本發明屬于道路材料
技術領域：
，具體涉及一種阻燃硬質瀝青組合物及其制備方法。
背景技術：
：隨著公路建設工程的高速發展，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品，由多種C-H化合物組成。硬質瀝青是一種低標號的瀝青，該類瀝青針入度低、軟化點高(≥60℃)，有較好的高溫穩定性，對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、苯及烷烴類易燃氣體，而這些氣體的燃燒又促進瀝青的熱分解，故而瀝青火災的熱點來勢兇猛、蔓延快且造成瀝青路面大面積損壞。此外，若在交通隧道中發生交通事故也會引起火災，不僅瀝青路面會被引燃，而且由于燃燒時會聚集產生大量的濃煙，造成火災可見度極低，延誤搶救，嚴重危害生命。技術實現要素：為此，本發明提供一種阻燃硬質瀝青組合物及其制備方法，解決現有技術中以上至少一種技術問題。為此，本發明提供一種阻燃硬質瀝青組合物，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。根據本發明的一個實施方式，其中，所述硬質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。根據本發明的一個實施方式，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配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質量百分數分別為2.1％-4％、1.5％-3％和1.8％-2.5％。根據本發明的一個實施方式，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，本發明提供阻燃硬質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，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機以3500-4800rpm的轉速剪切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轉速下發育2-5h；（5）升溫至135-160℃，加入硬質瀝青和六偏磷酸鈉，以600-1000rpm的轉速攪拌1-3小時，得到阻燃硬質瀝青組合物。根據本發明的一個實施方式，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。根據本發明的一個實施方式，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。根據本發明的一個實施方式，其中，所述步驟（3）中用高速剪切機以4200rpm的轉速剪切55min；所述步驟（4）中在1000rpm轉速下發育4h。本發明的有益效果為：本發明制備的瀝青混合物的阻燃性佳，其氧指數大于24%，在23%氧濃度下其燃燒時間為50-66s，可以滿足路面材料的安全技術要求；同時其軟化點為64-70℃，5℃延度為27-32cm，在改善其阻燃性時并未影響瀝青本身的性能，仍保持良好的路用性能。具體實施方式下面結合實施例，對本發明作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。實施例1一種阻燃硬質瀝青組合物，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。所述硬質瀝青為溶劑脫油瀝青。所述改性瀝青包括質量比為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配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質量百分數分別為2.1％、1.5％和1.8％。所述阻燃硬質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，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機以3500rpm的轉速剪切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轉速下發育2h；（5）升溫至135℃，加入硬質瀝青和六偏磷酸鈉，以600rpm的轉速攪拌1小時，得到阻燃硬質瀝青組合物。實施例2一種阻燃硬質瀝青組合物，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；所述改性瀝青為質量比為3:2的SBS改性瀝青和SBI改性瀝青。所述硬質瀝青為質量比為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配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質量百分數分別為4％、3％和2.5％。所述阻燃硬質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，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機以4800rpm的轉速剪切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轉速下發育5h；（5）升溫至160℃，加入硬質瀝青和六偏磷酸鈉，以1000rpm的轉速攪拌3小時，得到阻燃硬質瀝青組合物。實施例3一種阻燃硬質瀝青組合物，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；所述改性瀝青為質量比為1:1的SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青。所述硬質瀝青為質量比為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配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質量百分數分別為3％、1.8％和2.2％。所述阻燃硬質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，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機以3800rpm的轉速剪切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轉速下發育4h；（5）升溫至140℃，加入硬質瀝青和六偏磷酸鈉，以900rpm的轉速攪拌3小時，得到阻燃硬質瀝青組合物。實施例4一種阻燃硬質瀝青組合物，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；所述改性瀝青為質量比為4:1的SBI改性瀝青和丁基橡膠改性瀝青。所述硬質瀝青為質量比為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配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質量百分數分別為3.5％、2％和2.3％。所述阻燃硬質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，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機以3800rpm的轉速剪切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轉速下發育4h；（5）升溫至150℃，加入硬質瀝青和六偏磷酸鈉，以850rpm的轉速攪拌2小時，得到阻燃硬質瀝青組合物。實施例5一種阻燃硬質瀝青組合物，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。所述硬質瀝青為質量比為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配物，其中所述SBS、SBI和丁基橡膠的摻量為瀝青的質量百分數分別為2.7％、1.8％和2.3％。所述阻燃硬質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，充分分散溶脹；（3）加入乙基醋酸-乙烯酯無規共聚物、異氰酸酯丙烯酸乙酯、硼砂和多孔混凝土，攪拌混合均勻，然后用高速剪切機以4200rpm的轉速剪切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轉速下發育4h；（5）升溫至155℃，加入硬質瀝青和六偏磷酸鈉，以920rpm的轉速攪拌3小時，得到阻燃硬質瀝青組合物。對比例1本對比例的瀝青組合物與實施例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。對比例2本對比例的瀝青組合物與實施例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。對上述實施例和對比例所制備的瀝青組合物進行阻燃性能和相關性能評價，其結果如下表：軟化點/℃5℃延度/cm氧指數/%燃燒時間/s（23%氧濃度）實施例1642724.566實施例267252657實施例365292762實施例469312954實施例570322950對比例162222379對比例258242185通過上述性能測試結果可以看出，本發明制備的瀝青混合物的阻燃性佳，其氧指數大于24%，在23%氧濃度下其燃燒時間為50-66s，可以滿足路面材料的安全技術要求；同時其軟化點為64-70℃，5℃延度為27-32cm，在改善其阻燃性時并未影響瀝青本身的性能，仍保持良好的路用性能。當前第1頁1 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