阻燃沥青混合料阻燃抑烟性能及路用性能研究

设计沥青混合料直接燃烧试验,以试件燃烧时间、表面温度为指标评价阻燃剂对沥青混合料阻燃性能的影响;提出试件燃烧时烟雾面积的计算方法,以烟雾面积大小判别阻燃剂的抑烟效果;设计沥青混合料的路用性能试验,评价阻燃剂对沥青混合料路用性能的影响.结果表明:阻燃剂掺量越大,沥青的氧指数越高,沥青混合料试件的燃烧时间越短,表面温度越低,抑烟性能越好.阻燃效果较好的酸性阻燃剂会显著降低沥青混合料的高温稳定性和水稳定性.阻燃剂在沥青铺面工程中的适用性必须综合考虑其对沥青混合料阻燃性能和路用性能的影响.     

阻燃型双组分聚硫氨酯密封胶的制备及性能研究

分别采用磷酸三丁酯(TBP)、FRB和Al(OH)_3及上述三种阻燃剂的复配阻燃剂制得阻燃型聚硫氨酯密封胶,并研究了阻燃剂种类及用量对最终密封胶性能的影响。结果表明,单一阻燃剂不能赋予密封胶优良的阻燃性能;自制的复配阻燃剂YL-Ⅰ能够发挥协同阻燃作用,使得密封胶在力学性能下降不大的情况下,阻燃性能达到V-0级。     

高温辐射下的沥青混合料阻燃耐火性能

采用锥形量热仪和马弗炉燃烧试验模拟隧道火灾的高温辐射条件,研究热辐射条件下复配阻燃剂对沥青混合料的阻燃耐火性能的影响。采用70#道路石油沥青,沥青混合料设计采用AC-13级配,油石比5.2%。制备阻燃沥青混合料时以阻燃剂替代部分矿粉,并按照规范制备复配阻燃沥青混合料马歇尔试件。试验结果表明:添加复配阻燃剂后,沥青混合料的点燃时间和烟气释放时间延迟,热量和烟气释放速率明显降低,稳定度和燃烧后残留稳定度均有所提高。复配阻燃剂有效提升了高温辐射条件下沥青混合料的阻燃抑烟和耐火性能。     

表面改性纳米阻燃沥青流变及阻燃性能

为确定基于表面改性处理的纳米阻燃剂的最佳掺量,并了解阻燃剂对沥青流变性能和燃烧特性的影响,采用动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪研究了阻燃剂不同掺量下阻燃沥青的动态剪切、低温弯曲等流变性能;基于烟密度试验和极限氧指数试验,探究了不同掺量下阻燃剂对沥青的阻燃特性和抑烟性能的影响;采用热同步分析仪分析了阻燃沥青的燃烧动力学特征。研究结果表明：随着阻燃剂掺量的增加,阻燃沥青的车辙因子不断增大,可以提高阻燃沥青的高温流变性能,3%～9%阻燃改性沥青与原样改性沥青疲劳性能相当,若阻燃剂掺量继续增加,则对阻燃沥青的疲劳性能有害,且掺加阻燃剂对沥青低温性能有不利影响;为达到阻燃目的,烟密度和氧指数试验结果表明阻燃剂最低掺量宜不少于沥青质量的12%,结合沥青流变性能和阻燃性能确定阻燃剂最佳掺量为15%;基于对阻燃沥青燃烧过程的分析,发现原样沥青的燃烧过程可分为3个阶段,而掺入阻燃剂的改性沥青的燃烧过程可分为4个阶段,阻燃剂的掺入使SBS改性沥青的失重量减少、热解峰增多、燃烧焓值降低、热解过程变得更加复杂,发挥了气相阻燃和凝聚相阻燃的作用。     

超微细复合阻燃剂填充高密度聚乙烯的研究

研制了超微细氢氧化镁为和十溴联苯醚、硅烷偶联剂复配阻燃剂体系与高密度聚乙烯(HDPE)的填充共混复合材料,实验研究了复配阻燃剂的用量对复合共混材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,复配阻燃剂含量增加对材料的拉伸强度有较明显的影响,填料在20份以内对材料的缺口冲击强度影响较小。复配阻燃剂显著提高了材料的阻燃性能,在含量为25PHR时,氧指数达到27,垂直燃烧FV 1级,微量发烟。     

温拌剂和阻燃剂对SBS改性沥青性能的影响

为了研究温拌剂和阻燃剂对SBS改性沥青性能的影响以及温拌剂与阻燃剂的相互作用,本文选用2种温拌剂(Sasobit、EWMA-1)和2种阻燃剂(FRMAXTM高效型、Sasoproof),各自掺量为Sasobit3%、EWMA-17‰、FRMAXTM7%、Sasoproof6%。采用两种主要指标试验方法、氧指数测试法和块场粘度计法对不同类型沥青的极限氧指数、路用性能指标(高、中、低温)和表观粘度进行了3项主要指标的测试。试验结果表明,SASOBIT温拌剂有利于SBS改性沥青的高温性能,不利于SBS改性沥青的低温性能。EWMA-1温拌剂是相反的。阻燃剂不利于温拌沥青的低温性能,但可以改善SBS改性沥青的阻燃性,而温拌剂可以显著降低SBS改性沥青的高温粘度,同时会在一定程度上抑制阻燃沥青的阻燃效果。     

阻燃沥青阻燃性能评价方法与阻燃效果分析

对目前常用的阻燃沥青燃烧性性能评价方法进行分析,采用极限氧指数法进行沥青的阻燃性能评价,并对四种阻燃剂的阻燃效果进行分析。     

纳米氢氧化镁复合阻燃聚烯烃材料的研究

研制了纳米氢氧化镁为主和十溴联苯醚、硅烷偶联剂复配阻燃剂与聚烯烃（PP、HDPE）的填充共混复合材料,实验研究了复配阻燃剂的用量对复合共混材料力学性能和阻燃性能的影响以及氯化聚乙烯共混材料的机械性能和阻燃性能。结果表明,复配阻燃剂含量增加对材料的拉伸强度有较明显的影响,填料在20份以内对材料的缺口冲击强度影响较小。复配阻燃剂显著提高了材料的阻燃性能,在含量为20PHR时,PP氧指数达到27,25PHR时HDPE氧指数达到27,垂直燃烧FV-1级,微量发烟。氯化聚乙烯和硅氧烷处理的纳米氢氧化镁的随着含量变化,阻燃性能和抗冲击性能有所改善。     

煤矿巷道沥青路面阻燃技术研究现状

针对煤矿巷道沥青路面火灾的危害,论述了巷道沥青阻燃的必要性,介绍了常见的阻燃剂类型和路用性能,分析了阻燃剂的阻燃机理和沥青混合料阻燃性能的测试方法,并结合大量试验和研究,指出阻燃剂的掺入可以达到推迟燃烧,阻止燃烧的目的。     

沥青复合阻燃抑烟剂的作用效果与协同机理

采用氢氧化铝、有机蒙脱土与可膨胀石墨复配阻燃抑烟剂,通过极限氧指数（LOI）法、烘箱恒温加热试验、热重分析、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜及X射线能谱分析了复合阻燃抑烟剂对沥青的作用效果与协同机理.结果表明：复配剂的加入起到明显的阻燃抑烟效果,含量为6%的复配剂可将沥青的LOI值提升至25.19%,单位沥青烟气释放量减少70%;复配剂拓宽了单一助燃剂的作用温度范围,在沥青燃烧过程中吸收热量,稀释可燃气体浓度,不仅能够提升沥青的热稳定性,还可形成复合阻隔层,起到协同阻燃抑烟作用.     

阻燃型自粘改性沥青防水卷材的研制

采用添加复合阻燃剂的方法制备了阻燃型自粘改性沥青防水卷材,并考察了其氧指数和物理性能。结果表明:阻燃剂对自粘改性沥青防水卷材的物理性能有一定的影响,但其阻燃性能却显著改善。     

温拌阻燃沥青混合料路用性能研究

在沥青中添加温拌剂与阻燃剂得到了符合国标的温拌阻燃沥青,并依此制备了沥青混合料试件,检验了温拌阻燃沥青混合料的马歇尔体积指标和路用性能。结果表明：选择优质的温拌剂与阻燃剂,采用合理的制备方法,可以得到符合国标的温拌阻燃沥青混合料。     

新型高效沥青阻燃剂的制备

为了制备低掺量高效沥青阻燃剂,以氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸铵为元素设计正交组合制备新型阻燃剂中间体,同时用钛酸酯偶联剂处理液对其进行表面活化得到新型高效沥青阻燃剂。在此基础上,研究不同组合的阻燃剂对改性沥青的针入度、软化点、延度、弹性恢复的影响,结合阻燃剂的吸油率,推荐新型沥青阻燃剂的制备配方。结果表明:沥青阻燃剂经钛酸酯表处理后,相容性会增强;沥青阻燃剂的添加对阻燃沥青低温延度的影响比较明显,而对针入度、软化点和弹性恢复的影响较小;推荐新型沥青阻燃剂的制备配方为氢氧化铝Al(OH)3、氢氧化镁(Mg(OH)2、聚磷酸铵(APP)比例为1:1:2.2制备的新型阻燃剂中间体,同时用乙醇作溶剂将钛酸酯偶联剂配制成10.0%的处理液对其进行表面活化。     

Effects of aging on the properties of modified asphalt binder with flame retardants

Effects of aging on the properties of asphalt binders modified by incorporating Styrene–Butadiene–Styrene (SBS) and flame retardants (FR) were studied. Asphalt binders were artificially aged in the rolling thin film oven (RTFOT) and Pressure Aging Vessel (PAV). The flame retardancy of modified asphalt binders were characterized using limited oxygen index (LOI), and the effects of aging on the properties of asphalt binders were studied using Brookfield viscometer test and dynamic shear rheometer test. Experimental results indicated that the flame retardancy of asphalt binder was increased after aging. But the increasing amount of LOI is low when the modified asphalt binder containing more flame retardants. The variation of the LOI, softening point, penetration, ductility and viscosity of asphalt binder decreased with flame retardant content increasing, meaning the flame retardants can improve the thermo-oxidative aging resistance of asphalt binder. Furthermore, the G^*/sin δ, stiffness and m-value of flame retardant modified asphalt binders display smaller changes after two different aging.     

Synergistic effects of hydroxy silicone oil on intumescent flame retardant polypropylene system

The effects of hydroxy silicone oil (HSO) as a synergistic agent on the flame retardancy of intumescent flame retardant polypropylene composites (IFR-PP) were studied, and the IFR system mainly consisted of the ammonium polyphosphate (APP) and pentaerythritol (PER). The UL-94 test, thermogravimetric analysis (TGA), cone calorimeter (CONE), digital photograph and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to evaluate the synergistic effects of hydroxy silicone oil. It has been found that the Polypropylene (PP) composite containing only APP and PER does not show good flame retardancy at 30% additive level. The cone calorimeter results show that the heat release rate, mass, total heat release, carbon monoxide and carbon dioxide of PP/APP/PER/HSO composites decrease in comparison with the PP/APP/PER ternary composite. The digital photographs demonstrated that HSO could promote to form the homogenous and compact intumescent char layer. Thus, a suitable amount of HSO plays a synergistic effect in the flame retardancy.     

氮-磷协同阻燃聚氨酯保温材料性能研究

为了提高硬质聚氨酯的阻燃性能,采用磷改性聚醚,并添加三聚氰胺(Melamine)和聚磷酸胺(APP),并对试件的燃烧行为和热性能进行了研究。结果表明:在含磷硬质聚氨酯保温隔热材料中等比例添加Melamine和APP,能形成氮-磷协同阻燃体系,材料的阻燃性能得到显著提高,其中氧指数达34.43%,水平燃烧等级达到FH-1,垂直燃烧等达FV-0。     

新型高效阻燃剂对沥青混合料体积指标的影响

采用内掺法与外掺法将自制的新型高效阻燃剂按照沥青质量的6%、9%、12%、15%、18%、21%添加到沥青混合料中,检测其毛体积密度、空隙率、流值、稳定度、VWA、VFA等体积指标,探讨阻燃剂添加方式及掺量对沥青混合料体积指标的影响。结果表明:阻燃剂的加入对沥青混合料体积指标影响较大;添加方式不同,对阻燃沥青混合料的各项指标影响不同;当阻燃剂添加量在10%以内时,采用外掺法较为合适;当添加量在10%~15%时,内掺法较为合适;当添加量在20%以上时由于其对沥青混合料体积指标影响较大,不建议使用如此高的添加量。     

Investigation of the properties of asphalt and its mixtures containing flame retardant modifier

The flame retardancy of asphalt binder was improved by adding flame retardants in previous research. The research was conducted to assess the performance of two kinds of flame resistant asphalt mixture compared with the control mixture in laboratory. Differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG) were employed to investigate the effect of aluminium hydroxide (ATH) on the thermal properties of asphalt binder. The mixture was designed using Superpave (Superior Performing Pavement) methods and related pavement performance was evaluated. The wheel-tracking was employed to research the dynamic plastic deformation performance. Experimental results illustrated that two kinds of flame resistant asphalt binders have better flame retardancy and all the pavement performances of two kinds of modified asphalt mixture can meet the Superpave design requirements. Therefore, it was feasible to prepare asphalt mixture with the excellent flame retardancy and pavement performance using ATH modified asphalt binders.