一种抑烟、阻燃型微胶囊及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于道路工程材料技术领域，具体涉及一种抑烟、阻燃型微胶囊及其制备方法与应用。该抑烟、阻燃型微胶囊包括芯材，包裹芯材的第一壁材和包裹第一壁材的第二壁材；所述芯材为羟基锡酸锌，所述第一壁材为二氧化硅，所述第二壁材为氢氧化镁。该抑烟、阻燃型微胶囊应用于隧道沥青混合料中，既能够减少隧道沥青路面施工过程中烟气的排放，又能够起到阻燃作用，同时保障路面的路用耐久性，并且制备简单，使用方便，对于提高和保障隧道沥青路面的施工安全、环境效益及运营安全具有重要意义。环境效益及运营安全具有重要意义。环境效益及运营安全具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种抑烟、阻燃型微胶囊及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于道路工程材料
，具体涉及一种抑烟、阻燃型微胶囊及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]近年来随着公路网建设的日益完善，隧道工程因其在改善公路技术状态、缩短运行距离、提高运行能力等方面发挥着重要作用，逐渐成为山区道路基础设施建设中的重要技术工程。
[0003]已有大量研究与实践经验表明：隧道内沥青混凝土铺面施工时温度较高，会排放出大量的沥青烟(主要包括挥发性有机化合物、气溶胶、颗粒物等)，不仅影响隧道内的路面施工环境与人员健康，还会对施工机械性能和施工质量造成负面影响；同时当隧道内发生意外火灾时，沥青路面材料因其可燃性，会发生热分解产生大量的热流和有毒烟雾，给隧道内被困人员逃生和火灾救援工作带来诸多困难，从而导致更大的经济损失和人员伤亡。实现隧道路面沥青铺面材料的低碳抑烟与阻燃对保障隧道工程的安全施工、平稳运营有重要的作用。
[0004]因此，提出一种面向隧道沥青路面铺装的兼顾抑烟、阻燃功能的新材料意义重大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服隧道沥青铺面材料施工过程中的烟气排放问题及沥青路面材料可燃性问题，提供了一种面向隧道沥青路面铺装的兼顾抑烟、阻燃功能的微胶囊及其制备方法与应用，该微胶囊材料既能够减少隧道沥青路面施工过程中烟气的排放，又能够起到阻燃作用，同时保障路面的路用耐久性，并且制备简单，使用方便。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一种抑烟、阻燃型微胶囊，包括芯材，包裹芯材的第一壁材和包裹第一壁材的第二壁材；
[0008]所述芯材为羟基锡酸锌，所述第一壁材为二氧化硅，所述第二壁材为氢氧化镁。
[0009]本专利技术的抑烟、阻燃型微胶囊采用单核双壁的结构，将其应用于沥青混合料中，第二壁材采用的氢氧化镁，在沥青混合料施工过程中得到释放，起到很好的抑制烟气排放的作用，第一壁材采用性能稳定的二氧化硅，当沥青路面发生燃烧后，第一壁材会在路面燃烧过程中逐渐剥落，释放出内芯，内芯采用的羟基锡酸锌，则起到了很好的阻止沥青路面燃烧的作用。该抑烟、阻燃型微胶囊同时满足了隧道沥青路面铺装的“低碳抑烟性”和“阻燃安全性”两大关键功能需求，对于提高和保障隧道沥青路面的施工安全、环境效益及运营安全具有重要意义。
[0010]本专利技术还提供一种上述抑烟、阻燃型微胶囊的制备方法，包括：
[0011]1)将硅酸乙酯与有机溶剂混合，搅拌得到第一混合液；
[0012]2)将羟基锡酸锌加入到所述第一混合液中，搅拌得到第二混合液；
[0013]3)调节所述第二混合液的温度为60～80℃，然后将氢氧化铵和第一蒸馏水加入到所述第二混合液中，静置冷却一定时间后，得到单壁材微胶囊；
[0014]4)将所述单壁材微胶囊与第二蒸馏水混合，在60～80℃下搅拌得到第三混合液；
[0015]5)将镁盐的水溶液加入到所述第三混合液中，混合均匀后滴入碱液调节pH为10～11，静置冷却一定时间后，得到抑烟、阻燃型微胶囊。
[0016]作为优选，以所述羟基锡酸锌的用量为1g计，
[0017]所述硅酸乙酯的用量为1.4～1.6g；
[0018]所述有机溶剂为乙醇，所述乙醇的用量为30～50mL；
[0019]所述氢氧化铵的用量为0.3～0.5g；
[0020]所述第一蒸馏水的用量为1～3mL；
[0021]和/或，
[0022]以所述单壁材微胶囊的用量为1g计，
[0023]所述第二蒸馏水的用量为4～6mL；
[0024]所述镁盐的水溶液的用量为4～6mL，所述镁盐的水溶液的浓度为0.5～1.5mol/L。
[0025]作为优选，步骤2)中，所述搅拌的速度为180～200r/min。本专利技术发现，步骤2)中搅拌速度快慢会对结果产生较大影响，控制搅拌速度在上述范围内，可以使得芯材分散更加均匀，所得微胶囊的包埋率更高，抑烟、阻燃效果更好。
[0026]本专利技术实验发现，上述制备方法中应严格控制原料用量、搅拌速率、搅拌温度与pH，以达到可以成功制备出抑烟、阻燃型微胶囊的目的，同时包埋率高。
[0027]作为优选，步骤3)中，所述静置冷却的时间为10～14h；
[0028]和/或，步骤5)中，所述静置冷却的时间为10～14h。实验发现，在上述静置冷却时间下，所得产物的包埋率最高。
[0029]作为优选，步骤5)中，所述碱液为氨水。
[0030]本专利技术还提供上述的抑烟、阻燃型微胶囊，或上述制备方法制备得到的抑烟、阻燃型微胶囊在沥青路面中的应用，尤其是在隧道沥青路面中的应用。
[0031]本专利技术还提供一种沥青混合料，包括沥青和集料，还包括上述的抑烟、阻燃型微胶囊，或上述制备方法制备得到的抑烟、阻燃型微胶囊；
[0032]以所述沥青的质量计，所述抑烟、阻燃型微胶囊含量为2～10％。
[0033]本专利技术还提供一种上述的沥青混合料的制备方法，包括：
[0034]将沥青和集料拌合均匀；
[0035]进一步加入所述抑烟、阻燃型微胶囊，拌合均匀后即得。
[0036]本专利技术为了克服隧道内沥青路面铺装过程中烟气浓度较高，且沥青材料自身易燃的缺点，从源头降低隧道路面铺装过程中的烟气释放量，极大程度上阻止沥青路面的燃烧，而提出的一种面向隧道沥青路面铺装的兼顾抑烟、阻燃功能的双壁微胶囊及其制备方法与应用，与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少在于：
[0037]本专利技术提供的抑烟、阻燃型微胶囊，采用单核双壁的结构，外壳物质在施工过程中得到释放，起到抑制烟气排放的功能，内壳在路面燃烧过程中逐渐剥落，释放出内芯阻燃剂，阻止沥青路面的燃烧，同时满足了隧道沥青路面铺装的“低碳抑烟性”和“阻燃安全性”两大关键功能需求，对于提高和保障隧道沥青路面的施工安全、环境效益及运营安全具有
重要意义。
附图说明
[0038]图1是实施例1制备的微胶囊的结构图；其中，1
‑
芯材，2
‑
第一壁材，3
‑
第二壁材。
具体实施方式
[0039]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所做的修改或替换，均属于本专利技术的范围。
[0040]实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所有试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
[0041]实施例1
[0042]实施例1提供一种抑烟、阻燃型微胶囊，如图1所示，包括芯材1，包裹芯材1的第一壁材2和包裹第一壁材2的第二壁材3；
[0043]所述芯材1为羟基锡酸锌，所述第一壁材2为二氧化硅，所述第二壁材3为氢氧化镁。
[0044]该抑烟、阻燃型微胶囊的制备方法，包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑烟、阻燃型微胶囊，其特征在于，包括芯材，包裹芯材的第一壁材和包裹第一壁材的第二壁材；所述芯材为羟基锡酸锌，所述第一壁材为二氧化硅，所述第二壁材为氢氧化镁。2.一种权利要求1所述的抑烟、阻燃型微胶囊的制备方法，其特征在于，包括：1)将硅酸乙酯与有机溶剂混合，搅拌得到第一混合液；2)将羟基锡酸锌加入到所述第一混合液中，搅拌得到第二混合液；3)调节所述第二混合液的温度为60～80℃，然后将氢氧化铵和第一蒸馏水加入到所述第二混合液中，静置冷却一定时间后，得到单壁材微胶囊；4)将所述单壁材微胶囊与第二蒸馏水混合，在60～80℃下搅拌得到第三混合液；5)将镁盐的水溶液加入到所述第三混合液中，混合均匀后滴入碱液调节pH为10～11，静置冷却一定时间后，得到抑烟、阻燃型微胶囊。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，以所述羟基锡酸锌的用量为1g计，所述硅酸乙酯的用量为1.4～1.6g；所述有机溶剂为乙醇，所述乙醇的用量为30～50mL；所述氢氧化铵的用量为0.3～0.5g；所述第一蒸馏水的用量为1～3mL；和/或，以所述单壁材微胶囊的用量为1g计，所述第二蒸馏水的用量为4～6mL；所述镁盐的水溶液的用量为4～6mL，所述镁盐的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王豹虎，梁伟民，刘彦瑞，张强，任冬，李威翰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：