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。