[发明专利]一种活性炭纤维负载纳米复合阻燃剂及包覆方法

说明书

本发明目的是提供一种活性炭纤维负载纳米复合阻燃剂及包覆方法，属于阻燃剂技术领域，解决目前沥青路面阻燃剂掺量低、影响沥青常规使用性能、释放过程快、阻燃效果差的问题。本发明首先在超声波辅助分散条件下，将活性炭纤维加入到浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中，进行氧化处理；然后，稀释混酸溶液，将活性炭纤维放在微孔滤膜上，清洗活性炭纤维，烘箱中干燥；再将活性炭纤维加入到纳米复合阻燃剂离子盐溶液中，超声分散，加入氨水沉淀剂，在室温下继续搅拌，纳米复合阻燃剂沉积在活性炭纤维孔内和表面上；最后，干燥后加入到硅丙乳液中，在活性炭纤维表面形成包覆层，固定纳米复合阻燃剂粒子，提高沥青路面阻燃剂掺量，提高阻燃、抑烟效果。

技术领域

本发明是一种活性炭纤维负载纳米复合阻燃剂及包覆方法，属于沥青路面阻燃技术领域。

背景技术

近年来，我国交通基础设施建设呈现跨越式发展，公路隧道的修建也相应增多，但是，沥青可燃性是隧道沥青路面面临的一个重大安全问题，隧道发生火灾时，温度急剧上升，沥青路面参与燃烧，产生大量热和有毒烟气，且隧道由于其位置的特殊性、空间狭长的局限性，给被困人员逃生及火灾救援带来很大困难，导致重大人员伤亡和财产损失。

为了使沥青路面在充分发挥自身优点的同时也能达到隧道内特殊的路面环境的要求，即阻燃性要求，研究人员主要采取在沥青路面中掺加各种不同阻燃剂、抑烟剂的方法来减少或延缓隧道火灾过程沥青路面产生的热和有毒烟气，尽量减少沥青路面热分解并参与燃烧，提高隧道沥青路面火灾安全性。

然而，目前沥青路面阻燃措施主要是在沥青中直接掺加成分较单一的阻燃剂，协同阻燃效应较差，只能在沥青多阶段热分解过程的某个较窄温度区间起到阻燃作用，难以适应因沥青各组分热分解温度区间不同而导致的多阶段阻燃需求；考虑到对沥青或沥青混合料路用性能影响，阻燃剂掺量有限；为了提高分散性主要采用粒径较大的微米级阻燃剂，阻燃效果较差，导致掺加阻燃剂后的沥青混合料在高温环境下仍然会热分解、燃烧，产生大量热和有毒烟气，难以满足沥青路面多阶段、全过程阻燃要求。

可见，要减少隧道火灾时因沥青路面热分解而产生大量热和有毒烟气，提高隧道沥青路面火灾安全性，需要增加阻燃剂掺量，又不会对沥青路面常规路用性能产生负面影响。目前沥青路面阻燃研究虽然取得一定进展，但是沥青路面阻燃剂成分较单一、粒径较大、单级负载、直接掺加、缺乏协同阻燃，路面自熄性较差，还存在诸多科学问题需要进一步研究。

活性炭纤维(ACF)是继粉状、粒装活性炭之后于本世纪70年代发展起来的第三代新型功能吸附材料，活性炭纤维因为其良好的吸附、填充及稳定性，在阻燃剂载体方面有着很好的应用前景。活性炭纤维负载型的阻燃剂可大幅提高阻燃性，这样不但解决了常规阻燃剂比表面积小、阻燃活性低、释放过程快的难题，而且也消除了纯纳米级阻燃剂易团聚带来的问题。但是，目前没有涉及采用活性炭纤维负载纳米复合阻燃剂及包覆方法的研究，提高沥青路面中阻燃剂的添加量和阻燃、抑烟效果。本发明提出采用活性炭纤维负载纳米复合阻燃剂方法，并对活性炭纤维进行包覆，用作沥青路面的加筋材料，固定纳米复合阻燃剂，提高隧道沥青路面火灾安全性。

发明内容

(1)技术问题

本发明目的是提供一种采用活性炭纤维负载纳米复合阻燃剂及包覆方法，该方法采用活性炭纤维对纳米级复合阻燃剂进行负载并选用合适的包覆材料对其进行包覆，解决目前沥青路面阻燃剂掺量低、影响沥青路面常规使用性能、释放过程快、阻燃效果差的问题，提高阻燃剂对沥青热分解过程高效抑制作用。

(2)技术方案