[發(fā)明專利]包含瀝青修復(fù)劑具有石墨烯碳納米管涂層的聚偏二氟乙烯導(dǎo)電復(fù)合中空纖維及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911221373.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111058276A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇峻峰;秦殊剛;郭巖東;謝欣銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津圣工科技有限公司
• 主分類號(hào): D06M11/74
• 分類號(hào): D06M11/74;D01F6/48;D01F1/10;D01F1/08;D06M101/22
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 楊歡

本發(fā)明屬于瀝青領(lǐng)域，具體涉及一種包含瀝青修復(fù)劑具有石墨烯碳納米管涂層的聚偏二氟乙烯導(dǎo)電復(fù)合中空纖維及其制備方法。包括下述步驟：1)用干?濕法制備包含修復(fù)劑的聚偏二氟乙烯中空纖維；2)物理噴涂方法涂覆石墨烯碳納米管復(fù)合層。由于石墨烯與碳納米管的涂覆使包含瀝青修復(fù)劑的聚偏二氟乙烯中空纖維可以導(dǎo)電，將包含瀝青修復(fù)劑具有石墨烯碳納米管涂層的聚偏二氟乙烯導(dǎo)電復(fù)合中空纖維埋在瀝青路面中。當(dāng)包含瀝青修復(fù)劑具有石墨烯碳納米管涂層的聚偏二氟乙烯導(dǎo)電復(fù)合中空纖維的兩端被通電后產(chǎn)生熱量除去冰雪。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瀝青領(lǐng)域，具體涉及一種包含瀝青修復(fù)劑具有石墨烯碳納米管涂層的聚偏二氟乙烯導(dǎo)電復(fù)合中空纖維及其制備方法。

背景技術(shù)

道面積雪結(jié)冰是制約機(jī)場(chǎng)冬季運(yùn)營(yíng)安全的瓶頸，嚴(yán)重影響機(jī)場(chǎng)通航安全。目前，路面主動(dòng)除冰雪技術(shù)研究日益發(fā)展，為機(jī)場(chǎng)道面高效融冰化雪提供了技術(shù)儲(chǔ)備。傳統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)道面融冰化雪主要采用撒布融雪劑與機(jī)械清雪法等被動(dòng)除雪方式，其效率低，對(duì)道面耐久性及環(huán)境影響大，對(duì)于飛行安全與通行能力均要求嚴(yán)格的機(jī)場(chǎng)道面來(lái)說(shuō)，被動(dòng)融雪方式具有顯著的局限性。主動(dòng)除冰雪技術(shù)主要采用低冰點(diǎn)/相變材料等化學(xué)方式與利用電、熱等能量轉(zhuǎn)化方式進(jìn)行融雪。低冰點(diǎn)/相變類道面材料由于其相變潛熱低，易誘發(fā)道面“二次結(jié)冰”，威脅運(yùn)行安全；流體加熱路面系統(tǒng)與導(dǎo)電瀝青道面等能量轉(zhuǎn)化型除冰雪技術(shù)可持續(xù)蒸發(fā)路表雪水，使道面滿足飛行要求；與流體加熱融雪系統(tǒng)相比，導(dǎo)電瀝青道面兼具一定的自修復(fù)功能，但高昂的運(yùn)行成本是制約其推廣的關(guān)鍵。因此，結(jié)合現(xiàn)代材料科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，面向機(jī)場(chǎng)道面融冰化雪需求的低能耗高效導(dǎo)電瀝青混凝土的研究是現(xiàn)代機(jī)場(chǎng)亟待解決的問(wèn)題。

另一方面，機(jī)場(chǎng)道面在沖擊荷載和環(huán)境因素作用下發(fā)生的損傷尤其是表層損傷不僅影響道面使用壽命，更將危及飛行安全。因此，及時(shí)、有效地修復(fù)瀝青道面出現(xiàn)的微損傷，保證瀝青道面的運(yùn)行安全、提升道面耐久性意義重大。

綜上，瀝青道面冰雪與損傷是機(jī)場(chǎng)冬季通航安全與服役耐久面臨的核心問(wèn)題，而國(guó)內(nèi)外在道面主動(dòng)融雪-修復(fù)方面缺乏深入研究為解決上述問(wèn)題，將包覆瀝青修復(fù)劑的聚偏二氟乙烯中空纖維的表面再包覆一層石墨烯碳納米管的導(dǎo)電涂層使其具有一定的導(dǎo)電性能，將電熱石墨烯碳納米管/聚偏二氟乙烯中空纖維埋在瀝青路面中，使其既可以修復(fù)瀝青路面又可以除路面積雪。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種包含瀝青修復(fù)劑具有石墨烯碳納米管涂層的聚偏二氟乙烯導(dǎo)電復(fù)合中空纖維及其制備方法。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：

一種包含瀝青修復(fù)劑具有石墨烯碳納米管涂層的聚偏二氟乙烯導(dǎo)電復(fù)合中空纖維的制備方法，包括下述步驟：

1)用干-濕法制備包含修復(fù)劑的聚偏二氟乙烯中空纖維；

2)物理噴涂方法涂覆石墨烯碳納米管復(fù)合層。

步驟1)的具體步驟為：聚偏二氟乙烯加入到有機(jī)溶劑中形成鑄膜液；將鑄膜液放入紡絲機(jī)的儲(chǔ)藏罐中保持60攝氏度；修復(fù)劑被儲(chǔ)存在內(nèi)凝固浴儲(chǔ)藏罐中保持溫度為70攝氏度；鑄膜液和修復(fù)劑在噴絲頭被擠出進(jìn)入外凝固中至有機(jī)溶劑完全去除，得到包含修復(fù)劑的聚偏二氟乙烯中空纖維；將包含修復(fù)劑的中空纖維剪成厘米段，用熱封機(jī)將中空纖維小管兩端熱封，得到小段的包含修復(fù)劑的聚偏二氟乙烯中空纖維。

修復(fù)劑與聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比為：1：(1-3)。

步驟2)的具體步驟為：將石墨烯與碳納米管混合加入到蒸餾水中，超聲分散制成石墨烯碳納米管復(fù)合溶液；將步驟1)所制備包覆瀝青修復(fù)劑的聚偏二氟乙烯中空纖維置于70攝氏度的加熱臺(tái)上并使其旋轉(zhuǎn)；用噴槍通過(guò)氮?dú)鈱⑹┨技{米管復(fù)合溶液均勻得噴覆在包覆瀝青修復(fù)劑的聚偏二氟乙烯中空纖維表面，制成雙層壁材結(jié)構(gòu)的電熱石墨烯碳納米管/聚偏二氟乙烯中空纖維。

石墨烯與碳納米管的質(zhì)量比例為：1：(5-10)。