本發(fā)明涉及纖維材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種瀝青混凝土用高分散性高強(qiáng)高模PAN纖維及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚丙烯腈纖維(PAN纖維)在產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域發(fā)展迅猛，尤其高強(qiáng)高模PAN主要用于制備預(yù)氧絲、碳纖維及瀝青混凝土增強(qiáng)材料。德國拜耳、赫斯特、考陶爾公司等，尤其日本Toray公司，在高強(qiáng)高模PAN纖維制備技術(shù)上走在世界前列。

連云港中復(fù)神鷹是我國高強(qiáng)高模PAN纖維的技術(shù)引導(dǎo)者，其生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)先進(jìn)性均在國內(nèi)位列第一，其他研究機(jī)構(gòu)還有蘇恒神、威海拓展、蘭州藍(lán)星以及吉林江城等。

雖然國內(nèi)在PAN建筑應(yīng)用領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展，但其在高分散性方面仍有待提高。由于PAN短纖投入瀝青混凝土中極易團(tuán)聚，分散性差，纖維與瀝青界面相互作用力低，導(dǎo)致難以起到增強(qiáng)效果。本專利通過在高強(qiáng)高模PAN纖維表面包覆一層瀝青，旨在提供一種瀝青混凝土用高分散性高強(qiáng)高模PAN纖維及其制備方法，從而提高PAN纖維在瀝青混凝土中的分散性，同時起到增強(qiáng)瀝青混凝土的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種瀝青混凝土用高分散性PAN纖維及其制備方法，通過在高強(qiáng)高模PAN纖維表面包覆一層瀝青，能夠有效地提高PAN纖維在瀝青混凝土中的分散性，進(jìn)而使得添加PAN纖維后的瀝青混凝土的抗疲勞性、抗剝落性、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性等性能得到極大改善，防止瀝青路面過早產(chǎn)生車轍等損壞。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的瀝青混凝土用高分散性PAN纖維，包括PAN纖維和瀝青，所述瀝青包覆在所述PAN纖維表面。

進(jìn)一步的，在所述瀝青混凝土用高分散性PAN纖維中，所述PAN纖維的拉伸為700～1500MPa。

進(jìn)一步的，在所述瀝青混凝土用高分散性PAN纖維中，所述PAN纖維模量為10～30Gpa。

進(jìn)一步的，在所述瀝青混凝土用高分散性PAN纖維中，所述PAN纖維的直徑為8～15μm。

進(jìn)一步的，在所述的瀝青混凝土用高分散性PAN纖維中，所述瀝青采用的型號為50號、70號、90號或者110號瀝青。

進(jìn)一步的，在所述的瀝青混凝土用高分散性PAN纖維中，所述PAN纖維外層包覆的瀝青質(zhì)量占PAN纖維質(zhì)量的3～10％。

本發(fā)明還提出了一種瀝青混凝土用高分散性PAN纖維的制備方法，包括以下步驟：

(a)制備PAN紡絲溶液；

(b)對所述PAN紡絲溶液采用干噴濕紡制成PAN纖維；

(c)對步驟(b)獲得的PAN纖維表面進(jìn)行瀝青包覆處理。

進(jìn)一步的，在所述瀝青混凝土用高分散性PAN纖維的制備方法中，所述PAN纖維的拉伸強(qiáng)度為700～1500MPa，模量為10～30Gpa，直徑為8～15μm。

進(jìn)一步的，在所述瀝青混凝土用高分散性PAN纖維的制備方法中，在步驟(b)中所述PAN纖維的紡絲速度為100～400m/min。

進(jìn)一步的，在所述瀝青混凝土用高分散性PAN纖維的制備方法中，在步驟(c)中所述瀝青包覆前預(yù)加熱溫度為180～230℃。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：通過在高強(qiáng)高模PAN纖維表面包覆一層瀝青，能夠有效地提高PAN纖維在瀝青混凝土中的分散性，并使得添加包覆有瀝青的PAN纖維后的瀝青混凝土彎拉應(yīng)變和彎拉強(qiáng)度均提高30％以上，極大改善了瀝青混凝土的抗疲勞性、抗剝落性、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性等性能，從而防止瀝青路面過早產(chǎn)生車轍等損壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例高分散性PAN纖維中瀝青包覆處理工藝；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例高分散性PAN纖維的制備流程工藝。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合示意圖對本發(fā)明的瀝青混凝土用高分散性PAN纖維進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。

如圖1所示，本發(fā)明提出的瀝青混凝土用高分散性PAN纖維，包括PAN纖維1和瀝青2，所述瀝青2包覆在所述PAN纖維1表面。

具體的，在本實(shí)施例中，所述的PAN纖維1拉伸強(qiáng)度為700～1500MPa，模量為10～30Gpa，直徑為8～15μm，這種高強(qiáng)高模的PAN纖維的添加能夠有效改善瀝青混凝土的性能。

優(yōu)選的，在本實(shí)施例中，所述瀝青2采用的型號為50號、70號、90號或者110號瀝青，所述PAN纖維1外層包覆的瀝青2質(zhì)量占PAN纖維1質(zhì)量的3～10％。

本發(fā)明還提出了一種瀝青混凝土用高分散性PAN纖維的制備方法，包括以下步驟：

(a)制備PAN紡絲溶液；

(b)對所述PAN紡絲溶液采用干噴濕紡制成PAN纖維；

(c)對步驟(b)獲得的PAN纖維表面進(jìn)行瀝青包覆處理。

在本實(shí)施例中，所述PAN纖維的拉伸強(qiáng)度為700～1500MPa，模量為10～30Gpa，直徑為8～15μm，因此所述PAN纖維為高強(qiáng)高模PAN纖維。

步驟(b)所述PAN紡絲溶液的干噴濕紡制備PAN纖維的工藝流程如圖2所示，紡絲原液依次經(jīng)過干噴濕紡、凝固浴、多級水洗、熱水牽伸、上油、干燥致密化、蒸汽牽伸和卷繞原絲八個工藝單元，在本實(shí)施例中，通過對凝固浴的組成、濃度、溫度，熱水牽伸，蒸汽牽伸和干燥致密化的技術(shù)優(yōu)化調(diào)控，獲得所述高強(qiáng)高模PAN纖維。此外，本實(shí)施例中，所述高強(qiáng)高模PAN纖維還可以采用外界提供的PAN纖維成品。

優(yōu)選的，在本實(shí)施例中，在步驟(b)中所述PAN纖維1的紡絲速度為100～400m/min，在步驟(c)中所述瀝青2包覆前需預(yù)加熱至180～230℃。

具體的，在本實(shí)施例中，步驟(c)中的瀝青包覆處理工藝如圖1所示，首先使得紡絲獲得的所述高強(qiáng)高模PAN纖維1經(jīng)過導(dǎo)輥3，然后通過一裝有瀝青2的浴鍋，從而在PAN纖維1表面均勻涂覆瀝青2，進(jìn)而得到表面包覆有一層瀝青2的PAN纖維1，然后再次通過導(dǎo)輥3，經(jīng)冷卻切斷得到本專利所提出的瀝青混凝土用高分散性PAN纖維。

綜上，在本發(fā)明實(shí)施例提供的瀝青混凝土用高分散性PAN纖維中，通過在高強(qiáng)高模PAN纖維表面包覆一層瀝青，能夠有效地提高PAN纖維在瀝青中的分散性，并使得添加包覆有瀝青的PAN纖維后的瀝青混凝土彎拉應(yīng)變和彎拉強(qiáng)度均提高30％以上，極大改善了瀝青混凝土的抗疲勞性、抗剝落性、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性等性能，從而防止瀝青路面過早產(chǎn)生車轍等損壞。

上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不對本發(fā)明起到任何限制作用。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對本發(fā)明揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動，均屬未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。