CN112301539A - 一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法 - Google Patents

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朱文军
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Abstract

一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法，选用了耐温耐腐蚀性的多晶莫来石纤维为基体，利用机械搅拌器均匀搅拌，在表面活性剂聚丙烯酰胺的作用下均匀分散于水中，得到流动性良好的浆料。浆料倒入模具中自然成型后通过干燥即可得到轻质多孔的纤维基复合材料，所得的纤维制品具有优良的阻燃特性和耐腐蚀性。本发明为人工生态岛屿建设提供了潜在的一种新型路基材料，并通过无土培育实验证实了在此类材料上生长植被的可能性。

Description

一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法
技术领域
本发明属于人工生态海岛建设领域，主要涉及一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法。
背景技术
人工生态海岛是非自然形成的岛屿，是填海造地的一种，是利用海洋空间的方式之一，在解决滨海城市拥挤、交通和空气污染等问题方面具有极大的潜力，新建人工生态岛屿有很久的历史，但同时也是近几十年来一种新兴的海洋工程。
2018年10月23日，历时近十年建设的港珠澳大桥在广东珠海正式举行开通仪式，正式通车后被《卫报》称为“现代世界七大奇迹”之一。港珠澳大桥所有的口岸都离不开人工岛的建设，人工吹填海岛主要是通过填筑中粗砂形成，采用泡沫轻质土进行路基施工。泡沫轻质土路基材料具有轻质、整体性好等优点, 与传统路基材料相比，能有效预防吹填人工岛等软土路基发生过度沉降或不均匀沉降。然而，泡沫轻质土组成成分复杂，各类填料之间的比例、颗粒级配设计较为繁琐，而且为了达到良好的阻燃效果，通常需要添加阻燃剂作为额外填料。
无机纤维跟新型泡沫路基材料一样具有轻质、良好的易加工性及相容性好的优点，且其相关制品孔隙率高、阻燃性好，可防止火灾的发生。纤维制品表面用硅油进行疏水处理，可以“化身”为浮体材料，提供浮力，可以避免路基材料的过度沉降。另外，研究中在此材料中进行无土培育，植物得到正常生长，表明此类多孔材料具有成为新型生态岛屿路基材料的潜力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法，选用多晶莫来石纤维作为基体，聚丙烯酰胺为表面活性剂，通过自然沉降成型工艺，制备成疏松多孔、耐温耐腐蚀的阻燃型路基材料。其中，自然沉降成型工艺保证了材料优良的三维空间结构以及极低的体积密度（0.2g/cm3左右）。
一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法，其制备过程包括以下步骤：
（1）将多晶莫来石纤维溶解于水中并利用纤维粉碎机进行剪切，纤维与水质量比为1：30～1：50，剪切时间为4min～8min，得到长度为400μm～600μm且长径比为40：1～60：1的短切莫来石纤维；
（2）往步骤（1）得到的浆料中加入0.4wt%～0.6wt%的聚丙烯酰胺粉末（表面活性剂），在搅拌机中以1000r/min～1500r/min的转速分散1min～3min；
（3）将步骤（2）中得到的浆料从搅拌器上取下，倒入模具中，在重力作用下自然沉降成型，直至没有溶液从模具下方流出；
（4）将步骤(3)中成型后得到的坯体脱模，放置于80℃～100℃的鼓风干燥箱中干燥2h～4h，得到轻质多孔纤维基复合材料。
一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法，利用了多晶莫来石纤维本身的耐高温和耐腐蚀特性，保障了路基材料的绿色环保及的阻燃性能。通过自然沉降成型，形成了极为疏松的三维骨架结构，为植物的生长提供了有利的条件。整个制备工艺简便、易操作且可控性高。
附图说明
图1是为路基材料的三维骨架结构的扫描电镜图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于所述实施例。
实施例1：
一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法，其制备过程包括以下步骤：
（1）将多晶莫来石纤维溶解于水中并利用纤维粉碎机进行剪切，纤维与水质量比为1：30，剪切时间为4min，得到长度为600μm且长径比为60：1的短切莫来石纤维；
（2）往步骤（1）得到的浆料中加入0.6wt%的聚丙烯酰胺粉末（表面活性剂），以1500r/min的转速分散3min；
（3）将步骤（2）中得到的浆料从搅拌器上取下，倒入模具中，在重力作用下自然沉降成型；
（4）将步骤(3)中成型后得到的坯体脱模，放置于80℃的鼓风干燥箱中干燥4h，得到轻质多孔纤维基复合材料。
实施例2：
一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法，其制备过程包括以下步骤：
（1）将多晶莫来石纤维溶解于水中并利用纤维粉碎机进行剪切，纤维与水质量比为1：50，剪切时间为8min，得到长度为400μm且长径比为40：1的短切莫来石纤维；
（2）往步骤（1）得到的浆料中加入0.4wt%的聚丙烯酰胺粉末（表面活性剂），以1000r/min的转速分散1min；
（3）将步骤（2）中得到的浆料从搅拌器上取下，倒入模具中，在重力作用下自然沉降成型；
（4）将步骤(3)中成型后得到的坯体脱模，放置于100℃的鼓风干燥箱中干燥2h，得到轻质多孔纤维基复合材料。
实施例3：
一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法，其制备过程包括以下步骤：
（1）将多晶莫来石纤维溶解于水中并利用纤维粉碎机进行剪切，纤维与水质量比为1：40，剪切时间6min，得到长度为500μm且长径比为50：1的短切莫来石纤维；
（2）往步骤（1）得到的浆料中加入0.5wt%的聚丙烯酰胺粉末（表面活性剂），以1250r/min的转速分散2min；
（3）将步骤（2）中得到的浆料从搅拌器上取下，倒入模具中，在重力作用下自然沉降成型；
（4）将步骤(3)中成型后得到的坯体脱模，放置于90℃的鼓风干燥箱中干燥3h，得到轻质多孔纤维基复合材料。

Claims (1)

1.一种轻质阻燃型生态海岛路基材料的制备方法，其特征在于：制备过程包括以下步骤：
（1）将多晶莫来石纤维溶解于水中并利用纤维粉碎机进行剪切，纤维与水质量比为1：30～1：50，剪切时间为4min～8min，得到长度为400μm～600μm且长径比为40：1～60：1的短切莫来石纤维；
（2）往步骤（1）得到的浆料中加入0.4wt%～0.6wt%的表面活性剂聚丙烯酰胺粉末，在搅拌机中以1000r/min～1500r/min的转速分散1min～3min；
（3）将步骤（2）中得到的浆料从搅拌器上取下，倒入模具中，在重力作用下自然沉降成型，直至没有溶液从模具下方流出；
（4）将步骤(3)中成型后得到的坯体脱模，放置于80℃～100℃的鼓风干燥箱中干燥2h～4h，得到轻质多孔纤维基复合材料。
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US20100113238A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-06 Osamu Horiuchi Base material for disk, process for producing the same, and disk roll
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Non-Patent Citations (1)

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Title
任海涛等: "具有三维网络结构的莫来石纤维多孔隔热材料的制备及性能研究", 《航空科学技术》 *

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