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您认识阻燃沥青吗?

2021-01-27 已有866人浏览 皖燃科技

由于具有行驶舒适性好、噪音小、扬尘小、维修方便等优点,沥青路面已成为我国公路铺装的首选。但作为可燃材料,沥青在公路上发生交通事故时,极易引起路面起火和其它附属设施起火。特别是在隧道公路上,由于隧道空间的相对封闭和局限性,起火时产生的大量热气和有毒气体无法及时消散,极易造成重大人员伤亡和经济损失。对沥青进行改性,提高其在空气中的可燃性,对阻燃沥青的研究与应用具有重要意义。

阻燃剂的分类及作用机理研究

现有提高沥青阻燃性能的方法主要是在制备过程中加入阻燃剂、抑烟剂。常用的阻燃剂有填料型、化学型和膨胀型等,其种类如下表所示:

因为沥青燃烧是一个分解放热的物理化学过程,根据其特性,将阻燃剂的阻燃机理分为以下三个方面:

隔离机理:阻燃剂在高温下的反应形成稳定的固体物质覆盖在沥青表面,或产生大量的不可燃气体冲淡氧气和易燃气体的浓度,从而有效隔离沥青进一步接触空气和热量。

二是抑制反应机理:阻燃剂在燃烧初期捕捉活性较高的H和OH游离基团,使它们在火焰中的浓度大大降低,从而抑制了连锁反应。

三、阻燃换热器原理:阻燃剂在高温下受热分解吸收燃烧释放的大量热量,延缓反应体系温度升高,抑制易燃气体生成,达到阻燃作用。

评价阻燃沥青的性能指标

评价沥青阻燃性能最常用的指标是极限氧指数(LOI)。氧气含量指数是指在特定条件下,样品在氧、氮混合气流中正好保持燃烧所需的最低氧浓度。油温指数越高,材料越不易燃,当油温指数>27%,材料在燃烧过程中就会自动熄灭。

沥青燃烧过程中会释放出大量的毒烟,阻燃沥青的抑烟效果还需要用烟密度(SDR)来评价,SDR值越小,烟度越好。

发展阻燃沥青。

在目前阻燃沥青的研究中,阻燃剂材料的选择仍然是一个热点。结果表明,单一阻燃剂的阻燃效果并不很好,所以将几种阻燃剂复合使用,通过协同作用,可以明显提高沥青的阻燃效果。而且,由于卤素系阻燃剂会在燃烧过程中释放有毒气体,这种阻燃剂现在已经被替代,改为磷系和氮系阻燃剂。沥青阻燃剂的发展方向是无卤、高效、抑烟、无毒,同时不影响沥青的性能。

近几年来,纳米复合技术的应用,为新型阻燃材料的开发提供了新的思路,开发出具有优异力学性能、热稳定性和阻燃性能的纳米阻燃复合材料。与此同时,也有研究表明,纳米复合材料可以作为一种良好的改性剂来提高沥青的路用性能。但是它在提高沥青阻燃性能方面的应用还不多。作为一种新型的沥青阻燃剂,纳米复合材料的应用有待于进一步的研究。