑沥青调合而成，道路沥青重量含量为70％～95％、建筑沥青重量含量为5％～30％，优选道路石油沥青。所述的道路沥青为直馏石油沥青、氧化石油沥青、溶剂脱油石油沥青中的一种或几种，所述建筑沥青是氧化石油沥青、溶剂脱油石油沥青中一种或几种。