阻燃沥青

现代沥青应用技术不断发展，应用领域不断拓宽，主要用途是作为基础建设材料、原料等，应用范围如交通运输(道路、铁路、航空等)，建筑业、农业、水利工程、工业等各部门。但是很多应用，如交通隧道、防水卷材、涂料和电缆等都忽视了沥青的易燃性能。一旦沥青被引燃、燃烧时会产生大量的热和浓烟，其火灾的危

险性非常大。

由于高聚物阻燃在国外发达国家已经发展成为一门比较成熟的科学，一些研究人员借鉴阻燃技术在高聚物领域应用的经验，把阻燃技术应用到沥青阻燃中，

取得了一定的进展。

下面介绍一下常用沥青阻燃技术。

1.沥青的阻燃机理及阻燃剂

沥青的阻燃机理主要有吸热、覆盖、抑制链反应及不燃气体窒息等几种作用。

1.1吸热作用

在高温条件下，阻燃剂发生强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧蔓延。

1.2覆盖作用

阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。

1.3抑制链反应

根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。含卤阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。

1.4不燃气体窒息作用

阻燃剂受热时分解出不燃气体，如CO2、NH3、HCl、HBr等将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。

2.沥青阻燃剂

常用的沥青阻燃剂有卤系阻燃剂及其协效剂、镁铝阻燃剂、硼酸锌及消烟剂。

2.1卤系阻燃剂及其协效剂

卤系阻燃剂的阻燃效应是通过气相机理实现的。其主要特点是阻燃效率高、用量少，对材料的性能影响小等，但在热裂及燃烧时生成大量的烟尘及腐蚀性气体。卤系阻燃剂常和协效剂一起使用。常用的协效剂是Sb2O4。

有的研究发现十溴二苯醚(DBDPO)对沥青氧指数有很大的影响。DBDPO在初始受热状态下发生热分解吸收部分热量，同是释放出不燃气体HBr，起到了气相屏蔽的阻燃效果；HBr还捕获了沥青燃烧裂解时产生的活性很大的游离基HO?,切断了游离基HO?的连锁反应，使沥青的燃烧速度大大降低。

2.2镁铝阻燃剂

此类阻燃剂主要指氢氧化铝(Al(OH3)、氢氧化镁M(OH2)。其阻燃机理为释

水吸热和覆盖作用。

阻燃沥青的阻燃机理及阻燃剂

一、沥青的阻燃机理及阻燃剂

沥青的阻燃机理主要有吸热、覆盖、抑制链反应及不燃气体窒息等几种作用。1．1 吸热作用

在高温条件下，阻燃剂发生强烈的吸热反应，吸收燃烧放出的部分热量，降低可燃物表面的温度，有效地抑制可燃性气体的生成，阻止燃烧的蔓延。

1．2 覆盖作用

阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。

1．3 抑制链反应

根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基含卤阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。

1．4 不燃气体窒息作用

阻燃剂受热时分解出不燃气体，如CO

2、NH

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、HC1、HBr等将可燃物分解出

来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。同时也对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。

二、沥青阻燃剂

常用的沥青阻燃剂有卤系阻燃剂及其效剂、镁铝阻燃剂、硼酸锌及消烟剂。2．1 卤系阻燃剂及其协效剂

卤系阻燃剂的阻燃效应是通过气相机理实现的。其l丰要特点是阻燃效率高、用量少，对材料的性能影响小等，但在热裂及燃烧时生成大量的烟尘及腐蚀性气

体。卤系阻燃剂常和协效剂一起使用。常用的协效剂是Sb

2O

3

有的研究发现十溴

二苯醚对沥青氧指数有很大的影响。DBDPO在初始受热状

态下发生热分解吸收部分热量，同时释放出不燃气体HBr，起到了气相屏蔽的阻燃效果；HBr还捕获了沥青燃烧裂解时产生的活性很大的游离基HO〃，切断了游离基HO〃的连锁反应，使沥青的燃烧速度大大降低。

2．2 镁铝阻燃剂

此类阻燃剂主要指氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)。其阻燃机理为释水吸热和覆盖作用。镁铝阻燃剂的最大优点是低毒、低烟或抑烟、低腐蚀，且价格低廉，

缺点是所需添加量较大，有时要达到基材的60 ，因而，一般常与卤系阻燃剂、红磷等一起使用，而不单独使用。

2．3 硼酸锌

硼酸锌主要作为S

2b

3

的替代物使用，它价廉，无毒，无刺激。大约在300( 左

右开始释放出结晶水。在卤素化合物存在下，生成卤化硼、卤化锌，抑制和捕获游离的羟基，阻止燃烧连锁反应；同时形成固相覆盖层，隔绝燃烧的表面空气，阻止火焰继续燃烧并能发挥消烟作用。

2．4 消烟剂

沥青在燃烧的过程中放出大量黑烟，使火灾现场的可见度大大降低，贻误灭火和抢救生命财产的时机。因而，对沥青而言，“阻燃”比“抑烟”更为重要，尤其是含卤素和锑化合物的阻燃剂是主要的发烟源。常用消烟剂有三氧化钼(MoO

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)、二茂铁、硼酸锌和无机氢氧化物等。

3 沥青阻燃性能的评价方法

由于沥青材料阻燃性能的测试标准直至目前仍未制定，所以测试沥青的阻燃性能主要参照评价塑料材料阻燃性能的测试手段，如氧指数测定法、水平及垂直燃烧测定法、热重一动态热重法(TG-DTG)。