[發(fā)明專利]一種枕木防火用改性瀝青及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110390018.7
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113088115B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張小良;王昊博;魏佳君;歐陽春發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C09D4/02
• 分類號: C09D4/02;C09D4/06;C09D5/18;C09D5/08
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 李明珠;胡晶

本發(fā)明公開了一種枕木防火用改性瀝青及其制備方法，主要由以下組分組成:皂液、馬來酸酐改性瀝青、催干劑和阻燃劑；其中，所述皂液包含：質(zhì)量濃度為4?25％的氯乙烯水分散體，以氯乙烯重量計5?30wt％的丙烯酸甲酯、6?8wt％的乳化劑、5?25wt％的苯乙烯、2?10wt％的環(huán)氧樹脂和0.003?0.1wt％的催化劑。本發(fā)明的枕木防火用改性瀝青，通過氯乙烯/丙烯酸甲酯/苯乙烯/環(huán)氧樹脂改性水性瀝青與阻燃劑構(gòu)成的協(xié)同阻燃體系的混合作用，構(gòu)建阻燃交聯(lián)聚合物，形成了具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性瀝青，并且隨著交聯(lián)密度提高，枕木防火用改性瀝青在枕木表面形成致密的阻隔層，阻隔螺栓油揮發(fā)，同時即使發(fā)生外源性火源，阻燃材料能形成致密的防護(hù)層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于道路建設(shè)領(lǐng)域，特別涉及一種制備新型枕木防火瀝青材料的方法，及枕木防火用改性瀝青。

背景技術(shù)

隨著公路基建的發(fā)展，作為公路基建不可替代材料的瀝青行業(yè)也取得了長足的技術(shù)進(jìn)步。瀝青應(yīng)用水平的不斷提高，使得傳統(tǒng)熱瀝青的不足也開始顯現(xiàn)，比如：瀝青凝結(jié)速度太快，使用時需要反復(fù)加熱，造成了很大的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染，加之修筑道路的二次施工和返修，必然造成資源的嚴(yán)重匱乏。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，瀝青乳化劑的研究與應(yīng)用是解決上述問題的有效途徑之一。與傳統(tǒng)熱瀝青相比，乳化瀝青具有節(jié)省能源、提高工效、延長施工季節(jié)、改善施工條件、減少環(huán)境污染、提高瀝青路面使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。

枕木的優(yōu)點(diǎn)是它富有彈性，可緩和列車的動力沖擊作用；容易加工制造；便于運(yùn)輸、鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修；有較好的絕緣性能；扣件和木枕聯(lián)結(jié)簡單；木枕與碎石道碴之間有較大的摩擦系數(shù)，能保證軌道的穩(wěn)定。枕木的主要缺點(diǎn)是使用壽命短，其失效原因很多，主要是腐蝕、機(jī)械磨耗及劈裂，三者之間又互為因果；其次，彈性和耐久性不完全一致，在機(jī)車、車輛作用下容易出現(xiàn)軌道不平順，尤以無縫線路鋪設(shè)木枕地段穩(wěn)定性較差；再次是木材資源貧乏，各方面需用量又很大，無論數(shù)量還是質(zhì)量，都不能滿足使用要求。

枕木與軌道之間通過螺栓緊固，在鐵路日常維護(hù)過程中，為了避免螺栓發(fā)生銹蝕，確保螺栓螺母能夠可靠的壓緊軌道，需要在螺栓螺母涂覆螺栓油。由于螺栓油內(nèi)含有大量的易揮發(fā)組分和輕質(zhì)組分，木材為多孔材料，吸附油脂，在一定濕度、微生物等耦合復(fù)雜環(huán)境下，易自熱、自燃。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決枕木中的螺栓油的存在而引起事故的發(fā)生這一問題，本發(fā)明提供一種枕木防火用改性瀝青及其制備方法，其形成了互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，起到協(xié)同防火的目的。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種枕木防火用改性瀝青，主要由以下組分組成:皂液、馬來酸酐改性瀝青、催干劑和阻燃劑；其中，所述皂液包含：質(zhì)量濃度為4-25％的氯乙烯水分散體，以氯乙烯重量計5-30wt％的丙烯酸甲酯、6-8wt％的乳化劑、5-25wt％的苯乙烯、2-10wt％的環(huán)氧樹脂和0.003-0.1wt％的催化劑。馬來酸酐改性瀝青性能更好，更適宜本制備方法，能夠達(dá)到好的預(yù)期效果；催干劑可以加快上述皂液的固化反應(yīng)，氯乙烯組分相較于乙烯引入了氯元素，具有良好的阻燃性能；丙烯酸甲酯可以使得共聚物有好的成膜性能，并且有高的維卡軟化點(diǎn)和剛性，環(huán)氧樹脂可以使得共聚物體現(xiàn)出互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，后續(xù)阻燃劑的添加還可以使得改性瀝青起到協(xié)同防火的作用。

上述的枕木防火用改性瀝青，構(gòu)建了阻燃交聯(lián)聚合物，形成了具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水性瀝青，并且隨著交聯(lián)密度提高，本發(fā)明的枕木防火用改性瀝青在枕木表面形成致密的阻隔層，阻隔螺栓油揮發(fā)，同時即使發(fā)生外源性火源，阻燃材料能形成致密的防護(hù)層。

在一些實(shí)施例中，馬來酸酐改性瀝青與皂液的重量比為1：0.01-1.5。

在一些實(shí)施例中，所述阻燃劑為氧化銻、膨脹石墨中的至少一種；膨脹石墨具有良好的耐腐蝕性和吸油性能，膨脹石墨對油類的吸附量大，吸油后浮于水面，易捕撈回收，再生利用處理簡便。氧化銻(Sb₂O₃)，屬于銻系種類的難燃防火添加劑，在阻燃方面具有更好的防火效果，如果換做其他的阻燃劑與膨脹石墨便不能構(gòu)成性能良好的協(xié)同阻燃體系，阻燃作用大大降低。