专利名称：一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃沥青及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阻燃浙青，尤其是涉及一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青及 其制作方法。
背景技术：
近年来，大型的现代化矿井为了更便捷、高效、安全舒畅的向井下输送大型设备、 材料、人员，基本上都是从副井地面直接修筑水泥混凝土路面到井下各主要巷道工作面。但 水泥混凝土路面具有路面平整度较差、修复养护时间长、工效低，粉尘污染大；抗滑性能衰 减快，影响行车安全；行车噪音大等诸多缺点。浙青路面具有行车舒适，抗滑性能较好，噪音低，无污染修复养护快捷方便，对路 基变形的适应性强等特点，目前被世界各地越来越广泛的的采用。由于煤矿井下巷道路面 的特殊性，如果不采用阻燃浙青路面其一旦发生火灾，会出现温度高、烟雾大、排烟困难、疏 散困难、火灾扑救困难等现象。目前还没有一种行车舒畅，抗滑性能较好，噪音低，无污染养修复护快捷方便、又 可以消除火灾隐患的适用于煤矿井下巷道路面的材料。
发明内容
本发明的目的主要是克服现有技术的缺点，提供一种解决矿井巷道路面机动车行 车的安全性、舒畅性、无污染降低行车噪音、改善行车及职工上下班工作环境、又可以消除 火灾隐患的一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青混合料。本发明的另一个目的是提供该用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青混合料的制作 方法。本发明通过如下方式实现一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青，其特征在于该阻燃浙青是由下述重量 百分含量的原料组成4. 4-4. 9%的90号A级浙青、0. 65-0. 75%的阻燃剂、其余为集料；所述集料为矿级配料和重量百分含量为1-3%矿粉，矿级配料粒度和重量百分含 量分别为 10-22mm的 25-30%,8-16mm的8-15%、5_15mm的 18-22%,3-5mm的8-15%、0_5mm 的 25-35% ；所述集料为矿级配料和和重量百分含量为1-3%矿粉，其粒度和重量百分含量分 别为 10-22mm 的 14-18%、8-16mm 的 8-12%、5_15mm 的 20-22%、3_5mm 的 8-15%、0_5mm 的 38-45% ；所述阻燃剂为环保型阻燃剂，主要包括红磷阻燃剂，无机磷系的聚磷酸铵、磷酸二 氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯或有机磷系的非卤磷酸酯；所述有机磷系的非卤磷酸酯为氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化钼、钼酸 氨、硼酸锌、氧化锌、氧化锆或氢氧化锆；所述的一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青的制作方法，其特征在于该制作方法包括如下步骤a、称取所述重量百分含量的90号A级浙青；b、称取所述重量百分含量的阻燃剂；C、称取所述重量百分含量的集料中的矿级配料和上述浙青分别预热，集料中的矿 级配料加热温度为180-190°C，浙青加热温度为160-170°C ；d、称取所述重量百分含量的上述加热后的集料中的矿级配料和称取好的阻燃剂 一起直接投入到拌和锅内，拌和锅温度设定为180°C，拌和时间3min ；e、将上述加热的90号A级浙青加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min ；
f、将所述重量含量的矿粉加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min,出料的温度控制在 175-180°C。本发明具有如下效果1)原料独特本发明提供的阻燃浙青混合料为保证阻燃浙青混合料路面的耐久 性和功能持续性，必须首先确保优质的骨料，浙青以及阻燃改性剂。原材料选择直接影响阻 燃浙青混合料的强骨料结构，对度以及耐久性，优质的材料可以提高路用性能，其次配合比 设计决定混合料的浙青混合料的强度有着直接的影响；矿料所含矿粉细颗粒，其大多小于 0. 074毫米的巨大表面积使浙青材料形成薄膜，从而提高了浙青材料的粘结强度和温度稳 定性；而矿料所含粗集料颗粒之间产生锁结力，在浙青混合料中起骨架作用，为路面面层主 要承重结构；道路石油浙青是一种棕黑色有机胶凝状物质，主要成分是浙青质和树脂，其次 有高沸点矿物油和少量的氧、硫和氯的化合物。有光泽，呈液体、半固体或固体状态，低温时 质脆，粘结性和防腐性能良好。在浙青混合料中主要起到粘合剂的作用。2)阻燃效果好本发明阻燃剂为是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊 的化工助剂。所用环保型阻燃剂，主要包括红磷阻燃剂，无机磷系的聚磷酸铵(APP)、磷酸二 氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯等，有机磷系的非卤磷酸酯等。后者是根据其化学结构习惯分出 的一类阻燃剂，主要品种有氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化钼、钼酸氨、硼酸锌、氧 化锌、氧化锆、氢氧化锆等，其中以氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑应用最为广泛，尤其是 氢氧化铝、氢氧化镁不仅可以起到阻燃作用，而且可以起到填充作用。它们具有热稳定好、 高效、抑烟、阻滴、填充安全、对环境基本无污染等特点，在无卤阻燃材料中得到广泛的应 用；阻燃剂掺入普通浙青混合料中，首先不会改变原混合料的性能，它是通过若干机理发挥 其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。这点对煤矿地 下巷道尤为重要。可以说，没有阻燃剂的作用，地下巷道铺筑浙青路面是不可行。吸热作用 任何燃烧在较短的时间所放出的热量是有限的，如果能在较短的时间吸收火源所放出的一 部分热量，那么火焰温度就会降低，辐射到燃烧表面和作用于将已经气化的可燃分子裂解 成自由基的热量就会减少，燃烧反应就会得到一定程度的抑制；覆盖作用在高温下能形 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；抑制链反应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；不燃气 体窒息作用阻燃剂受热时分解出不燃气体，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。
3)制作方法简单阻燃浙青混合料是由矿料、阻燃剂与浙青结合热拌和而成的， 用一般拌合设备与普通浙青拌合工艺相同。4)具有较好的延度和粘度本发明提供的阻燃浙青的运动粘度随阻燃剂的掺量 的增大而升高。阻燃剂掺量由10%增加至15%，浙青粘度由0. 670Pa*s增至0. 872Pa*s，增 大0. 202Pa*s。而当阻燃剂的掺量为20%，25%时，粘度分别为1. 2Pa*s, 1. 665Pa*s，相对 10%的掺量时的粘度分别增大0. 5Pa*s，0. 985Pa*s，增加幅度陡然增大。
5)抗老化性能强本发明提供的阻燃浙青阻燃剂对浙青的抗老化性能也有影响， 掺加阻燃剂后，浙青的15°C残留延度明显降低，并随着掺量的增大，浙青的10°C残留延度 由8. 5cm降低至5. 0cm，降低40. 1%，15°C残留延度由31. 3cm降低至8. 0cm，降低74. 4%0对掺加阻燃改性剂的未老化的浙青性能进行了试验研究，同时为了模拟浙青在运 输，施工过程中的短期老化，分别对掺加不同剂量阻燃剂的浙青老化后的性能进行了试验 研究，并与基质浙青进行了对比分析。具体如下图表所示。表2. 2. 5-1不同掺量阳燃剂时沥青RTFOT后i式骀结果
^wiM 90A改性剂
100 0 100 10 100 12 100 15 100 20 100 25 i式验方、法
性能指标_______
质量变化(％)0.29 0.25 0.22 0.19 0.16 0.073 10610
残留针入度比(％) 69.65 68.8 68 66.3 “ 63.0 56.1 一 Τ0604 延度(10。C’cm) 10.5 B.5 8.1 6.8一 5.6 5.0 一 T0605 延度(15°C,cm)74.131.322.48.88.48.0__T06056)随着阻燃剂掺量的增加，浙青的质量损失成较为符合线性规律降低。而残留 针入度比降低幅度随掺量的增加而变大，当掺量为25%时，浙青的残留针入度比降低至 56. 1%，降低最为明显。7)本发明提供的浙青的15°C密度也随阻燃剂的掺量的增大而逐渐变大。变化最 大为0. Illg/cm3，阻燃剂的掺量为15%时，浙青的密度为1. 0377g/cm3，与浙青的常用经验 值1.034贴近。
具体实施例方式实施例一一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青的制作方法，其特征在于该 制作方法包括如下步骤a、称取重量百分含量为4. 4%的90号A级浙青；b、称取重量百分含量为0. 75%的阻燃剂；C、称取重量百分含量分别为10-22mm的25%、8-16mm的15%、5_15mm的18%、 3-5mm的15. 0%、0_5mm的25%的集料中的矿级配料和上述浙青分别预热，集料中的矿级配 料加热温度为180-190°C，浙青加热温度为160-170°C ；d、称取重量百分含量为94. 85%上述加热后的集料中的矿级配料和称取好的阻燃 剂一起直接投入到拌和锅内，拌和锅温度设定为180°C，拌和时间3min ；e、将上述加热的90号A级浙青加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min ；f、将重量含量为2%的矿粉加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min,出料的温度控制在 175-180°C。实施例二 一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青的制作方法，其特征在于该 制作方法包括如下步骤a、称取重量百分含量为4. 9%的90号A级浙青；b、称取重量百分含量为0. 65%的阻燃剂；C、称取重量百分含量分别为10-22mm的30%、8_16mm的8%、5_15mm的19%、 3-5mm的8%、0_5mm的32%的集料中的矿级配料和上述浙青分别预热，集料中的矿级配料 加热温度为180-190°C，浙青加热温度为160-170°C ；d、称取重量百分含量为94. 45%上述加热后的集料中的矿级配料和称取好的阻燃 剂一起直接投入到拌和锅内，拌和锅温度设定为180°C，拌和时间3min ；e、将上述加热的90号A级浙青加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min ；f、将重量含量为3%的矿粉加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min,出料的温度控制 在 175-180°C。实施例三一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青的制作方法，其特征在于该 制作方法包括如下步骤a、称取重量百分含量为4. 7%的90号A级浙青；b、称取重量百分含量为0. 7%的阻燃剂；C、称取重量百分含量分别为10-22mm的25%、8_16mm的8. 5%、5_15mm的22%、 3-5mm的8. 5%,0-5mm的35%的集料中的矿级配料和上述浙青分别预热，集料中的矿级配 料加热温度为180-190°C，浙青加热温度为160-170°C ；d、称取重量百分含量为94. 6%上述加热后的集料中的矿级配料和称取好的阻燃 剂一起直接投入到拌和锅内，拌和锅温度设定为180°C，拌和时间3min ；e、将上述加热的90号A级浙青加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min ；f、将重量含量为的矿粉加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min,出料的温度控制 在 175-180°C。实施例四一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青的制作方法，其特征在于该 制作方法包括如下步骤a、称取重量百分含量为4. 7%的90号A级浙青；b、称取重量百分含量为0. 7%的阻燃剂；C、称取重量百分含量分别为10-22mm的14%、8_16mm的12 %、5_15mm的22 %、 3-5mm的8%、0_5mm的41 %的集料中的矿级配料和上述浙青分别预热，集料中的矿级配料 加热温度为180-190°C，浙青加热温度为160-170°C ；d、称取重量百分含量为94. 6%上述加热后的集料中的矿级配料和称取好的阻燃 剂一起直接投入到拌和锅内，拌和锅温度设定为180°C，拌和时间3min ；e、将上述加热的90号A级浙青加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min ；f、将重量含量为3%的矿粉加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min,出料的温度控制 在 175-180°C。实施例五一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青的制作方法，其特征在于该制作方法包括如下步骤
a、称取重量百分含量为4. 9%的90号A级浙青；b、称取重量百分含量为0. 65%的阻燃剂；C、称取重量百分含量分别为10-22mm的18%、8_16mm的12 %、5_15mm的20 %、 3-5mm的15%、0-5mm的34%的集料中的矿级配料和上述浙青分别预热，集料中的矿级配料 加热温度为180-190°C，浙青加热温度为160-170°C ；d、称取重量百分含量为94. 45%上述加热后的集料中的矿级配料和称取好的阻燃 剂一起直接投入到拌和锅内，拌和锅温度设定为180°C，拌和时间3min ；e、将上述加热的90号A级浙青加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min ；f、将重量含量为的矿粉加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min ,出料的温度控制 在 175-180°C。实施例六一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青的制作方法，其特征在于该 制作方法包括如下步骤a、称取重量百分含量为4. 4%的90号A级浙青；b、称取重量百分含量为0. 75%的阻燃剂；C、称取重量百分含量分别为10-22mm的14%、8_16mm的9%、5_15mm的21 %、 3-5mm的9. 0%,0-5mm的45%的集料中的矿级配料和上述浙青分别预热，集料中的矿级配 料加热温度为180-190°C，浙青加热温度为160-170°C ；d、称取重量百分含量为94. 85%上述加热后的集料中的矿级配料和称取好的阻燃 剂一起直接投入到拌和锅内，拌和锅温度设定为180°C，拌和时间3min ；e、将上述加热的90号A级浙青加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min ；f、将重量含量为2%的矿粉加入拌和锅内，拌和时间为1. 5min,出料的温度控制 在 175-180°C。上述阻燃剂为环保型阻燃剂，主要包括红磷阻燃剂，无机磷系的聚磷酸铵(APP)、
磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯或有机磷系的非卤磷酸酯。上述有机磷系的非卤磷酸酯为氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化钼、钼酸 氨、硼酸锌、氧化锌、氧化锆或氢氧化锆。
权利要求
一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃沥青，其特征在于该阻燃沥青是由下述重量百分含量的原料组成4.4-4.9％的90号A级沥青、0.65-0.75％的阻燃剂、其余为集料。
2.如权利要求1所述的一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青，其特征在于所 述集料为矿级配料和重量百分含量为1-3%矿粉，矿级配料粒度和重量百分含量分别为 10-22mm 的 25-30 %,8-16mm 的 8-15 %,5-15mm 的 18-22 %,3-5mm 的 8-15 %,0-5mm 的 25-35%。
3.权利要求1所述的一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青，其特征在于所述集 料为矿级配料和和重量百分含量为1-3%矿粉，其粒度和重量百分含量分别为10-22mm的 14-18%,8-16mm 的 8-12%、5_15mm 的 20-22%、3_5mm 的 8-15%、0_5mm 的 38-45%。
4.权利要求1所述的一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青，其特征在于所述阻燃 剂为环保型阻燃剂，主要包括红磷阻燃剂，无机磷系的聚磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、 磷酸酯或有机磷系的非卤磷酸酯。
5.权利要求4所述的一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青，其特征在于所述有机 磷系的非卤磷酸酯为氢氧化铝、氢氧化镁、红磷、氧化锑、氧化钼、钼酸氨、硼酸锌、氧化锌、 氧化锆或氢氧化锆。
6.如权利要求1所述的一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃浙青的制作方法，其特征在 于该制作方法包括如下步骤a、称取所述重量百分含量的90号A级浙青；b、称取所述重量百分含量的阻燃剂；c、称取所述重量百分含量的集料中的矿级配料和上述浙青分别预热，集料中的矿级配 料加热温度为180-190°C，浙青加热温度为160-170°C ；d、称取所述重量百分含量的上述加热后的集料中的矿级配料和称取好的阻燃剂一起 直接投入到拌和锅内，拌和锅温度设定为180°C，拌和时间3min ；e、将上述加热的90号A级浙青加入拌和锅内，拌和时间为1.5min ；f、将所述重量含量的矿粉加入拌和锅内，拌和时间为1.5min，出料的温度控制在 175-180°C。
全文摘要
本发明涉及一种阻燃沥青，尤其是涉及一种用于煤矿井下巷道路面的阻燃沥青，其特征在于该阻燃沥青是由下述重量百分含量的原料组成4.4-4.9％的90号A级沥青、0.65-0.75％的阻燃剂、其余为集料；其制作方法为称取所述重量百分含量的90号A级沥青、称取所述重量百分含量的阻燃剂、称取所述重量百分含量的集料中的矿级配料和上述沥青分别预热，集料中的矿级配料加热温度为180-190℃，沥青加热温度为160-170℃、称取所述重量百分含量的上述加热后的集料中的矿级配料和称取好的阻燃剂一起直接投入到拌和锅内，拌和锅温度设定为180℃，拌和时间3min、将上述加热的90号A级沥青加入拌和锅内，拌和时间为1.5min、将所述重量含量的矿粉加入拌和锅内，拌和时间为1.5min，出料的温度控制在175-180℃；本发明提供一种制作方法简单、能解决矿井巷道路面机动车行车的安全性、舒适性、降低行车噪音改善行车环境、又可以消除火灾隐患。
文档编号C04B111/28GK101830670SQ20101016534
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者周立军, 林海成, 王金平, 陆彪东, 陆柯宇, 陈艾, 马万祥 申请人:陆彪东;神华宁夏煤业集团有限责任公司羊场湾煤矿