一种寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料及应用和其施工方法

1.一种寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料，其特征在于，按质量份数计，原料包括：聚乙烯60-80份，纳米级氢氧化铝3-5份，聚丙烯6-8份，阻燃剂15-25份，发泡母料20-30份，硅烷偶联剂5-8份；所述阻燃剂的制备方法包括如下步骤：A、将5g-5.5g的4,4'-磺酰基二苯酚与4g-4.5g的三乙胺溶解在230mL-260mL的四氢呋喃中，作为反应物a，接着将2g-2.5g六氯环三磷腈溶解在90mL-110mL四氢呋喃中，作为反应物b；反应物b逐滴加入反应物a中，滴加时间为1-1.5小时，得到混合体系，然后将混合体系进行超声条件下的搅拌处理，温度控制在40℃；反应结束后，经过过滤、洗涤和干燥，得到管状聚磷腈；B、将480mg-510mg的管状聚磷腈分散在140ml-160mL质量分数为0.9-1.1wt%的木质素磺酸钠水溶液内，室温下超声处理，然后离心，过滤，洗涤，得到木质素磺酸钠包覆的聚磷腈纳米管；将480mg-510mg木质素磺酸钠包覆的聚磷腈纳米管分散在140ml-160mL质量分数为0.4-0.6wt%的十六烷基三甲基氯化铵水溶液中，室温下超声处理，然后离心，过滤，洗涤，得到阻燃剂。 2.根据权利要求1所述的一种寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料，其特征在于，所述步骤A超声条件为40Hz、240W，搅拌条件为180rpm；步骤B超声条件为40Hz、240W。 3.根据权利要求1所述的一种寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料，其特征在于，所述步骤A洗涤分别采用去离子水和无水乙醇洗涤三次；步骤A干燥为在65℃下真空干燥24小时；步骤B洗涤采用去离子水洗涤。 4.根据权利要求1所述的一种寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料，其特征在于，按质量份数计，所述发泡母料包括：发泡剂25-30份，聚丙烯45-50份和抗氧剂4-8份；所述发泡剂为质量比1：2-5的偶氮二甲酰胺和尿素。 5.根据权利要求1所述的一种寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料，其特征在于，所述聚乙烯的熔融指数为7-10g/10min，聚丙烯的熔融指数为5-8g/min。 6.根据权利要求1所述的一种寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为武大有机硅股份有限公司的WD21和/或WD70。 7.一种寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1或2或3或4或5或6所述的原料按比例混合加入挤出机料斗，通过挤出机熔融挤出，熔融挤出温度170℃-190℃，挤成片材，在70-90℃水中浸渍，得到发泡聚烯烃保温材料。 8.一种如权利要求1所述的寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料的应用，其特征在于，用于构建隧道结构；所述隧道结构由外到内依次是由隧道岩壁、初支喷射混凝土层、土工布层、复合防水板聚烯烃泡棉层以及二次衬砌混凝土层组成；所述复合防水板聚烯烃泡棉层包括防水板层和发泡聚烯烃保温材料层，防水板层一侧与发泡聚烯烃保温材料层高温复合而成复合防水板聚烯烃泡棉层；发泡聚烯烃保温材料层采用如权利要求1所述的寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料。 9.根据权利要求8所述的一种寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料的应用，其特征在于，所述隧道结构中初支喷射混凝土层厚度为100-280毫米；防水板层厚度为1-1.5毫米；发泡聚烯烃保温材料层厚度为40-60毫米；二次衬砌混凝土层厚度为400-600毫米。 10.根据权利要求8所述的一种寒区隧道用发泡聚烯烃保温材料的应用，其特征在于，所述隧道结构的施工方法包括如下步骤：在隧道岩壁上设格栅钢架，喷射混凝土，使格栅钢架埋设在喷射混凝土内，格栅钢架与混凝土形成整体，形成初支喷射混凝土层；将土工布通过钢钉以穿接方式固定于初支喷射混凝土层，形成土工布层；相邻土工布层之间搭接，搭接处通过热风枪高温热熔粘接；将复合防水板聚烯烃泡棉粘在土工布表面，形成复合防水板聚烯烃泡棉层；复合防水板聚烯烃泡棉通过热熔胶连接有若干条自粘带，复合防水板聚烯烃泡棉层通过防水板层上的若干条自粘带与土工布层粘接，并通过膨胀螺钉固定粘结处；相邻复合防水板聚烯烃泡棉层之间采用防水胶带粘接；在复合防水板聚烯烃泡棉层表面进行衬砌混凝土浇筑，形成二次衬砌混凝土层。