沥青阻燃剂的组成极其复杂,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;
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。