本技術(shù)涉及瀝青，尤其是涉及一種阻燃改性乳化瀝青及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國(guó)公路建設(shè)步伐的加快，大型隧道工程越來(lái)越多。瀝青具有一定的可燃性，在隧道中特別是大型公路隧道中使用存在一定的火災(zāi)安全隱患。隧道中一旦發(fā)生交通事故，很容易由于汽車(chē)碰撞而引起火災(zāi)，隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)后的溫度會(huì)遠(yuǎn)超瀝青的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)，一旦瀝青開(kāi)始燃燒，不僅會(huì)助長(zhǎng)火災(zāi)的發(fā)展和蔓延，而且會(huì)產(chǎn)生大量有毒氣體與濃煙，產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)損失，導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡、隧道設(shè)施和結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重毀壞以及長(zhǎng)時(shí)間的道路交通中斷。

2、改性乳化瀝青是采用機(jī)械攪拌和化學(xué)穩(wěn)定的乳化工藝將瀝青、改性劑和乳化劑加工成一種水包油或油包水的乳劑型液態(tài)瀝青，是一種常溫下粘度低、流動(dòng)性好的道路建筑材料。改性乳化瀝青因其使用便捷、冷拌冷鋪、施工季節(jié)更為寬泛、與集料裹覆性較好等特點(diǎn)，逐漸在各等級(jí)道路中得到了廣泛應(yīng)用。目前，乳化瀝青的防火阻燃性能有限，存在易于燃燒的安全隱患，故有待改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提升乳化瀝青的阻燃性能，本技術(shù)提供一種阻燃改性乳化瀝青及其制備方法。

2、本技術(shù)提供的一種阻燃改性乳化瀝青及其制備方法采用如下的技術(shù)方案：

3、第一方面，本技術(shù)提供的一種阻燃改性乳化瀝青，采用如下的技術(shù)方案：

4、一種阻燃改性乳化瀝青及其制備方法，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：

5、基質(zhì)瀝青100-120份

6、有機(jī)-無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑10-15份

7、高耐候阻燃環(huán)氧樹(shù)脂20-30份

8、乳化劑3-5份

9、助劑1-3份

10、水40-50份。

11、有機(jī)-無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑通過(guò)有機(jī)相阻燃組分和無(wú)機(jī)相組分結(jié)合，綜合發(fā)揮凝聚相阻燃和氣相阻燃兩種機(jī)制中斷燃燒過(guò)程，有效提升阻燃改性乳化瀝青的阻燃性能；高耐候阻燃環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)改性處理，提升環(huán)氧樹(shù)脂的耐候性和阻燃性能，高耐候阻燃環(huán)氧樹(shù)脂可以提升乳化瀝青的抗水性能，減少水分侵蝕對(duì)瀝青材料的影響，提升瀝青的粘結(jié)力和耐久性。

12、優(yōu)選的，所述有機(jī)-無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑的制備原料包括氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷和改性鈦雜化石墨烯。

13、通過(guò)將氮、磷和硼元素引入籠型倍半硅氧烷中，有機(jī)相的氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷組成氮、磷、硼、硅協(xié)效阻燃體系，生成氣體和活性自由基阻斷燃燒反應(yīng)；籠型倍半硅氧烷具有籠狀結(jié)構(gòu)，可以提升隔熱性能，從而進(jìn)一步提升有機(jī)-無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑的阻燃性能；改性鈦雜化石墨烯通過(guò)鈦元素和石墨烯形成良好的碳層屏障，且通過(guò)改性處理，改性鈦雜化石墨烯具有良好的反應(yīng)性能，可以連接到氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷上，二者結(jié)合可以更好的發(fā)揮協(xié)同作用，提升阻燃性能。

14、氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷能夠有效的吸收和散射紫外線，減少自由基的產(chǎn)生，籠型結(jié)構(gòu)提供了良好的剛性和穩(wěn)定性，可以改善乳化瀝青的穩(wěn)定性和耐久性；改性鈦雜化石墨烯能夠吸收紫外光，猝滅自由基，具有良好的抗紫外線性能，且作為無(wú)機(jī)相可以有效的補(bǔ)強(qiáng)和增韌瀝青材料，提升其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，與氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷協(xié)同提升阻燃改性乳化瀝青的耐候性和耐久性。

15、優(yōu)選的，所述氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷的制備原料包括六氯環(huán)三磷腈、氨丙基三乙氧基硅烷和硼酸。

16、通過(guò)六氯環(huán)三磷腈、氨丙基三乙氧基硅烷和硼酸反應(yīng)得到的氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷，富含氮、磷、硼和硅元素，且具有籠狀結(jié)構(gòu)，具有良好的隔熱性能和阻燃性能，同時(shí)具有剛性，能夠大幅提升阻燃改性乳化瀝青的穩(wěn)定性、阻燃性能和耐久性。

17、優(yōu)選的，所述六氯環(huán)三磷腈、氨丙基三乙氧基硅烷和硼酸的質(zhì)量比為1：(3.8-4.6)：1.07。

18、按照上述質(zhì)量比制備的氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷能夠有效提升阻燃性能和耐候性。

19、優(yōu)選的，所述改性鈦雜化石墨烯的制備原料包括氧化石墨烯、氟鈦酸銨和氨基鈦酸酯偶聯(lián)劑。

20、優(yōu)選的，所述改性鈦雜化石墨烯采用如下步驟制備：

21、將氧化石墨烯分散至去離子水中，超聲后得到石墨烯分散液；向石墨烯分散液中加入氟鈦酸銨，使用鹽酸調(diào)節(jié)ph至酸性，得到混合反應(yīng)液，將混合反應(yīng)液在水浴攪拌條件下反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合反應(yīng)液離心得到固體，將固體烘干，將烘干后的固體煅燒、研磨后得到鈦雜化石墨烯；將上述制備的鈦雜化石墨烯和氨基鈦酸酯偶聯(lián)劑分散至乙醇水溶液中得到改性混懸液，將改性混懸液水浴攪拌反應(yīng)，過(guò)濾后烘干得到改性鈦雜化石墨烯。

22、通過(guò)氟鈦酸銨在水熱、煅燒條件下將二氧化鈦負(fù)載到氧化石墨烯的表面，使得二氧化鈦和氧化石墨烯可以更好的協(xié)同作用，提升耐候性和阻燃性能；氨基鈦酸酯偶聯(lián)劑對(duì)鈦雜化石墨烯進(jìn)行改性處理，增加鈦雜化石墨烯表面可反應(yīng)的活性基團(tuán)，使得無(wú)機(jī)相的改性鈦雜化石墨烯能夠連接到有機(jī)相氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷上，二者能夠協(xié)同作用，更好的提升耐候性和阻燃性能。

23、優(yōu)選的，所述高耐候阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的制備原料包括二烯丙基氯亞磷酸酯、11-氨基十一烷基三乙氧基硅烷和改性環(huán)氧樹(shù)脂。

24、二烯丙基氯亞磷酸酯具有良好的反應(yīng)性能，可以與11-氨基十一烷基三乙氧基硅烷反應(yīng)，得到含有亞磷酸酯基的硅烷，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和物理隔離有效的減少燃燒現(xiàn)象發(fā)生，通過(guò)含有亞磷酸酯基的硅烷進(jìn)一步硅烷化改性環(huán)氧樹(shù)脂，能夠進(jìn)一步提升環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能；亞磷酸酯同時(shí)具有良好的抗氧化性能，可以減緩瀝青材料的老化，提升耐候性。

25、優(yōu)選的，所述改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備原料包括3-甲氧基-4-羥基苯甲醛、環(huán)氧氯丙烷和2-呋喃甲胺。

26、3-甲氧基-4-羥基苯甲醛可以吸收紫外線，捕獲和中和自由基，減少氧化反應(yīng)的發(fā)生，提高環(huán)氧樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性和耐候性；2-呋喃甲胺與環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提升環(huán)氧樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性和耐候性，通過(guò)3-甲氧基-4-羥基苯甲醛、環(huán)氧氯丙烷和2-呋喃甲胺反應(yīng)得到的環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的抗紫外線性能和抗氧化性能，能夠提升阻燃改性乳化瀝青的耐候性。

27、優(yōu)選的，所述二烯丙基氯亞磷酸酯、11-氨基十一烷基三乙氧基硅烷和改性環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比為1：1.85：(5-6)。

28、按照上述質(zhì)量比制備的高耐候阻燃環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的阻燃性能和耐候性。

29、第二方面，本技術(shù)提供一種阻燃改性乳化瀝青的制備方法，采用如下技術(shù)方案：

30、一種應(yīng)用于阻燃改性乳化瀝青的制備方法，采用如下步驟制備：

31、將基質(zhì)瀝青加熱至熔化得到熔化后的瀝青；將高耐候阻燃環(huán)氧樹(shù)脂和乳化劑混合至水中，攪拌后得到乳化液；將乳化液和助劑加入至熔化后的瀝青中攪拌，得到瀝青乳化液；向?yàn)r青乳化液中加入有機(jī)-無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑，升溫?cái)嚢璧玫阶枞几男匀榛癁r青。

32、按照上述步驟制備的乳化瀝青具有良好的阻燃性能和耐候性能。

33、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

34、1.有機(jī)-無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑通過(guò)有機(jī)相阻燃組分和無(wú)機(jī)相組分結(jié)合，綜合發(fā)揮凝聚相阻燃和氣相阻燃兩種機(jī)制中斷燃燒過(guò)程，有效提升阻燃改性乳化瀝青的阻燃性能；高耐候阻燃環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)改性處理，提升環(huán)氧樹(shù)脂的耐候性和阻燃性能，高耐候阻燃環(huán)氧樹(shù)脂可以提升乳化瀝青的抗水性能，減少水分侵蝕對(duì)瀝青材料的影響，提升瀝青的粘結(jié)力和耐久性。

35、2.通過(guò)將氮、磷和硼元素引入籠型倍半硅氧烷中，有機(jī)相的氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷組成氮、磷、硼、硅協(xié)效阻燃體系，生成氣體和活性自由基阻斷燃燒反應(yīng)；籠型倍半硅氧烷具有籠狀結(jié)構(gòu)，可以提升隔熱性能，從而進(jìn)一步提升有機(jī)-無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑的阻燃性能；改性鈦雜化石墨烯通過(guò)鈦元素和石墨烯形成良好的碳層屏障，且通過(guò)改性處理，改性鈦雜化石墨烯具有良好的反應(yīng)性能，可以連接到氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷上，二者結(jié)合可以更好的發(fā)揮協(xié)同作用，提升阻燃性能。

36、3.氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷能夠有效的吸收和散射紫外線，減少自由基的產(chǎn)生，籠型結(jié)構(gòu)提供了良好的剛性和穩(wěn)定性，可以改善乳化瀝青的穩(wěn)定性和耐久性；改性鈦雜化石墨烯能夠吸收紫外光，猝滅自由基，具有良好的抗紫外線性能，且作為無(wú)機(jī)相可以有效的補(bǔ)強(qiáng)和增韌瀝青材料，提升其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，與氮磷硼改性籠型倍半硅氧烷協(xié)同提升阻燃改性乳化瀝青的耐候性和耐久性。