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沥青阻燃剂

一、  沥青阻燃剂的简述

随着我国高速公路建设的跨越式发展，公路隧道的数量与规模也逐年增加。与此同时，对隧道路面的安全性和舒适性提出了更高的要求，水泥混凝土已很难满足现代隧道路面的要求。沥青混凝土路面与其相比，平整度高、抗滑性好、噪声小、灰尘少。沥青混凝土路面已成为当今隧道铺装的主流。然而，沥青路面在满足要求的同时，也带来了新的问题：沥青的组成极其复杂，一般认为是由沥青质、胶质、芳香分和饱和分4种组分组成。沥青是一种有机体，具有可燃性，高温燃烧时，放出大量的烟雾和有毒气体。加之长大隧道相对封闭的环境，一旦引发火灾事故，将会导致大量的人员伤亡和财产损失。因此，提高隧道路面沥青的阻燃性能，已成为长大隧道铺装沥青路面的关键问题。而要达到沥青阻燃的目的，主要是通过在沥青中添加阻燃剂来实现。阻燃剂既可单独使用，也可几种阻燃剂复合使用，形成协效阻燃体系。目前，常用的阻燃抑烟剂有：卤系，磷氮系、非卤型复合剂等；

二、阻燃剂的选择

阻燃剂的使用要求

阻燃抑烟剂应满足以下要求：①阻燃效率高，低烟、低毒，安全环保；②热稳定性好，阻燃剂的分解温度以250-400℃为宜；③相容性好，对沥青及沥青混合料的性能影响较小；④水溶性小，耐久性好，阻燃性能持久;⑤价格低廉，来源广泛，制造简便。

阻燃剂的阻燃机理及种类

根据沥青的燃烧过程，沥青阻燃剂的阻燃原理主要有吸热、覆盖、抑制链反应及不燃气体窒息作用等。沥青的燃烧是一个放热、分解的物理化学过程，燃烧中分解出氢、甲烷、苯及烷烃类易燃气体。产生的这些气体的燃烧又进一步加快了沥青的热分解。根据沥青的燃烧过程，在沥青路面发生火灾时，要达到阻燃抑制的目的，所加入的阻燃抑烟剂应具有以下功能：①能吸收燃烧放出的热量，降低可燃物表面的温度，有效抑制可燃性气体的生成；②能在沥青表面形成稳定的炭化层，隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出，使燃烧终止，产生自熄；③能在燃烧初期，捕捉反应中活性很强的自由基（HO-和H-），抑制连锁反应的发生；④能分解出不燃气体，冲淡燃烧区内氧浓度及可燃气体浓度，阻止燃烧的蔓延。

卤系阻燃剂以溴类阻燃剂为主，阻燃效果较好，但在阻燃过程中会放出大量有毒烟气，　十溴二苯乙醚在燃烧的过程中还会产生致癌物质，而且成本较高。

氮磷阻燃剂，在高温受热时生成强脱水剂，使沥青表面脱水炭化，隔绝了外界的可燃气体和热量，抑制了燃烧的进行。同时受热时分解生成氨气和水蒸气，氨气冲淡空气中氧浓度，具有良好的阻燃效果。加之，热稳定性好、水溶性差、低烟、低毒、经济实用，是较理想的阻燃剂。

非卤复合型阻燃剂，在燃烧时，放出结合水，吸收大量的热量，从而抑制了燃烧，结合水在高温下与炭粒进一步发生氧化反应，减少了烟气的产生，从而达到阻燃抑烟的双重目的。

考虑到环保、低碳节能及成本的问题，主用采用氮磷系和复合型非卤阻燃剂来替换卤系阻燃剂。

阻燃评价指标及试验方法

阻燃性能的评价指标

通过极限氧指数（LOI）评价沥青的阻燃性能，LOI是指在规定的试验条件下，刚好能维持材料燃烧时，通入的氧氮混合气中以体积百分数表示的最低氧浓度。

目前，国内尚未制定沥青阻燃性能氧指数测试的方法的相关指标，试验中参考GB/T2406-2006《塑料燃烧性能试验方法氧指数法》，采用天津市英贝尔科技有限公司生产的imYZ2000氧指数分析仪，对极限氧指数进行测定。极限氧指数可判断材料燃烧的难易程度，极限氧指数越高，表明材料越不易燃。一般认为：当LOI大于27%时，该材料在 火中是自行熄灭的材料。日本JISK7201则规定：LOI大于30%为难燃1级，LOI在27%-20%为难燃2级。国内沥青道路LOI一般控制在2４%-20%（具体可根据设计要求调整阻燃剂的添加量）。

试验方法

1 阻燃改性沥青的制备

试验采用SBS改性沥青，根据《沥青及沥青混合料试验规程》对热拌沥青混合料制备温度的制备为：先将沥青加热到（160±5）℃，再按试验设计将一定量的阻燃剂加入沥青中，采用转速为3000r/min的电动搅拌器搅拌40min，整个过程温度控制在160℃左右。

2氧指数试样的制备

考虑到沥青的燃点比软化点高很多，在试验过程会出现软化、倾斜现象。借鉴沥青防水卷材的测定方法，得出采用：玻璃纤维毡+铁模板+玻璃纤维毡的方法来测定氧指数。具体做法：加工一块长15cm、宽8cm、厚4mm的铁模板，将其置于尺寸稍大规格为140g/m²玻璃纤维毡上，待阻燃沥青制备完成后，浇附在模板内，最后，在沥青表面再加一层玻璃纤维毡。15min后，将阻燃沥青切为长13cm,宽6mm,厚4mm的氧指数试样。考虑到脱模，底板及铁模板四周均涂有隔离剂。

三、ＸＴ系列沥青专用阻燃剂性能特点：

阻燃、消烟、无毒、耐寒耐候、不易析出、宜分散、热稳定性好

产品规格：ＸＴ－１型、ＸＴ－２型为复合无卤环保型沥青专用阻燃剂；

ＸＴ－３型为氮磷型沥青专用阻燃剂

ＸＴ－１型、ＸＴ－２型技术指标

ＸＴ－３型技术指标

外　观：白色粉

使用方法建议：

沥青专用无卤环保阻燃剂ＸＴ－１型、ＸＴ－２型的用量推荐为沥青用量的8-20%

将沥青专用无卤环保阻燃剂ＸＴ－１型直接吸入拌和炉（罐）中与石子等建筑材料搅拌混合均匀即可。

将沥青专用无卤环保阻燃剂ＸＴ－２型直接加入至热熔沥青中，确保搅拌混合均匀或直接加入至拌和炉（罐）中与石子等建筑材料搅拌混合均匀即可。

为防止加入沥青专用无卤环保阻燃剂ＸＴ－２型后的沥青在长时间贮存后发生少量离析现象影响沥青性能和阻燃效果，贮罐应加装获带有搅拌设备。

ＸＴ－３型为氮磷型沥青专用阻燃剂，添加量为５％－９％（推荐量为７％），直接加入至热熔沥青中，确保搅拌混合均匀或直接加入至拌和炉（罐）中与石子等建筑材料搅拌混合均匀即可，直接加入沥青长时间储存、贮罐应加装获带有搅拌设备。

包装：

编织袋、每袋净重25kg。

注意事项：

防潮、防破。

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