一种玄武岩纤维沥青及其制备方法

摘要

本发明涉及一种玄武岩纤维沥青及其制备方法；制备所述玄武岩纤维沥青的原料如下：玄武岩短切纤维、沥青、45‑60%氢氧化钠溶液；其中玄武岩短切纤维与沥青的质量比为1‑2:100；45‑60%氢氧化钠溶液用量以玄武岩短切纤维放入后能够浸没为准；所述玄武岩短切纤维为表面40‑60%被环氧树脂涂层覆盖的纤维；本发明得到的玄武岩纤维沥青用于公路建设，与常规纤维与骨料或矿料拌匀后再与沥青湿拌得到的沥青混合料，纤维分布更加均匀；以玄武岩纤维沥青整体作为连续相，比采用沥青作为连续相，得到的沥青路面各方面性能均有所改善。

权利要求

1.一种玄武岩纤维沥青，其特征在于，制备所述玄武岩纤维沥青的原料如下：玄武岩短切纤维、沥青、45-60%氢氧化钠溶液；

其中玄武岩短切纤维与沥青的质量比为1-2:100；

45-60%氢氧化钠溶液用量以玄武岩短切纤维放入后能够浸没为准；

所述玄武岩短切纤维为表面40-60%被环氧树脂涂层覆盖的纤维。

2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维沥青，其特征在于：所述玄武岩短切纤维为长度3-4mm与7-9mm的纤维按质量比5:1-2的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种玄武岩纤维沥青，其特征在于：所述玄武岩短切纤维与沥青的质量比为1-1.5:100。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种玄武岩纤维沥青的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1）在玄武岩纤维通过拉丝漏板后，在玄武岩纤维温度700-850℃范围对纤维表面进行喷涂，形成不连续的涂层，涂层的覆盖面积为玄武岩短切纤维表面积的40-60%；

2）将得到的玄武岩纤维制成玄武岩短切纤维；

3）将玄武岩短切纤维浸没在所述45-60%氢氧化钠溶液中，在50-60℃条件下保温处理

30-40min；

4）步骤3）处理后的玄武岩短切纤维清水洗涤、烘干；

5）将烘干后的玄武岩短切纤维与沥青按比例混合均匀，得到玄武岩纤维沥青。

5.根据权利要求4所述的方法制备的玄武岩纤维沥青在建设沥青公路中的应用。

6.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维沥青，其特征在于：所述玄武岩纤维沥青性能指标为5℃延度≥235cm/min，25℃弹性恢复≥100%，针入度25℃（100g，5s，0.1mm）为44-47，

135℃运动粘度≤1Pa.s，渗水系数为0（mL/min）。

说明书

一种玄武岩纤维沥青及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种玄武岩纤维沥青及其制备方法。

背景技术

[0002] 由于沥青路面平稳、舒适、噪音低等优点，它被广泛的应用于高速公路的建设当中。然而，随着轴载和车流量的不断增加，沥青路面的早期损坏越来越严重，因此，应该通过一些方法调整沥青混凝土来提高路用性能。在这些沥青混凝土的改性剂中，纤维因其良好的改善作用及其结构简单、成本低的优点已经获得越来越多的关注。各种类型的纤维改性剂(如甲基纤维素和聚酯)的制作和改善效果的机制已经得到深入的研究，并且一些研究已获得了一些成果。在甲基纤维和聚酯纤维之后，作为一种新型的沥青混凝土添加剂和稳定剂，玄武岩纤维因其显著的技术特性得到了广泛的关注。玄武岩纤维不仅弥补了有机纤维强度低、弹性模量小和不耐高温的缺陷，而且也克服了矿物纤维污染环境的缺点，如石棉纤维。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提高玄武岩纤维与沥青的相容性，以低掺量达到高性能。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

[0005] 一种玄武岩纤维沥青，采用的原料如下：玄武岩短切纤维、沥青、45-60％氢氧化钠溶液；

[0006] 其中玄武岩短切纤维与沥青的质量比为1-2∶100；

[0007] 45-60％氢氧化钠溶液用量以玄武岩短切纤维放入后能够浸没为准；

[0008] 所述所述玄武岩短切纤维为表面40-60％被环氧树脂涂层覆盖的纤维。

[0009] 优选的，所述玄武岩短切纤维为长度3-4mm与7-9mm的纤维按质量比5∶1-2的混合物。

[0010] 优选的，所述玄武岩短切纤维与沥青的质量比为1-1.5∶100。

[0011] 本发明还涉及所述玄武岩纤维沥青的制备方法，具体包括如下步骤：

[0012] 1)在玄武岩纤维通过拉丝漏板后，在玄武岩纤维温度700-850℃范围对纤维表面进行喷涂，形成不连续的涂层，涂层的覆盖面积为玄武岩短切纤维表面积的40-60％；

[0013] 2)将得到的玄武岩纤维制成玄武岩短切纤维；

[0014] 3)将玄武岩短切纤维浸没在所述45-60％氢氧化钠溶液中，在50-60℃条件下保温处理30-40min；

[0015] 4)步骤3)处理后的玄武岩短切纤维清水洗涤、烘干；

[0016] 5)将烘干后的玄武岩短切纤维与沥青按比例混合均匀，得到玄武岩纤维沥青。

[0017] 所述玄武岩纤维沥青性能指标为5℃延度≥235cm/min，25℃弹性恢复≥100％，针入度25℃(100g，5s，0.1mm)为44-47，135℃运动粘度≤1Pa.s，渗水系数为0(mL/min)。

[0018] 本发明方法中未涉及的技术，如玄武岩纤维的成型过程、纤维与沥青的混合等，均为常规技术。本发明的特点在于对玄武岩纤维进行部分涂层处理和预腐蚀处理，以增强短切纤维与沥青的相容性和两相成分的结合强度。

[0019] 按照本发明的方法制备的玄武岩纤维沥青，其表面形成的不连续的环氧树脂涂层是在纤维高温条件下喷涂的，利用纤维自身的高温完成环氧树脂粉末到涂层的变化，比环氧树脂粉末在常规140℃条件下形成的涂层结合强度更高；并且因为纤维降温较快，环氧树脂在高温下停留的时间短暂，不会影响环氧树脂涂层的性能。环氧树脂涂层的存在可以增强短切纤维与沥青的相容性。另外，环氧树脂涂层并非连续的，而是不规则的不连续的涂层，其余裸露的纤维表面，在氢氧化钠溶液的腐蚀作用下，变得更加粗糙，也能够增强与沥青的结合强度。并且两种形式的结合是间杂的，使得结合强度进一步提升。

[0020] 同时不同长度范围的短切纤维的混合使用，使得短切纤维的分布无序化程度更高，对产品的抗拉强度的提高和增韧效果更加明显。

[0021] 本发明得到的玄武岩纤维沥青用于公路建设，与常规纤维与骨料或矿料拌匀后再与沥青湿拌得到的沥青混合料，纤维分布更加均匀。以玄武岩纤维沥青整体作为连续相，比采用沥青作为连续相，得到的沥青路面各方面性能均有所改善。

具体实施方式

[0022] 以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

[0023] 实施例1

[0024] 一种玄武岩纤维沥青的制备方法，具体包括如下步骤：

[0025] 1)在玄武岩纤维通过拉丝漏板后，在玄武岩纤维温度700-850℃范围对纤维表面进行喷涂，形成不连续的涂层，涂层的覆盖面积为玄武岩短切纤维表面积的40-60％；

[0026] 2)将得到的玄武岩纤维制成玄武岩短切纤维；

[0027] 3)将玄武岩短切纤维浸没在所述45-60％氢氧化钠溶液中，在50-60℃条件下保温处理38min；

[0028] 4)步骤3)处理后的玄武岩短切纤维清水洗涤、烘干；

[0029] 5)将烘干后的玄武岩短切纤维与沥青按质量比1∶100混合均匀，得到玄武岩纤维沥青。

[0030] 实施例2

[0031] 一种玄武岩纤维沥青的制备方法，具体包括如下步骤：

[0032] 1)在玄武岩纤维通过拉丝漏板后，在玄武岩纤维温度700-850℃范围对纤维表面进行喷涂，形成不连续的涂层，涂层的覆盖面积为玄武岩短切纤维表面积的40-60％；

[0033] 2)将得到的玄武岩纤维制成玄武岩短切纤维；

[0034] 3)将玄武岩短切纤维浸没在所述45-60％氢氧化钠溶液中，在50-60℃条件下保温处理34min；

[0035] 4)步骤3)处理后的玄武岩短切纤维清水洗涤、烘干；

[0036] 5)将烘干后的玄武岩短切纤维与沥青按质量比1.5∶100混合均匀，得到玄武岩纤维沥青。

[0037] 实施例3

[0038] 一种玄武岩纤维沥青的制备方法，具体包括如下步骤：

[0039] 1)在玄武岩纤维通过拉丝漏板后，在玄武岩纤维温度700-850℃范围对纤维表面进行喷涂，形成不连续的涂层，涂层的覆盖面积为玄武岩短切纤维表面积的40-60％；

[0040] 2)将得到的玄武岩纤维制成玄武岩短切纤维；

[0041] 3)将玄武岩短切纤维浸没在所述45-60％氢氧化钠溶液中，在50-60℃条件下保温处理32min；

[0042] 4)步骤3)处理后的玄武岩短切纤维清水洗涤、烘干；

[0043] 5)将烘干后的玄武岩短切纤维与沥青按质量比1.3∶100混合均匀，得到玄武岩纤维沥青。

[0044] 实施例4

[0045] 一种玄武岩纤维沥青的制备方法，具体包括如下步骤：

[0046] 1)在玄武岩纤维通过拉丝漏板后，在玄武岩纤维温度700-850℃范围对纤维表面进行喷涂，形成不连续的涂层，涂层的覆盖面积为玄武岩短切纤维表面积的40-60％；

[0047] 2)将得到的玄武岩纤维制成玄武岩短切纤维；

[0048] 3)将玄武岩短切纤维浸没在所述45-60％氢氧化钠溶液中，在50-60℃条件下保温处理36min；

[0049] 4)步骤3)处理后的玄武岩短切纤维清水洗涤、烘干；

[0050] 5)将烘干后的玄武岩短切纤维与沥青按质量比1.2∶100混合均匀，得到玄武岩纤维沥青。

[0051] 实施例5

[0052] 一种玄武岩纤维沥青的制备方法，具体包括如下步骤：

[0053] 1)在玄武岩纤维通过拉丝漏板后，在玄武岩纤维温度700-850℃范围对纤维表面进行喷涂，形成不连续的涂层，涂层的覆盖面积为玄武岩短切纤维表面积的40-60％；

[0054] 2)将得到的玄武岩纤维制成玄武岩短切纤维；所述玄武岩短切纤维为长度3-4mm与7-9mm的纤维按质量比5∶1-2的混合物

[0055] 3)将玄武岩短切纤维浸没在所述45-60％氢氧化钠溶液中，在50-60℃条件下保温处理40min；

[0056] 4)步骤3)处理后的玄武岩短切纤维清水洗涤、烘干；

[0057] 5)将烘干后的玄武岩短切纤维与沥青按质量比1.4∶100混合均匀，得到玄武岩纤维沥青。

[0058] 实施例6

[0059] 一种玄武岩纤维沥青的制备方法，具体包括如下步骤：

[0060] 1)在玄武岩纤维通过拉丝漏板后，在玄武岩纤维温度700-850℃范围对纤维表面进行喷涂，形成不连续的涂层，涂层的覆盖面积为玄武岩短切纤维表面积的40-60％；

[0061] 2)将得到的玄武岩纤维制成玄武岩短切纤维；所述玄武岩短切纤维为长度3-4mm与7-9mm的纤维按质量比5∶1-2的混合物

[0062] 3)将玄武岩短切纤维浸没在所述45-60％氢氧化钠溶液中，在50-60℃条件下保温处理35min；

[0063] 4)步骤3)处理后的玄武岩短切纤维清水洗涤、烘干；

[0064] 5)将烘干后的玄武岩短切纤维与沥青按质量比1.8∶100混合均匀，得到玄武岩纤维沥青。

[0065] 实施例7

[0066] 一种玄武岩纤维沥青的制备方法，具体包括如下步骤：

[0067] 1)在玄武岩纤维通过拉丝漏板后，在玄武岩纤维温度700-850℃范围对纤维表面进行喷涂，形成不连续的涂层，涂层的覆盖面积为玄武岩短切纤维表面积的40-60％；

[0068] 2)将得到的玄武岩纤维制成玄武岩短切纤维；所述玄武岩短切纤维为长度3-4mm与7-9mm的纤维按质量比5∶1-2的混合物

[0069] 3)将玄武岩短切纤维浸没在所述45-60％氢氧化钠溶液中，在50-60℃条件下保温处理30min；

[0070] 4)步骤3)处理后的玄武岩短切纤维清水洗涤、烘干；

[0071] 5)将烘干后的玄武岩短切纤维与沥青按质量比1.7∶100混合均匀，得到玄武岩纤维沥青。

[0072] 表1实施例1-7得到的玄武岩纤维沥青性能指标

[0073]

[0074] 本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化，都应认为是包括在权利要求书的范围内。