一種有機(jī)化蒙脫土阻燃瀝青及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于阻燃漸青技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)化蒙脫±阻燃漸青及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 漸青是由碳、氨為主要元素組成的有機(jī)高分子化合物，具有易燃的特點(diǎn)。漸青燃燒 的過(guò)程，首先烙融、滴落、流欄，接著是烙珠燃燒、再由燃燒的烙珠灑落、流欄，造成火勢(shì)蔓延 擴(kuò)大。漸青的燃燒是一個(gè)放熱、分解的化學(xué)過(guò)程，燃燒中分解出氨、甲焼、苯及焼姪類易燃?xì)?體，送些氣體的燃燒又進(jìn)一步能夠加快漸青的熱分解，尤其是在隧道中，一旦發(fā)生火災(zāi)，火 勢(shì)擴(kuò)展快、范圍廣、損失大。公路隧道的不斷涌現(xiàn)和隧道交通量的增大，隧道火災(zāi)發(fā)生的頻 率也會(huì)逐漸增大。由于隧道的封閉性，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，其后果不堪設(shè)想。目前我國(guó)已建 成投入使用的隧道安全措施堪憂，安全隱患很大。隧道火災(zāi)事故的巨大損失，引起了人們對(duì) 隧道的安全性與火災(zāi)問(wèn)題的極大關(guān)注。送些路面需要具有較好的阻燃性能，W保證安全。許 多國(guó)家已經(jīng)把隧道火災(zāi)防治的研究列為重要的課題。我國(guó)近年來(lái)也已經(jīng)開(kāi)始重視對(duì)隧道火 災(zāi)的研究，力圖將隧道火災(zāi)的危險(xiǎn)與損失降到最低點(diǎn)。而提高漸青的阻燃性，鋪筑阻燃漸青 混凝±路面是目前減少隧道中漸青路面火災(zāi)人員傷亡和物質(zhì)損失的重要措施之一。
[0003] 常用的阻燃劑有因系、磯系、氮系、錬化合物類、測(cè)化合物類、鎮(zhèn)化合物類、鉛化合 物類等。如中國(guó)專利CN101817936A公開(kāi)了一種漸青混合料用復(fù)合型阻燃劑及其制備方法， 其中含有有機(jī)漠系阻燃劑。此類有機(jī)阻燃劑巧日含因素化合物）阻燃效果較好，但其在高 溫時(shí)會(huì)釋放有毒刺激性氣體，送不僅對(duì)于熱拌漸青混合料的生產(chǎn)及施工都提出了很高的要 求，而且對(duì)施工人員及日后運(yùn)行過(guò)程中人員健康也十分不利。目前，阻燃劑正朝著無(wú)因、低 毒、低煙的方向發(fā)展。其中，金屬氨氧化物作為環(huán)保型阻燃劑，具有阻燃、抑煙、減少二次污 染等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。然而，金屬氨氧化物作為阻燃劑應(yīng)用時(shí)也存在一定的缺點(diǎn)， 例如需要添加量較高才能顯示出明顯的阻燃效果。
[0004] 蒙脫±作為一種常用的阻燃材料，較多用于紡織品、尼龍等材料的阻燃。如中國(guó)專 利CN201110427336公開(kāi)了一種納米阻燃尼龍，CN201310211318公開(kāi)了一種膨脹阻燃體系 對(duì)純棉織物的阻燃整理方法。但由于漸青高粘的特點(diǎn)，其流變性能差，使其與蒙脫±的相容 性差，影響蒙脫±的分散性與均勻性，影響阻燃效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的一個(gè)目的在于提供一種有機(jī)化蒙脫±阻燃漸 青。本發(fā)明的另一目的在于進(jìn)一步提高蒙脫±表面的強(qiáng)極性，從而提高蒙脫±無(wú)機(jī)粉體顆 粒在漸青中的分散性和均勻性，降低了阻燃劑的填充量，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑 之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。最終提供一種阻燃性能優(yōu)良的道路漸青。
[0006] 本發(fā)明提供一種有機(jī)化蒙脫±阻燃漸青，按重量份計(jì)包括： 基礎(chǔ)漸青100 ; 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑2~15 ; 其中有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑為蒙脫±顆粒表面包覆多聚磯酸胺鹽的具有核-殼結(jié)構(gòu)的 有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃材料。即W蒙脫±、多聚磯酸（PPA)和胺類化合物為原料，通過(guò)對(duì)微米級(jí) 蒙脫±顆粒表面改性和包覆多聚磯酸胺鹽制備的具有核-殼結(jié)構(gòu)的蒙脫±有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合 阻燃劑。其中各物質(zhì)的重量含量為： 蒙脫± ;1〇% ~25〇/〇 多聚磯酸；20%~40% 胺類；35%~55〇/〇 所述的蒙脫±顆粒為微米級(jí)層狀娃酸鹽，蒙脫石含量大于96%。其粒徑優(yōu)選為加 m至 20um。其中所述的多聚磯酸的聚合度小于1000。
[0007] 本發(fā)明中，胺類化合物可W是十二胺、十六胺、十八胺、己二胺、仲了胺、Η辛胺、丙 醜胺、了醜胺、環(huán)己胺、對(duì)苯二胺等中的一種或多種。
[0008] 本發(fā)明路用阻燃改性漸青中，基礎(chǔ)漸青可W根據(jù)使用的要求具體確定，如70號(hào)漸 青、90號(hào)漸青等。
[0009] 本發(fā)明路用阻燃改性漸青中，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑的制備方案如下： (1)在高速攬拌的條件下（1000~15(K)r/min)，將蒙脫±迅速加入多聚磯酸己醇溶液， 持續(xù)攬拌如至少20min,優(yōu)選25min-60min,抽濾。
[0010] (2)將步驟（1)中濾餅加入胺類己醇溶液，加料完成后再攬拌30min~80min，抽 濾。
[0011] (3)洗涂、真空干燥，最后得到顆粒狀有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑。
[0012] 有機(jī)改性或無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合改性蒙脫±具有良好的分散性，例如將有機(jī)物通過(guò)化 學(xué)鍵包覆在蒙脫±粉體表面，形成一種具有核-殼結(jié)構(gòu)的疏水性有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑，從 而改變蒙脫±表面的強(qiáng)極性?？商岣呙擅摗罒o(wú)機(jī)粉體顆粒在漸青中的分散性和均勻性，降 低了阻燃劑的填充量，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。同時(shí)克服了傳統(tǒng) 無(wú)機(jī)物填充漸青的缺點(diǎn)，賦予材料優(yōu)異的力學(xué)性能、抗疲勞性能、尺寸穩(wěn)定性和氣體阻透性 能等。
[0013] 本發(fā)明方法中，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑的合成原理是在微米級(jí)蒙脫±表面接枝多聚 磯酸長(zhǎng)鏈，使其表面引入多個(gè)酸性居基，再加入胺發(fā)生酸堿反應(yīng)得到表面包覆多聚磯酸胺 的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑。其反應(yīng)機(jī)理： 本發(fā)明同時(shí)提供了一種有機(jī)化蒙脫±阻燃漸青的制備方法，包括： (1) 制備有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑； (2) 將步驟（1)所制備的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑加入到漸青中即得本發(fā)明的有機(jī)化蒙脫 ±阻燃漸青。
[0014] 其中步驟（1)所述的制備有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑，包括： (1) 在1000~1500r/min高速攬拌的條件下，將蒙脫±迅速加入多聚磯酸己醇溶液，持 續(xù)攬拌至少20min,優(yōu)選25min-60min,抽濾； (2) 將步驟（1)中濾餅加入胺類己醇溶液，加料完成后再攬拌30min~80min，抽濾； (3) 洗涂、真空干燥，最后得到顆粒狀有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑。
[0015] 步驟（2)所述的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑加入到漸青中的過(guò)程為；將所述的有機(jī)無(wú)機(jī) 復(fù)合阻燃劑加入到12(TC~16(TC的漸青中，用高速剪切機(jī)在3000~4000r/min下剪切 20min~60min，即得到本發(fā)明有機(jī)化蒙脫±阻燃漸青。其中有機(jī)化蒙脫±阻燃劑和漸青添 加量為：基礎(chǔ)漸青100份；有機(jī)改性蒙脫±有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃劑2~15份。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下： 1、本發(fā)明中蒙脫±的層狀結(jié)構(gòu)可W很好地改善漸青的流變性能W及抗老化性能，增加 漸青的硬度，提高漸青的抗熱氧老化及抗光氧老化能力。無(wú)機(jī)蒙脫±經(jīng)過(guò)有機(jī)插層后，層間 距會(huì)明顯增大，使得蒙脫±與漸青的相容性變好，改性效果更優(yōu)。
[0017] 2、本發(fā)明通過(guò)在微米級(jí)蒙脫±顆粒表面生成化學(xué)鍵包覆多聚磯酸胺鹽制備出了 具有核-殼結(jié)構(gòu)的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合阻燃材料，提高了蒙脫±無(wú)機(jī)粉體顆粒在漸青中的分散性 和均勻性，降低了阻燃劑的填充量，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
[0018] 3、本發(fā)明中多聚磯酸胺是一種高效的有機(jī)膨脹型阻燃劑，通常填充量在10%~ 20%時(shí)即可達(dá)到優(yōu)秀的阻燃性能。如果僅僅將蒙脫±和多聚磯酸胺簡(jiǎn)單的物理混合應(yīng)用于 漸青中，由于蒙脫±表面的強(qiáng)極性W及與漸青間相容性差，會(huì)大大降低改性漸青的穩(wěn)定性。
[0019] 4、本發(fā)明中蒙脫±具有一定的阻燃性能，通過(guò)表面接枝包覆W后，與多聚磯酸胺 相互配合、協(xié)同阻燃，具有良好的阻燃和抑煙效果。本發(fā)明阻燃漸青氧指數(shù)高，燃燒時(shí)不產(chǎn) 生因化氨等有毒氣體，對(duì)人體呼吸道及其他器官傷害小。制備工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)無(wú)污染，生產(chǎn) 成本較低。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行