一种隧道沥青路面专用阻燃型填料的制作方法

专利名称：一种隧道沥青路面专用阻燃型填料的制作方法
技术领域：
本发明属于材料科学与工程领域，具体涉及一种阻燃型填料。
背景技术：
沥青路面材料已经成为我国道路铺装的主流，但是由于沥青具有可燃性，隧道内部半封 闭空间， 一旦发生火灾不但损失巨大，而且存在沥青路面燃烧造成火势蔓延、危及其他车辆 的危险，所以沥青路面材料在隧道工程，特别是大型公路隧道工程中的应用长期受到限制。
国内外很多学者、厂家已经展开了阻燃沥青路面材料的研究与开发，主要集中在对沥青 材料的阻燃设计，采用的阻燃剂多为溴类卤系阻燃剂等有机阻燃剂，生产工艺多是在沥青中 添加阻燃剂材料制备阻燃沥青，然后进一步生产阻燃沥青混合料。有机类阻燃剂阻燃效率固 然很高，但是存在着阻燃剂普遍有毒，混合料的拌和、施工及使用过程中易挥发出有毒气体， 对人员健康造成威胁；有机类阻燃剂对沥青性能的影响也很大，而且很多的阻燃剂仅仅与沥 青物理混合，长期存放会出现离析问题，造成阻燃沥青的生产存在时效性问题；另外，有机 类阻燃剂成本很高，不利于路面大规模推广应用，所以有待开发新型的沥青阻燃技术与产品。

发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃效率高的隧道沥青路面专用阻燃型填料。 为了实现上述目的，本发明的技术方案是 一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，其特征
在于它由石灰岩矿粉、阻燃物质和改性物质组成，质量比为石灰岩矿粉阻燃物质改性物
质二100: 60 120: 70 150;
所述的阻燃物质由氢氧化铝、氢氧化镁、硼系阻燃剂和协同增效剂组成，氢氧化铝、氢
氧化镁、硼系阻燃剂、协同增效剂的质量比为100: 60 85: 4 15: 2 6;所述的协同增效
剂为Fe氧化物、Sb203、 Mg0或Mo0:,;
所述的改性物质由消石灰、硅藻土和天然沸石粉组成，质量比为消石灰硅藻土天然
沸石粉=100: 60 80: 15 30。
所述的氢氧化铝选用325目以上的工业级氢氧化铝或牙膏级氢氧化铝。 所述的氢氧化镁选用1250目或2500目工业级氢氧化镁。 所述的硼系阻燃剂选用硼酸铵、硼砂、硼酸锌或偏硼酸钡。 所述的Fe氧化物为Fe0、 Fe304或Fe203。
一种隧道沥青路面专用阻燃型填料的应用于隧道阻燃沥青面层的制备 隧道阻燃沥青面层由粗集料、细集料、沥青、纤维、隧道沥青路面专用阻燃型填料组成，
质量比为粗集料细集料沥青纤维隧道沥青路面专用阻燃型填料=100: 15 40: 3 7: 0. 1 0.6: 3 15;所述粗集料选用玄武岩、辉绿岩之一；所述细集料选用玄武岩、辉绿岩、 石灰岩之一；所述沥青选用SBS改性沥青、高粘度改性沥青之一；所述纤维选用聚酯纤维、
木质素纤维、聚丙烯腈纤维之一；
采用间歇式沥青拌和楼生产，生产前清空一矿粉仓，将隧道沥青路面专用阻燃型填料泵 入矿粉仓待用；拌和生产时首先将粗集料、细集料与纤维混合干拌10 25s，然后喷入沥青 湿拌10 30s后，再喷入隧道沥青路面专用阻燃型填料继续拌和10 30s后即可；温度制度 与普通沥青混凝土生产相同。
本发明的有益效果是提供了一种阻燃效率高、无毒并可有效改善沥青混合料路用性能 的隧道沥青路面专用阻燃型填料。
本发明阻燃物质中，氢氧化铝的分解温度在220 25(TC，分解释放大量的水分，阻止沥 青的燃烧，而氢氧化镁的分解温度高于氢氧化铝约10(TC，弥补氢氧化铝阻燃性能上的不足； 硼系阻燃剂材料受热分解，可吸收热量并稀释氧浓度，同时在沥青材料表面形成熔融的玻璃 质硅酸盐阻挡层并促使沥青中的沥青质碳化抑烟；协同增效剂能够有效地提高氢氧化铝和氢 氧化镁的阻燃效率和分散性，提高系统的阻燃能力。
本发明改性物质中，消石灰能够有效改善石料与沥青间的粘附作用，具有抗剥落、抗水 损的效果；而硅藻土不但能够显著提高沥青及沥青混合料的路用性能，而且硅藻土可以作为 一种有机硅类协同阻燃剂使用，增强氢氧化铝和氢氧化镁体系的阻燃效果；天然沸石粉的空 间网络构架将有效提高沥青的粘韧性，改善混合料的耐久性，而且其空间结构在路面火灾中 非常有利于碳化阻挡层形成，提高材料的阻燃特性；
隧道沥青路面专用阻燃型填料粒度范围0. 075咖通过率在90%以上，PH值在8 10，呈 碱性，亲水系数<1.0，不但完全满足《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004要求， 而且优于一般的石灰石粉；同时该隧道沥青路面专用阻燃型填料制备的隧道阻燃沥青面层， 极限氧指数在27%以上，阻燃性能优良，而且较一般的有机溴类阻燃沥青具有成本低，无毒， 使用方便，可重复使用的特点，与一般石灰石矿粉制备的沥青混合料相比，由于添加了无机 沥青改性物质，动稳定度一般提高1000 2000次/mm，路用性能得到明显改善。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不 仅仅局限于下面的实施例。
实施例1:
一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，它由石灰岩矿粉、阻燃物质和改性物质组成，质量 比为石灰岩矿粉阻燃物质改性物质=100: 60: 70;
所述的阻燃物质由氢氧化铝、氢氧化镁、硼系阻燃剂和协同增效剂组成，氢氧化铝、氢 氧化镁、硼系阻燃剂、协同增效剂的质量比为100: 60: 4: 2;所述的氢氧化铝选用325目
以上的工业级氢氧化铝，所述的氢氧化镁选用1250目工业级氢氧化镁，所述的硼系阻燃剂 选用硼酸铵，所述的协同增效剂为Fe氧化物(FeO、 Fe3(X或Fe203);
所述的改性物质由消石灰、硅藻土和天然沸石粉组成，质量比为消石灰硅藻土天然 沸石粉=100: 60: 15。
上述一种隧道沥青路面专用阻燃型填料的制备按上述配比选取原料，混合搅拌，得隧
道沥青路面专用阻燃型填料。
上述一种隧道沥青路面专用阻燃型填料的应用于隧道阻燃沥青面层的制备 隧道阻燃沥青面层由粗集料、细集料、沥青、纤维、隧道沥青路面专用阻燃型填料组成， 质量比为粗集料细集料沥青纤维隧道沥青路面专用阻燃型填料=100: 15: 3: 0.1: 3;所述粗集料选用玄武岩；所述细集料选用玄武岩；所述沥青选用SBS改性沥青；所述纤 维选用聚酯纤维采用间歇式沥青拌和楼生产，生产前清空一矿粉仓，将按配合比设计并混 合均匀的阻燃型填料泵入矿粉仓待用；拌和生产时首先将粗集料、细集料与纤维混合干拌 10s,然后喷入沥青湿拌10s后，再喷入隧道沥青路面专用阻燃型填料继续拌和100s后即可； 温度制度与普通沥青混凝土生产相同。 实施例2:
一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，它由石灰岩矿粉、阻燃物质和改性物质组成，质量 比为石灰岩矿粉阻燃物质改性物质=100: 80: 80;
所述的阻燃物质由氢氧化铝、氢氧化镁、硼系阻燃剂和协同增效剂组成，氢氧化铝、氢 氧化镁、硼系阻燃剂、协同增效剂的质量比为100: 65: 6: 3;所述的氢氧化铝选用325目
以上的工业级氢氧化铝，所述的硼系阻燃剂选用硼酸锌，所述的氢氧化镁选用1250目工业
级氢氧化镁，所述的协同增效剂为SbA;
所述的改性物质由消石灰、硅藻土和天然沸石粉组成，质量比为消石灰硅藻土天然 沸石粉=100: 65: 18。
t述 一种隧道沥青路面专用阻燃型填料的制备按上述配比选取原料，混合搅拌，得隧
道沥青路面专用阻燃型填料。
上述一种隧道沥青路面专用阻燃型填料的应用于隧道阻燃沥青面层的制备 隧道阻燃沥青面层由粗集料、细集料、沥青、纤维、隧道沥青路面专用阻燃型填料组成，
质量比为粗集料细集料:沥青纤维隧道沥青路面专用阻燃型填料=100: 18: 4.5: 0.2:
8;所述粗集料选用玄武岩，所述细集料选用玄武岩，所述沥青选用SBS改性沥青，所述纤
维选用木质素纤维；
采用间歇式沥青拌和楼生产，生产前清空一矿粉仓，将隧道沥青路面专用阻燃型填料泵
入矿粉仓待用；拌和生产时首先将粗集料、细集料与纤维混合干拌15s，然后喷入沥青湿拌 20s后，再喷入隧道沥青路面专用阻燃型填料继续拌和20s后即可；温度制度与普通沥青混 凝土生产相同。
隧道沥青路面专用阻燃型填料粒度范围0. 075mm通过率达到93%， PH值10,呈碱性，亲 水系数0. 65，完全满足《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004要求，极限氧指数28. 2%， 动稳定度6200次/咖，路用性能优良。
实施例3:
一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，它由石灰岩矿粉、阻燃物质和改性物质组成，质量
比为石灰岩矿粉阻燃物质改性物质=100: 120: 150;
所述的阻燃物质由氢氧化铝、氢氧化镁、硼系阻燃剂和协同增效剂组成，氢氧化铝、氢
氧化镁、硼系阻燃剂、协同增效剂的质量比为100:85:15:6;所述的氢氧化铝选用325
目以上的牙膏级氢氧化铝，所述的氢氧化镁选用2500目工业级氢氧化镁，所述的硼系阻燃
剂选用偏硼酸钡，所述的协同增效剂为MgO;
所述的改性物质由消石灰、硅藻土和天然沸石粉组成，质量比为消石灰硅藻土天然 沸石粉=100: 80: 30。
上述一种隧道沥青路面专用阻燃型填料的制备按上述配比选取原料，混合搅拌，得隧 道沥青路面专用阻燃型填料。
上述一种隧道沥青路面专用阻燃型填料的应用于隧道阻燃沥青面层的制备
隧道阻燃沥青面层由粗集料、细集料、沥青、纤维、隧道沥青路面专用阻燃型填料组成， 质量比为粗集料细集料沥青纤维隧道沥青路面专用阻燃型填料=100: 40: 7: 0.6: 15;所述粗集料选用辉绿岩，所述细集料选用石灰岩，所述沥青选用高粘度改性沥青，所述 纤维选用聚丙烯腈纤维；采用间歇式沥青拌和楼生产，生产前清空一矿粉仓，将隧道沥青路 面专用阻燃型填料泵入矿粉仓待用；拌和生产时首先将粗集料、细集料与纤维混合千拌25s， 然后喷入沥青湿拌30s后，再喷入隧道沥青路面专用阻燃型填料继续拌和30s后即可；温度
制度与普通沥青混凝土生产相同。
实施例4:
一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，它由石灰岩矿粉、阻燃物质和改性物质组成，质量
比为石灰岩矿粉阻燃物质改性物质=100: 60: 150;
所述的阻燃物质由氢氧化铝、氢氧化镁、硼系阻燃剂和协同增效剂组成，氢氧化铝、氢 氧化镁、硼系阻燃剂、协同增效剂的质量比为100: 60: 15:6;所述的氢氧化铝选用325
目以上的工业级氢氧化铝，所述的氢氧化镁选用1250目工业级氢氧化镁，所述的硼系阻燃
剂选用偏硼酸钡，所述的协同增效剂为Mo03;
所述的改性物质由消石灰、硅藻土和天然沸石粉组成，质量比为消石灰硅藻土天然 沸石粉=100: 60: 30。
上述一种隧道沥青路面专用阻燃型填料的制备按上述配比选取原料，混合搅拌，得隧
道沥青路面专用阻燃型填料。
权利要求
1.一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，其特征在于它由石灰岩矿粉、阻燃物质和改性物质组成，质量比为石灰岩矿粉∶阻燃物质∶改性物质＝100∶60～120∶70～150；所述的阻燃物质由氢氧化铝、氢氧化镁、硼系阻燃剂和协同增效剂组成，氢氧化铝、氢氧化镁、硼系阻燃剂、协同增效剂的质量比为100∶60～85∶4～15∶2～6；所述的协同增效剂为Fe氧化物、Sb2O3、MgO或MoO3；所述的改性物质由消石灰、硅藻土和天然沸石粉组成，质量比为消石灰∶硅藻土∶天然沸石粉＝100∶60～80∶15～30。
2. 根据权利要求1所述的一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，其特征在于所述的氢氧化铝选用325目以上的工业级氢氧化铝或牙膏级氢氧化铝。
3. 根据权利要求1所述的一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，其特征在于所述的氢氧化镁选用1250目或2500目工业级氢氧化镁。
4. 根据权利要求1所述的一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，其特征在于所述的硼 系阻燃剂选用硼酸铵、硼砂、硼酸锌或偏硼酸钡。
5. 根据权利要求1所述的一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，其特征在于所述的Fe 氧化物为Fe0、 FeA或FeA。
全文摘要
本发明涉及一种阻燃型填料。一种隧道沥青路面专用阻燃型填料，其特征在于它由石灰岩矿粉、阻燃物质和改性物质组成，质量比为石灰岩矿粉∶阻燃物质∶改性物质＝100∶60～120∶70～150；所述的阻燃物质由氢氧化铝、氢氧化镁、硼系阻燃剂和协同增效剂组成，氢氧化铝、氢氧化镁、硼系阻燃剂、协同增效剂的质量比为100∶60～85∶4～15∶2～6；所述的协同增效剂为Fe氧化物、Sb₂O₃、MgO或MoO₃；所述的改性物质由消石灰、硅藻土和天然沸石粉组成，质量比为消石灰∶硅藻土∶天然沸石粉＝100∶60～80∶15～30。本发明具有阻燃效率高、无毒并可有效改善沥青混合料路用性能的特点。
文档编号C08L95/00GK101173105SQ20071005359
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月19日 优先权日2007年10月19日
发明者丁庆军, 刘新权, 吴学伟, 杨 方, 凡 沈, 王发洲, 胡曙光, 黄绍龙 申请人:武汉理工大学