[发明专利]一种复合阻燃剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃剂技术领域，更具体地说，是涉及一种复合阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术

阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要，预防火灾发生，保护人民生命财产而发展起来的一门科学。阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用，按照阻燃剂中有无卤素分为卤系阻燃剂和无卤阻燃剂，它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊的化工助剂，广泛应用于各类材料的阻燃加工中。经过阻燃剂加工后的材料，在受到外界火源攻击时，能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播，从而达到阻燃的作用。

目前，阻燃剂在沥青混合料中的应用受到国内外研究人员广泛关注。沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称，其中沥青经过自身物理化学变化产生一定强度并具有胶结能力，能够把矿料粘结为一个整体。由于沥青是主要由碳、氢元素所构成的成分极为复杂的有机混合物，极易燃烧、熔滴、流淌，具有很大的火灾危险性，尤其是在公路隧道内部，由于公路隧道内部是一种半封闭空间，一旦车辆发生火灾，火焰会随着燃油的扩散而蔓延，如果隧道内使用普通SBS改性沥青路面，将会引发更大的火灾，极大增加灭火的难度，对人员的生命财产造成巨大的威胁。但是，采用水泥混凝土路面又存在更大问题，如抗滑性差、行车噪音大、路面接缝破坏较多、容易积水等问题。综合考察后，在我国一般公路隧道进出口一定范围内和高速公路隧道为改善行车视觉，提高行车安全，降低噪音，一般采用沥青路面，特别是高性能的沥青混合料，《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)第15.3条规定：各级公路隧道可采用沥青混凝土路面，必要时可采用阻燃性好的，有利于照明、反光特性良好的沥青面层结构。因此，采用抗滑性好、噪音小、行车舒适的阻燃剂改性的沥青混合料作为路面铺装材料正成为主要的发展趋势。

目前，现有技术都是采用将阻燃剂加到沥青混合料中，通过特殊工艺，加工成阻燃沥青混合料。但是，其加工工艺复杂，需要具备其设备；更重要的是，采用卤系阻燃剂会对环境造成较大的破坏，国际上一些领域已被禁用或限用；而无卤阻燃剂和沥青混合料的相容性差，易产生离析，影响阻燃剂对沥青混合料的阻燃效果和沥青混合料本身具备的各项性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种复合阻燃剂及其制备方法和应用，本发明提供的复合阻燃剂对沥青混合料的阻燃效果好，且不影响沥青混合料各项性能。

本发明提供了一种复合阻燃剂，由包括以下组分的物料制成：

纳米无机阻燃剂40重量份～85重量份；

磷系阻燃剂10重量份～45重量份；

抑烟剂3重量份～15重量份；

表面改性剂0.2重量份～0.4重量份；

所述纳米无机阻燃剂为纳米氢氧化铝或纳米氢氧化镁。

优选的，所述磷系阻燃剂包括微胶囊化红磷、聚磷酸铵、磷酸三苯酚和磷酸二甲苯酯中的一种或多种。

优选的，所述抑烟剂包括二茂铁和硅石中的一种或两种。

优选的，所述表面改性剂包括钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或两种。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

a)将纳米无机阻燃剂、磷系阻燃剂、抑烟剂和表面改性剂混合后，进行反应，得到复合阻燃剂；

所述纳米无机阻燃剂为纳米氢氧化铝或纳米氢氧化镁。

优选的，步骤a)中所述混合的过程具体为：

将纳米无机阻燃剂、磷系阻燃剂和抑烟剂进行第一次混合后，再加入表面改性剂进行第二次混合，得到混合物；

所述第一次混合的温度为20℃～30℃，时间为10min～20min。

优选的，步骤a)中所述反应的温度为35℃～60℃，时间为20min～60min。

本发明还提供了一种高性能沥青混合料，包括：

沥青混合料；

分散在所述沥青混合料中的阻燃剂；

所述阻燃剂为上述技术方案所述的复合阻燃剂或上述技术方案所述的方法制备的复合阻燃剂。

优选的，所述沥青混合料为AC类沥青混合料、SMA类沥青混合料、Superpave类沥青混合料或OGFC沥青混合料。

优选的，所述沥青混合料与阻燃剂的质量比为(97～99)：(1～3)。