一種基于十溴二苯乙烷的瀝青混合料用阻燃劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于十溴二苯乙烷的瀝青混合料用阻燃劑，其特征在于包括以下組分，十溴二苯乙烷、三氧化二銻和金屬鹽，其質(zhì)量比為4:1:1。當(dāng)采用建議的8％摻量時(shí)，其協(xié)同阻燃效率為0.43，SBS改性瀝青極限氧指數(shù)由20.7％增至24.1％，煙密度等級(jí)由87.6降為82.57。
【專利說(shuō)明】-種基于十溴二苯乙烷的瀝青混合料用阻燃劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利涉及一種基于十溴二苯乙烷的浙青混合料用阻燃劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 高等級(jí)公路中，隨著交通量的增加、行車速度的增長(zhǎng)以及隧道的長(zhǎng)大化趨勢(shì)，隧道 交通事故率明顯上升。由于事故后易出現(xiàn)汽油泄漏，同時(shí)車內(nèi)可燃物質(zhì)多，因而極易引起火 災(zāi)，具有燃燒劇烈、發(fā)煙量大、火勢(shì)傳播迅猛等特點(diǎn)。由于隧道內(nèi)空間狹小，出現(xiàn)交通事故時(shí) 極易造成堵塞而嚴(yán)重影響救援設(shè)備和人員的及時(shí)到位，使得隧道火災(zāi)相對(duì)于外界發(fā)生的火 災(zāi)更難于快速撲滅，同時(shí)通風(fēng)不暢，使得有害氣體濃度高，更易威脅到人員和財(cái)產(chǎn)的安全。
[0003] 隧道火災(zāi)的迅發(fā)性及嚴(yán)重性也同樣導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)外在隧道路面結(jié)構(gòu)形式選擇上產(chǎn) 生了巨大的爭(zhēng)議。已有研究證明在正常工作狀態(tài)下浙青路面相對(duì)水泥路面具有更佳的路用 性能及安全性能，可有效改善路面行駛舒適性和抗滑性，減小維修對(duì)道路運(yùn)營(yíng)的影響，縮短 工期等。但火災(zāi)發(fā)生時(shí)浙青做為可燃材料其使用也遭到國(guó)內(nèi)外一些科研機(jī)構(gòu)的質(zhì)疑，其根 源在于浙青具有可燃性且其燃燒過(guò)程有大量的煙伴隨產(chǎn)生，當(dāng)隧道火災(zāi)時(shí)必將使災(zāi)情更加 惡化，從而帶來(lái)更大的人員經(jīng)濟(jì)損失。
[0004] 然而浙青路面對(duì)隧道火災(zāi)造成多大程度的惡化，對(duì)此國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究仍顯不足， 僅以"浙青為可燃材料"為依據(jù)而否定浙青路面在隧道中的使用價(jià)值是不盡合理的。2008 年浙江大學(xué)的吳珂對(duì)此進(jìn)行了深入的研究，通過(guò)建立隧道模型并對(duì)浙青路面進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn) 后發(fā)現(xiàn)隧道浙青路面的燃燒對(duì)隧道火災(zāi)的影響是有限的。研究結(jié)果顯示：釋熱率在l〇Mw規(guī) 模下的隧道火災(zāi)不會(huì)使浙青路面產(chǎn)生燃燒，而對(duì)釋熱率分別為20、50Mw規(guī)模的隧道火災(zāi)而 言，浙青路面燃燒產(chǎn)生的最大釋熱率均不超過(guò)1. 7% (釋熱率分別為10、20、50Mw的火災(zāi)分 別對(duì)應(yīng)著小、中、大型三種不同規(guī)模的隧道火災(zāi)）。由此可見(jiàn)，采用浙青路面作為隧道鋪裝并 不會(huì)使得隧道火災(zāi)災(zāi)情很大程度惡化。此時(shí)如果采用阻燃浙青路面則更能有效的降低浙青 材料在燃燒過(guò)程中的釋熱及發(fā)煙效應(yīng)，從而使得浙青路面在隧道火災(zāi)中的安全性能得到充 分保障。
[0005] 近年來(lái)隨著對(duì)行車舒適性的要求愈發(fā)提高以及水泥混凝土路面在隧道中使用中 所展現(xiàn)的種種弊端的出現(xiàn)，對(duì)阻燃浙青及浙青混凝土的研究和開(kāi)發(fā)顯得越發(fā)迫切。國(guó)內(nèi)外 對(duì)浙青及浙青混凝土的阻燃進(jìn)行了大量的研究，而研究技術(shù)路線大體可分為以下三類：
[0006] (1)大空隙路面可燃液體逃逸技術(shù)路線
[0007] 該技術(shù)路線阻燃機(jī)理在于通過(guò)采用0GFC類路面結(jié)構(gòu)，由于具有較大空隙率，能有 效使可燃液體迅速?gòu)穆访婵障吨信懦觯箍扇家后w總量減少，最終達(dá)到延緩火勢(shì)，降低人員 及經(jīng)濟(jì)損失的目的。武漢理工大學(xué)的丁慶軍等人對(duì)0GFC在浙青路面阻燃領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行 了相關(guān)技術(shù)研究，發(fā)現(xiàn)0GFC路面結(jié)構(gòu)在可燃?xì)怏w逃逸量、燃燒時(shí)間、溫度上均優(yōu)于其他浙 青路面結(jié)構(gòu)及水泥混凝土路面材料。
[0008] 然而若是采用此類技術(shù)路線，實(shí)際上忽略了一些因素的影響，首先0GFC的大空隙 可能會(huì)因?yàn)榛覊m等物質(zhì)的侵入導(dǎo)致空隙堵塞最終無(wú)法達(dá)到預(yù)期的阻燃效果；其次汽油類可 燃液體在進(jìn)入空隙之前已被點(diǎn)燃，進(jìn)入空隙后雖然會(huì)起到一定程度的"窒息效果"，但在另 一種程度上加重了陰燃的程度，從而導(dǎo)致產(chǎn)生大量的煙影響火災(zāi)中相關(guān)人員的逃生。所以 在歐洲大多數(shù)國(guó)家采用的隧道浙青路面結(jié)構(gòu)中也不推薦采用大空隙浙青混合料，認(rèn)為其反 倒可能加速火勢(shì)的蔓延。
[0009] (2)摻加阻燃礦粉或阻燃纖維型技術(shù)路線
[0010] 該技術(shù)路線認(rèn)為采用具有阻燃效果的特殊礦料或纖維能有效的提高混合料的阻 燃性。武漢理工大學(xué)的張厚記等人發(fā)現(xiàn)了一種新型的阻燃礦粉及纖維，發(fā)現(xiàn)摻入特殊礦粉 后浙青阻燃性能明顯提升，而阻燃礦物纖維也具有一定程度的阻燃效果。
[0011] 由于礦粉或纖維在浙青混合料中本身?yè)搅亢苄。诖嘶A(chǔ)上替代小部分阻燃材 料，因而采用該類技術(shù)措施難以有效改變浙青混合料整體的阻燃性能。同時(shí)發(fā)現(xiàn)的阻燃礦 粉和纖維并未商業(yè)化應(yīng)用，難以推廣使用。
[0012] (3)摻加化學(xué)阻燃劑型阻燃技術(shù)路線
[0013] 用于改善材料抗燃性能的物質(zhì)統(tǒng)稱為阻燃劑，應(yīng)用時(shí)向浙青或浙青混合料中摻加 一種或幾種化學(xué)阻燃劑，通過(guò)不同的阻燃機(jī)理最終達(dá)到提高浙青阻燃效率及抑煙效應(yīng)的目 的。由于該方法質(zhì)量控制便利、阻燃效果較好、施工工藝簡(jiǎn)單等，目前國(guó)內(nèi)外在對(duì)浙青路面 進(jìn)行阻燃處理時(shí)多采用此類方法?；瘜W(xué)阻燃劑阻燃技術(shù)方案相對(duì)前兩類技術(shù)路線研究相對(duì) 更為成熟，目前已被應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外各項(xiàng)實(shí)體工程當(dāng)中。
[0014] 溴系阻燃劑由于其具有良好的阻燃效果及經(jīng)濟(jì)適用性而被廣泛應(yīng)用于高聚物阻 燃領(lǐng)域。近年來(lái)十溴二苯乙烷（DTOPE)用于浙青阻燃受到了人們的重視，它是一種使用范 圍廣泛的廣譜添加型阻燃劑，其溴含量高，熱穩(wěn)定性好，抗紫外線性能佳。DTOPE熱裂解或燃 燒時(shí)不產(chǎn)生有毒的多溴代二苯并二惡烷（PBD0)及多溴代二苯并呋喃（PBDF)，用它阻燃的 材料完全符合歐洲關(guān)于二惡英條例的要求，對(duì)環(huán)境不造成危害。DTOPE無(wú)任何毒性，也不會(huì) 對(duì)生物產(chǎn)生任何致畸性，對(duì)水生物如魚(yú)等無(wú)副作用，可以說(shuō)符合環(huán)保的要求。DTOPE對(duì)阻燃 材料性能的不利影響較傳統(tǒng)阻燃劑十溴二苯醚（DBDP0)小，且耐光性能好，滲出性低。
[0015] 為此基于DPDPE開(kāi)發(fā)新型高效浙青阻燃劑，對(duì)于改善阻燃浙青使用效果，擴(kuò)大浙 青路面適宜使用范圍，都有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 1.本發(fā)明專利的目的在于提供一種基于十溴二苯乙烷的浙青混合料用阻燃劑，其 特征在于包括以下組分：十溴二苯乙烷、三氧化二銻和金屬鹽，質(zhì)量比為4:1:1。
[0017] 所述金屬鹽選自工業(yè)氫氧化鋁。
[0018] 所述阻燃劑通過(guò)三種材料的均勻混合即可制備實(shí)現(xiàn)。
[0019] 如權(quán)利要求1所述的一種基于十溴二苯乙烷的浙青混合料用阻燃劑，其特征在于 當(dāng)用于SBS改性浙青時(shí)建議摻量為8 %。當(dāng)采用建議的8 %摻量時(shí)，其協(xié)同阻燃效率為0. 43， SBS改性浙青極限氧指數(shù)由20. 7%增至24. 1%，煙密度等級(jí)由87. 6降為82. 57。
[0020] 有益效果：
[0021] 本發(fā)明提出的基于一種基于十溴二苯乙烷的浙青混合料用阻燃劑，由于采用十溴 二苯乙烷作為主要成分，因而在阻燃過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有毒成分，從而可實(shí)現(xiàn)良好的環(huán)保性。 同時(shí)采用聯(lián)合三氧化二銻和金屬鹽的優(yōu)化配比，使得該阻燃劑具有良好的阻燃效率和抑煙 效果，從而能有效增強(qiáng)浙青在火災(zāi)中抵抗參與燃燒的能力，同時(shí)也減少了高溫下浙青有害 氣體揮發(fā)的數(shù)量，這都改善了浙青路面在火災(zāi)中的表現(xiàn)，增強(qiáng)了隧道中浙青路面的適用性。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0023] 首先研究了十溴二苯乙烷與三氧化二銻的摻配比例，通過(guò)測(cè)試不同比例時(shí)對(duì)SBS 改性浙青極限氧指數(shù)的影響（表1)，可知當(dāng)兩者比例為4:1時(shí)能取得最好的阻燃效果，故首 先確定兩者采用該比例。
[0024] 表1不同十溴二苯乙烷與三氧化二銻比例時(shí)SBS改性浙青極限氧指數(shù)
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于十溴二苯乙烷的浙青混合料用阻燃劑，其特征在于包括以下組分：十溴二 苯乙烷、三氧化二銻和金屬鹽，質(zhì)量比為4:1:1，所述阻燃劑的極限氧指數(shù)為20-24,協(xié)同阻 燃效率為0.6-1. 6。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種基于十溴二苯乙烷的浙青混合料用阻燃劑，其特征在于所 述金屬鹽選自工業(yè)氫氧化鋁。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種基于十溴二苯乙烷的浙青混合料用阻燃劑，其特征在于所 述阻燃劑通過(guò)三種材料的均勻混合即可制備實(shí)現(xiàn)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種基于十溴二苯乙烷的浙青混合料用阻燃劑，其特征在于 用于SBS改性浙青的摻量為8%時(shí)，其協(xié)同阻燃效率為0. 43, SBS改性浙青極限氧指數(shù)由 20. 7%增至24. 1%，煙密度等級(jí)由87. 6降為82. 57。
【文檔編號(hào)】C04B103/63GK104058625SQ201410269658
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】魏建國(guó), 李平, 付其林, 金雷, 李莉, 王磊, 劉軍, 牛玲, 宋勇, 謝成 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)