本發(fā)明屬于道路材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種阻燃硬質(zhì)瀝青組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著公路建設(shè)工程的高速發(fā)展，瀝青路面材料的使用越來越普遍。瀝青作為瀝青路面施工中一種重要成份，是一種原油蒸餾的副產(chǎn)品，由多種C-H化合物組成。硬質(zhì)瀝青是一種低標(biāo)號(hào)的瀝青，該類瀝青針入度低、軟化點(diǎn)高(≥60℃)，有較好的高溫穩(wěn)定性，對(duì)提高道路的高溫抗車轍能力具有良好的效果。然而由于瀝青本身的組分復(fù)雜，在空氣中具有可燃性，并且在燃燒中可分解出氫、甲烷、苯及烷烴類易燃?xì)怏w，而這些氣體的燃燒又促進(jìn)瀝青的熱分解，故而瀝青火災(zāi)的熱點(diǎn)來勢(shì)兇猛、蔓延快且造成瀝青路面大面積損壞。此外，若在交通隧道中發(fā)生交通事故也會(huì)引起火災(zāi)，不僅瀝青路面會(huì)被引燃，而且由于燃燒時(shí)會(huì)聚集產(chǎn)生大量的濃煙，造成火災(zāi)可見度極低，延誤搶救，嚴(yán)重危害生命。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為此，本發(fā)明提供一種阻燃硬質(zhì)瀝青組合物及其制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中以上至少一種技術(shù)問題。為此，本發(fā)明提供一種阻燃硬質(zhì)瀝青組合物，該組合物按照以下重量份的原料配制而成：改性瀝青32-48份、硬質(zhì)瀝青11-18份、季戊四醇醇酸樹脂5-8份、廢舊輪胎膠粉3-7份、異氰酸酯丙烯酸乙酯2-8份、多孔混凝土3-7份、三苯基磷酸酯2-6份、三氧化鈾0.6-3份、氧化釷0.5-2份、異辛醇磷酸酯4-9份、六偏磷酸鈉2-5份、烷基酰氧基硅烷1.6-3份、三烯丙基異氰脲酸酯2.3-4.5份、乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物3.2-6份、硼砂0.5-2份、鎢酸鈉1.3-2.6份、烯丙基聚乙二醇2.2-5份；所述改性瀝青為SBS改性瀝青、SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中，所述硬質(zhì)瀝青為溶劑脫油瀝青、煤焦油硬瀝青、巖瀝青和湖瀝青中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中，所述改性瀝青包括SBS改性瀝青、SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青的復(fù)配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為2.1％-4％、1.5％-3％和1.8％-2.5％。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中，該組合物按照以下重量份的原料配制而成：改性瀝青34-45份、硬質(zhì)瀝青12-17份、季戊四醇醇酸樹脂5.6-7.8份、廢舊輪胎膠粉3.2-6.7份、異氰酸酯丙烯酸乙酯2.5-7份、多孔混凝土3.3-6.4份、三苯基磷酸酯2.8-5.9份、三氧化鈾0.9-2.4份、氧化釷0.7-1.6份、異辛醇磷酸酯4.3-8份、六偏磷酸鈉2.2-4.5份、烷基酰氧基硅烷1.8-2.6份、三烯丙基異氰脲酸酯2.5-4.2份、乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物3.8-5.4份、硼砂0.7-1.6份、鎢酸鈉1.5-2.4份、烯丙基聚乙二醇2.6-4.3份。為此，本發(fā)明提供阻燃硬質(zhì)瀝青組合物的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：（1）將改性瀝青加入反應(yīng)器中，加熱至126-155℃下熔化，然后加入季戊四醇醇酸樹脂和異辛醇磷酸酯，以800-1500rpm攪拌速度攪拌30-60分鐘；（2）升溫至185-205℃，加入廢舊輪胎膠粉和三烯丙基異氰脲酸酯，在500-1000rpm下攪拌2-4小時(shí)，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機(jī)以3500-4800rpm的轉(zhuǎn)速剪切20-80min；（4）溫度降至105-120℃，加入烷基酰氧基硅烷、三苯基磷酸酯、三氧化鈾、氧化釷、烯丙基聚乙二醇和鎢酸鈉，在800-1200rpm轉(zhuǎn)速下發(fā)育2-5h；（5）升溫至135-160℃，加入硬質(zhì)瀝青和六偏磷酸鈉，以600-1000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌1-3小時(shí)，得到阻燃硬質(zhì)瀝青組合物。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中，所述步驟（1）中加熱至138℃下熔化；所述步驟（1）中以1200rpm攪拌速度攪拌45分鐘。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中，所述步驟（2）中升溫至190℃；所述步驟（2）中在750rpm下攪拌4小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中，所述步驟（3）中用高速剪切機(jī)以4200rpm的轉(zhuǎn)速剪切55min；所述步驟（4）中在1000rpm轉(zhuǎn)速下發(fā)育4h。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明制備的瀝青混合物的阻燃性佳，其氧指數(shù)大于24%，在23%氧濃度下其燃燒時(shí)間為50-66s，可以滿足路面材料的安全技術(shù)要求；同時(shí)其軟化點(diǎn)為64-70℃，5℃延度為27-32cm，在改善其阻燃性時(shí)并未影響瀝青本身的性能，仍保持良好的路用性能。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1一種阻燃硬質(zhì)瀝青組合物，該組合物按照以下重量份的原料配制而成：改性瀝青32份、硬質(zhì)瀝青11份、季戊四醇醇酸樹脂5份、廢舊輪胎膠粉3份、異氰酸酯丙烯酸乙酯2份、多孔混凝土3份、三苯基磷酸酯2份、三氧化鈾0.6份、氧化釷0.5份、異辛醇磷酸酯4份、六偏磷酸鈉2份、烷基酰氧基硅烷1.6份、三烯丙基異氰脲酸酯2.3份、乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物3.2份、硼砂0.5份、鎢酸鈉1.3份、烯丙基聚乙二醇2.2份；所述改性瀝青為SBS改性瀝青。所述硬質(zhì)瀝青為溶劑脫油瀝青。所述改性瀝青包括質(zhì)量比為1:2:1的SBS改性瀝青、SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青的復(fù)配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為2.1％、1.5％和1.8％。所述阻燃硬質(zhì)瀝青組合物的制備方法，包括以下步驟：（1）將改性瀝青加入反應(yīng)器中，加熱至126℃下熔化，然后加入季戊四醇醇酸樹脂和異辛醇磷酸酯，以800rpm攪拌速度攪拌30分鐘；（2）升溫至185℃，加入廢舊輪胎膠粉和三烯丙基異氰脲酸酯，在500rpm下攪拌2小時(shí)，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機(jī)以3500rpm的轉(zhuǎn)速剪切20min；（4）溫度降至105℃，加入烷基酰氧基硅烷、三苯基磷酸酯、三氧化鈾、氧化釷、烯丙基聚乙二醇和鎢酸鈉，在800rpm轉(zhuǎn)速下發(fā)育2h；（5）升溫至135℃，加入硬質(zhì)瀝青和六偏磷酸鈉，以600rpm的轉(zhuǎn)速攪拌1小時(shí)，得到阻燃硬質(zhì)瀝青組合物。實(shí)施例2一種阻燃硬質(zhì)瀝青組合物，該組合物按照以下重量份的原料配制而成：改性瀝青48份、硬質(zhì)瀝青18份、季戊四醇醇酸樹脂8份、廢舊輪胎膠粉7份、異氰酸酯丙烯酸乙酯-8份、多孔混凝土7份、三苯基磷酸酯6份、三氧化鈾3份、氧化釷2份、異辛醇磷酸酯9份、六偏磷酸鈉5份、烷基酰氧基硅烷3份、三烯丙基異氰脲酸酯4.5份、乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物6份、硼砂2份、鎢酸鈉2.6份、烯丙基聚乙二醇5份；所述改性瀝青為質(zhì)量比為3:2的SBS改性瀝青和SBI改性瀝青。所述硬質(zhì)瀝青為質(zhì)量比為1:4的溶劑脫油瀝青和巖瀝青或湖瀝青。所述改性瀝青包括質(zhì)量比為4:2:1的SBS改性瀝青、SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青的復(fù)配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為4％、3％和2.5％。所述阻燃硬質(zhì)瀝青組合物的制備方法，包括以下步驟：（1）將改性瀝青加入反應(yīng)器中，加熱至155℃下熔化，然后加入季戊四醇醇酸樹脂和異辛醇磷酸酯，以1500rpm攪拌速度攪拌60分鐘；（2）升溫至205℃，加入廢舊輪胎膠粉和三烯丙基異氰脲酸酯，在1000rpm下攪拌4小時(shí)，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機(jī)以4800rpm的轉(zhuǎn)速剪切80min；（4）溫度降至120℃，加入烷基酰氧基硅烷、三苯基磷酸酯、三氧化鈾、氧化釷、烯丙基聚乙二醇和鎢酸鈉，在1200rpm轉(zhuǎn)速下發(fā)育5h；（5）升溫至160℃，加入硬質(zhì)瀝青和六偏磷酸鈉，以1000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌3小時(shí)，得到阻燃硬質(zhì)瀝青組合物。實(shí)施例3一種阻燃硬質(zhì)瀝青組合物，該組合物按照以下重量份的原料配制而成：改性瀝青34份、硬質(zhì)瀝青12份、季戊四醇醇酸樹脂5.6份、廢舊輪胎膠粉3.2份、異氰酸酯丙烯酸乙酯2.5份、多孔混凝土3.3份、三苯基磷酸酯2.8份、三氧化鈾0.9份、氧化釷0.76份、異辛醇磷酸酯4.3份、六偏磷酸鈉2.2份、烷基酰氧基硅烷1.8份、三烯丙基異氰脲酸酯2.5份、乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物3.8份、硼砂0.7份、鎢酸鈉1.5份、烯丙基聚乙二醇2.6份；所述改性瀝青為質(zhì)量比為1:1的SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青。所述硬質(zhì)瀝青為質(zhì)量比為2:1的煤焦油硬瀝青和巖瀝青。所述改性瀝青包括改性瀝青為質(zhì)量比為3:1:2的SBS改性瀝青、SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青的復(fù)配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為3％、1.8％和2.2％。所述阻燃硬質(zhì)瀝青組合物的制備方法，包括以下步驟：（1）將改性瀝青加入反應(yīng)器中，加熱至148℃下熔化，然后加入季戊四醇醇酸樹脂和異辛醇磷酸酯，以1200rpm攪拌速度攪拌45分鐘；（2）升溫至198℃，加入廢舊輪胎膠粉和三烯丙基異氰脲酸酯，在750rpm下攪拌4小時(shí)，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機(jī)以3800rpm的轉(zhuǎn)速剪切65min；（4）溫度降至118℃，加入烷基酰氧基硅烷、三苯基磷酸酯、三氧化鈾、氧化釷、烯丙基聚乙二醇和鎢酸鈉，在950rpm轉(zhuǎn)速下發(fā)育4h；（5）升溫至140℃，加入硬質(zhì)瀝青和六偏磷酸鈉，以900rpm的轉(zhuǎn)速攪拌3小時(shí)，得到阻燃硬質(zhì)瀝青組合物。實(shí)施例4一種阻燃硬質(zhì)瀝青組合物，該組合物按照以下重量份的原料配制而成：改性瀝青45份、硬質(zhì)瀝青17份、季戊四醇醇酸樹脂7.8份、廢舊輪胎膠粉6.7份、異氰酸酯丙烯酸乙酯7份、多孔混凝土6.4份、三苯基磷酸酯5.9份、三氧化鈾2.4份、氧化釷1.6份、異辛醇磷酸酯8份、六偏磷酸鈉4.5份、烷基酰氧基硅烷2.6份、三烯丙基異氰脲酸酯4.2份、乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物5.4份、硼砂1.6份、鎢酸鈉2.4份、烯丙基聚乙二醇4.3份；所述改性瀝青為質(zhì)量比為4:1的SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青。所述硬質(zhì)瀝青為質(zhì)量比為1:2的煤焦油硬瀝青和湖瀝青。所述改性瀝青包括質(zhì)量比為1:1:1的SBS改性瀝青、SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青的復(fù)配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為3.5％、2％和2.3％。所述阻燃硬質(zhì)瀝青組合物的制備方法，包括以下步驟：（1）將改性瀝青加入反應(yīng)器中，加熱至145℃下熔化，然后加入季戊四醇醇酸樹脂和異辛醇磷酸酯，以1000rpm攪拌速度攪拌55分鐘；（2）升溫至196℃，加入廢舊輪胎膠粉和三烯丙基異氰脲酸酯，在800rpm下攪拌4小時(shí)，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機(jī)以3800rpm的轉(zhuǎn)速剪切65min；（4）溫度降至116℃，加入烷基酰氧基硅烷、三苯基磷酸酯、三氧化鈾、氧化釷、烯丙基聚乙二醇和鎢酸鈉，在950rpm轉(zhuǎn)速下發(fā)育4h；（5）升溫至150℃，加入硬質(zhì)瀝青和六偏磷酸鈉，以850rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2小時(shí)，得到阻燃硬質(zhì)瀝青組合物。實(shí)施例5一種阻燃硬質(zhì)瀝青組合物，該組合物按照以下重量份的原料配制而成：改性瀝青39份、硬質(zhì)瀝青15份、季戊四醇醇酸樹脂6.7份、廢舊輪胎膠粉5.2份、異氰酸酯丙烯酸乙酯4.8份、多孔混凝土5份、三苯基磷酸酯3.7份、三氧化鈾1.4份、氧化釷1.3份、異辛醇磷酸酯6份、六偏磷酸鈉3.6份、烷基酰氧基硅烷2.3份、三烯丙基異氰脲酸酯3.8份、乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物4份、硼砂1.5份、鎢酸鈉1.9份、烯丙基聚乙二醇3份；所述改性瀝青為質(zhì)量比為1:3:2的SBS改性瀝青、SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青。所述硬質(zhì)瀝青為質(zhì)量比為4:2:1的溶劑脫油瀝青、煤焦油硬瀝青和湖瀝青。所述改性瀝青包括質(zhì)量比為1:2:1的SBS改性瀝青、SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青的復(fù)配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為2.7％、1.8％和2.3％。所述阻燃硬質(zhì)瀝青組合物的制備方法，包括以下步驟：（1）將改性瀝青加入反應(yīng)器中，加熱至138℃下熔化，然后加入季戊四醇醇酸樹脂和異辛醇磷酸酯，以1200rpm攪拌速度攪拌45分鐘；（2）升溫至190℃，加入廢舊輪胎膠粉和三烯丙基異氰脲酸酯，在750rpm下攪拌4小時(shí)，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規(guī)共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機(jī)以4200rpm的轉(zhuǎn)速剪切55min；（4）溫度降至105-120℃，加入烷基酰氧基硅烷、三苯基磷酸酯、三氧化鈾、氧化釷、烯丙基聚乙二醇和鎢酸鈉，在1000rpm轉(zhuǎn)速下發(fā)育4h；（5）升溫至155℃，加入硬質(zhì)瀝青和六偏磷酸鈉，以920rpm的轉(zhuǎn)速攪拌3小時(shí)，得到阻燃硬質(zhì)瀝青組合物。對(duì)比例1本對(duì)比例的瀝青組合物與實(shí)施例1的原料及其制備方法基本相同，不同之處在于:不包含三氧化鈾、鎢酸鈉和三烯丙基異氰脲酸酯。對(duì)比例2本對(duì)比例的瀝青組合物與實(shí)施例1的原料及其制備方法基本相同，不同之處在于:不包含氧化釷、多孔混凝土和硼砂。對(duì)上述實(shí)施例和對(duì)比例所制備的瀝青組合物進(jìn)行阻燃性能和相關(guān)性能評(píng)價(jià)，其結(jié)果如下表：軟化點(diǎn)/℃5℃延度/cm氧指數(shù)/%燃燒時(shí)間/s（23%氧濃度）實(shí)施例1642724.566實(shí)施例267252657實(shí)施例365292762實(shí)施例469312954實(shí)施例570322950對(duì)比例162222379對(duì)比例258242185通過上述性能測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明制備的瀝青混合物的阻燃性佳，其氧指數(shù)大于24%，在23%氧濃度下其燃燒時(shí)間為50-66s，可以滿足路面材料的安全技術(shù)要求；同時(shí)其軟化點(diǎn)為64-70℃，5℃延度為27-32cm，在改善其阻燃性時(shí)并未影響瀝青本身的性能，仍保持良好的路用性能。當(dāng)前第1頁1 2 3