[發(fā)明專利]一種封裝瀝青再生劑的磁響應(yīng)型控釋微膠囊及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211570637.5
• 申請(qǐng)日: 2022-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN116396535A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫大權(quán);魯童;孫艷娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08K9/10
• 分類號(hào): C08K9/10;B01J13/14;C08K3/22;C08L95/00
• 代理公司: 上海科律專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 袁亞軍

本發(fā)明公開了一種封裝瀝青再生劑的磁響應(yīng)型控釋微膠囊及其制備方法，所述磁響應(yīng)型控釋微膠囊以高分子樹脂壁材為殼材，以瀝青再生劑為芯材，引入納米四氧化三鐵顆粒為復(fù)配成核劑，采用超聲水浴混合處理得到；制備方法如下：將再生劑、乳化劑與水混合后進(jìn)行超聲處理得再生劑乳液；將三聚氰胺、尿素、甲醛溶液和水混合反應(yīng)得壁材預(yù)聚體；將再生劑乳液、壁材預(yù)聚體和納米四氧化三鐵顆粒混合反應(yīng)，再將所得微膠囊洗滌、過(guò)濾、干燥。采用本發(fā)明的封裝瀝青再生劑的磁響應(yīng)型控釋微膠囊，具備主動(dòng)響應(yīng)、控制釋放的特性，利用超高頻交變磁場(chǎng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)微膠囊的控制釋放，還能軟化老化瀝青，促進(jìn)再生劑與瀝青的相互浸潤(rùn)和滲透修復(fù)，改善路面再生效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種控釋微膠囊及其制備方法，尤其涉及一種封裝瀝青再生劑的磁響應(yīng)型控釋微膠囊及其制備方法，屬于道路工程瀝青材料技術(shù)領(lǐng)域，旨在提升瀝青材料的自愈合性能。

背景技術(shù)

瀝青老化、疲勞開裂是瀝青路面主要病害，是造成瀝青路面滲水、松散、坑洞乃至結(jié)構(gòu)性損壞的始作俑者。在尋求高性能、長(zhǎng)壽命瀝青路面的科研道路上，瀝青老化、疲勞開裂問(wèn)題一直是研究重點(diǎn)。當(dāng)前，普遍采用的灌縫、噴灑再生劑、路面再生等技術(shù)是路面產(chǎn)生病害后的被動(dòng)修復(fù)，能否從“亡羊補(bǔ)牢”的維修轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔从昃I繆”的預(yù)防，即在瀝青路面誕生時(shí)就為其服下具有老化瀝青自再生、疲勞開裂自愈合功能的“微膠囊抗生素”呢？

微膠囊是一種以聚合物材料為囊壁，包裹可釋放的芯材的微小顆粒。2010年，García等以環(huán)氧樹脂和水泥為膠囊壁，包裹吸收了再生劑的多孔砂，研制了第一代瀝青自修復(fù)微膠囊(粒徑毫米級(jí))。隨后，大量學(xué)者開始采用原位聚合法，以三聚氰胺甲醛樹脂或尿素甲醛樹脂為壁材、再生劑為芯材，研發(fā)出第二代瀝青自修復(fù)微膠囊(粒徑微米級(jí))。目前，瀝青微膠囊修復(fù)機(jī)理是瀝青材料產(chǎn)生開裂后，裂縫擴(kuò)展至微膠囊造成其囊壁破裂并釋放芯材，進(jìn)而促進(jìn)裂縫愈合。顯然，這種修復(fù)機(jī)制本質(zhì)上仍然是被動(dòng)釋放和單次修復(fù)，同時(shí)裂縫擴(kuò)展路徑(與微膠囊共面、偏置)、瀝青基體材料性質(zhì)衰變及其與囊壁力學(xué)性能的不匹配，可能造成微膠囊破裂的不確定性，另外未產(chǎn)生裂縫部位的微膠囊并未起到任何修復(fù)作用。尤為重要的是，對(duì)未產(chǎn)生開裂的瀝青混合料性能修復(fù)無(wú)濟(jì)于事。

瀝青老化往往是造成瀝青混合料性能衰變、產(chǎn)生宏觀病害的前因。如能針對(duì)瀝青老化，實(shí)現(xiàn)微膠囊的定時(shí)、定量、主動(dòng)、多次控制釋放，自修復(fù)微膠囊技術(shù)將更具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用價(jià)值。因此，具備主動(dòng)響應(yīng)、控制釋放、多次修復(fù)能力的第三代瀝青自修復(fù)微膠囊成為發(fā)展方向和研究重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種封裝瀝青再生劑的磁響應(yīng)型控釋微膠囊及其制備方法。

本發(fā)明提供的封裝瀝青再生劑的磁響應(yīng)型控釋微膠囊，以高分子樹脂壁材為殼材，以瀝青再生劑為芯材，引入納米四氧化三鐵顆粒為復(fù)配成核劑，采用超聲水浴混合處理得到磁響應(yīng)型控釋微膠囊。

進(jìn)一步地，所述納米四氧化三鐵顆粒、瀝青再生劑芯材和高分子樹脂壁材的質(zhì)量比為(6-10):7.5:(10-15)。

進(jìn)一步地，所述高分子樹脂壁材包含三聚氰胺、尿素和甲醛，所述三聚氰胺和尿素的質(zhì)量比(4-8):(2-6)。

進(jìn)一步地，所述三聚氰胺、尿素和甲醛的質(zhì)量比為7:3:8。

進(jìn)一步地，所述的納米四氧化三鐵顆粒粒徑為20-100nm。

進(jìn)一步地，所述微膠囊包封率為99％以上，使用超高頻交變磁場(chǎng)控釋15-25s后，宏觀溫度達(dá)到165℃～180℃，，再生劑釋放率達(dá)到90％以上。

本發(fā)明提供的封裝瀝青再生劑的磁響應(yīng)型控釋微膠囊的制備方法，其中，包括如下步驟：

S1)將再生劑、乳化劑和去離子水按比例混合，在65℃水浴中保溫15-30min，超聲處理，形成均勻芯材乳液；