[發明專利]瀝青裂縫自修復微膠囊及其制備方法

在審

• 申請號: 201710183739.4
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106732222A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 蘇峻峰;蘇瀟楠;秦殊剛;王英園;韓珊;張小龍
• 申請（專利權）人: 天津雙君智材科技發展有限公司
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;C08L95/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司12107
• 代理人: 閆俊芬

技術領域

本發明屬于道路修復領域，具體涉及一種瀝青裂縫自修復微膠囊及其制備方法。

背景技術

道路瀝青是一種自修復材料，具有自我修復或自我愈合的能力。瀝青道路長時間受環境因素影響容易老化，如受到陽光照射，雨水沖刷及溫度變化等，這使得在服役過程中瀝青路面會產生車轍、裂縫、松散、坑槽等病害，尤其是在現代交通重載、大流量與渠道化的背景下問題尤甚，及時的維修養護十分重要。目前，道路的維護方法均為“被動”方式維護，維護成本高，維護效果差。由于瀝青成分中老化的是軟瀝青的部分，采用外援材料如瀝青再生劑可補充瀝青質小分子，從而改變瀝青的老化程度。但研究表明，再生劑從瀝青混凝土表面向下的滲透深度一般不超過2cm；且修復劑的使用往往導致路面的摩擦系數下降，同時附帶嚴重的環境污染問題。

為解決以上問題，研究表明可以利用微膠囊技術來提高瀝青的自修復能力。將包覆修復劑的微膠囊摻加到瀝青混凝土中，當因瀝青老化使得混凝土中出現裂紋時，由于尖端應力的作用，微膠囊的殼層破裂釋放出瀝青再生劑從而達到修復裂紋、使老化瀝青再生的效果。在微膠囊的芯殼結構中，通常可采用脲醛樹脂或蜜胺樹脂作為壁材材料包裹芯材。但此兩種樹脂在包裹再生劑形成微膠囊后，并不能在滿足在膠囊尺寸合適的情況下同時可以保持微膠囊的破裂強度和熱穩定性。

有研究表明使用甲醚化三聚氰胺-甲醛樹脂作為壁材材料，采用兩步凝聚法形成雙層外殼以便使得微膠囊有不可滲透性，同時微膠囊的各項性能、穩定性都有優越性。但由于微膠囊與瀝青混合時采用的的是熱熔法，即微膠囊與熔融態瀝青攪拌混合，要求微膠囊在瀝青熔點160-180℃時仍表現出良好的熱穩定性，不會破裂；同時在形成瀝青混凝土旋轉壓實時，不會因為壓力的作用使得材料內部發生擠壓，而微膠囊破裂釋放再生劑。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術有機材料在高溫穩定性和機械穩定性方面與無機材料相比有一定的缺陷，而提供一種瀝青裂縫自修復微膠囊及其制備方法。

為實現本發明的目的，所采用的技術方案為：

一種瀝青裂縫自修復微膠囊，包括下述質量份組分:

其中,所述的甲醚化三聚氰胺-甲醛樹脂預聚體的分子量為500-1000之間；所述的苯乙烯-馬來酸酐共聚物的分子量為1500-1900之間。

優選的，所述包括下述質量份組分:

本發明還包括一種制備所述的瀝青裂縫自修復微膠囊的方法，包括下述步驟：

1)將組分量苯乙烯-馬來酸酐加入蒸餾水中溶脹2-3小時，逐滴滴加堿性pH調節劑調節溶液的PH＝10-11至穩定，攪拌2-3小時；

2)將步驟1)得到的溶液中加入組分量石墨烯超聲振蕩混合均勻，再加入組分量瀝青再生劑，并在預設轉速為700-1200轉/分鐘的攪拌速率的高速分散機中機械攪拌乳化10min-30min，得到石墨烯附著的水包油型乳液；

3.)調節攪拌速度在300-400rpm之間，然后以0.5-5ml/min的滴加速度向乳液中滴加組分量的甲醚化三聚氰胺-甲醛樹脂，滴加結束后升溫到40-50℃，然后以2℃/min的速度緩慢升溫至70-90℃，每升高5℃恒溫10min，升溫至70-90℃后滴加組分量的酸性pH調節劑水溶液調節至pH＝10，繼續固化反應1-2h；最后以2℃/min緩慢將至室溫，離心分離產物，用水稀釋再離心分離，真空干燥后得到產物。

優選的，所述的堿性pH調節劑為強堿性無機堿的水溶液中的一種；無機堿水溶液的質量分數為2.0-10wt.％；所述的酸性pH調節劑為甲酸、乙酸或者丙酸的水溶液中的一種；所述的酸性pH調節劑的質量分數為5-10wt.％。

優選的，步驟2)中預設轉速為1000轉/分鐘機械攪拌乳化20min，得到石墨烯附著的水包油型乳液；步驟3)中以2ml/min的滴加速度向乳液中滴加組分量的甲醚化三聚氰胺-甲醛樹脂，滴加結束后升溫到45℃，然后以2℃/min的速度緩慢升溫至80℃，每升高5℃恒溫10min，升溫至80℃后滴加組分量的酸性pH調節劑水溶液調節至pH＝10，固化反應1.5h；最后以2℃/min緩慢將至室溫，離心分離產物，用水稀釋再離心分離，真空干燥后得到產物。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：