[发明专利]一种适用于特长隧道铺装的低烟型阻燃改性沥青及其制备方法

说明书

本发明公开一种适用于特长隧道铺装的低烟型阻燃改性沥青，原料按重量份包括基质沥青100份、硅系阻燃剂2～10份、协同剂1～5份、抑烟剂1～4份。所述硅系阻燃剂为聚硼硅氧烷，所述协同剂为无分支的长链聚合物聚磷酸铵，所述抑烟剂为经硅烷偶联剂表面改性的超细硼酸锌。充分利用其良好的协同阻燃作用，达到特长隧道热拌沥青混合料施工时低烟化的目的。这种“低烟”不仅包括特长隧道运营过程中在火灾发生时沥青燃烧产生的烟量低，而且还包括特长隧道在释放的沥青烟量低，前者可为特长隧道的运营提供了安全保障，后者可为特长隧道沥青路面施工提供了质量保障。相较于通过添加价格昂贵的温拌剂达到特长隧道沥青路面施工过程中低烟的目的，更节约经济成本。

技术领域

本发明涉及沥青材料，特别涉及一种适用于特长隧道铺装的低烟型阻燃改性沥青及其制备方法。

背景技术

随着我国经济实力的增强，以高速公路为代表的基础设施建设也得到了快速的发展。尤其是当下的高速公路越来越向地势险峻的深山峡谷地区延申，不仅隧道比例和隧道规模越来越大，而且往往是以隧道群或者特长隧道的形式出现。与传统的水泥混凝土路面相比，沥青路面具有灰尘小、噪声低、养护快捷等诸多优点已经成为当今隧道路面的主流。然而，特长隧道沥青路面铺装主要存在以下3方面的技术难题：如何解决施工难度大的问题、如何保证其施工质量的问题以及如何保证隧道群安全运营的问题。首先，对于长大隧道及隧道群来说，如果采用传统的热拌沥青路面铺装，施工时混合料释放的大量烟雾会弥漫在隧道内，一方面严重影响施工人员的视线和呼吸，严重危害施工人员的身心健康，另一方面也会通过影响施工人员的状态和干扰施工人员的视线而影响施工质量，因此施工难度极大，并严重污染环境；其次，隧道运营过程中一旦发生交通事故，隧道沥青路面在汽油或柴油的诱发下就可能着火燃烧并产生浓烟，同时释放出大量的有害物质，不仅直接威协着人们的生命财产安全，而且严重影响人们的逃生和救援工作。目前虽然有研究成果通过添加温拌剂降低沥青混合料的拌和温度而实现了施工过程中沥青烟的显著减少，但温拌剂价格十分昂贵。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于特长隧道铺装的低烟型阻燃改性沥青及其制备方法，通过特定的阻燃剂和抑烟剂，并充分利用其良好的协同阻燃作用，达到特长隧道热拌沥青混合料施工时低烟化的目的。

本发明的一种适用于特长隧道铺装的低烟型阻燃改性沥青，原料按重量份包括以下组分：基质沥青100份、硅系阻燃剂2～10份、协同剂1～5份、抑烟剂1～4份，所述硅系阻燃剂为聚硼硅氧烷。

进一步，所述聚硼硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

a.将甲苯、水和酸催化剂混合加热至75～85℃，然后加入硅烷反应17～23min，再加入三甲基甲氧基硅烷充分反应；

b.将步骤a中的反应物冷却至室温后洗涤至中性，经真空蒸馏制得聚硼硅氧烷；

进一步，所述硅烷为苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷的混合物，其中有机基团与Si原子的摩尔比为1：2；苯基与甲基的摩尔比为60：40；

进一步，所述抑烟剂为经偶联剂表面改性的超细硼酸锌，所述超细硼酸锌的分子式为B₂O₆Zn₃，平均粒径为70～80nm，比表面积为24.3～31.5m²/g；

进一步，所述偶联剂为硅烷KH550；

进一步，所述超细硼酸锌的制备方法包括以下步骤：

a1.将超细硼酸锌在温度为120℃～140℃下烘干后加入硅烷偶联剂，在400～600r/min的转速下搅拌27～33min；

b1.将步骤a1中的溶液过滤后在温度为100～110℃下烘干；

进一步，将超细硼酸锌完全浸泡于用乙醇按体积比1：100稀释后的硅烷偶联剂中；