[发明专利]一种融雪抑冰微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于道路工程路面材料融雪除冰技术领域，具体涉及一种融雪抑冰微胶囊及其制备方法。

背景技术

路面主动融雪技术有地热管融雪技术、导电混凝土融雪技术和盐化物铺装技术等。地热管融雪技术利用在施工过程中埋设在路面内部的地热管传递热量，使路表积雪融化，但该技术存在增加路面材料施工难度，且工程车辆容易造成损坏，而损坏后无法修复等缺点。导电混凝土利用在路面铺筑时混入的钢纤维，提高路面导电率，在路表积雪时将电能转化为热量，使积雪融化，但该技术成本较高，且雪季时电能消耗高，难以推广应用，传统的粉体盐化物都是氯化钠型的，具有较长的使用寿命；但氯化钠型盐化物铺装路面对于低于零下十度的降雪和除冰无能为力。

采用氯化钙型的盐化物，可以有效降低除冰融雪的温度，但是传统氯化钙型的盐化物都是外掺大粒径(1-5毫米)的形式掺入路面材料，会影响沥青混凝土混合料的强度，且伴随盐化物析出，沥青混凝土路面空隙有增大趋势，增加了水损坏趋势；同时，盐化物易吸水受潮，在混合料生产时易引起水泡，影响沥青与集料的粘附，制约了其大面积应用。另外，传统的氯化钙型盐化物缓释性能差，在夏季高温多雨季节，易造成盐化物流失严重，缩短了融雪抑冰服务年限。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种集路面抑冰、性能改善为一体的融雪抑冰微胶囊及其制备方法，提高沥青路面表面化冰能力，改善沥青混凝土混合料力学性能和路用性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种融雪抑冰微胶囊，融雪抑冰微胶囊包括囊芯和囊壁，囊芯为氯化钙和氢氧化钠，融雪抑冰微胶囊的囊壁采用笼型聚倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯复合材料。

笼型聚倍半硅氧烷优选含氟聚倍半硅氧烷。

一种融雪抑冰微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将氯化钙与氢氧化钠进行粉碎，并预混；

步骤二，将笼型聚倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯预混；

步骤三，将步骤一制得的氯化钙与氢氧化钠混合物和步骤二制得的笼型聚倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯混合物，以及偶联剂和有机溶剂一起球磨，获得粒度小于100微米的均匀料浆；

步骤四，将步骤三所获料浆，经喷雾干燥获得融雪抑冰微胶囊。

氯化钙与氢氧化钠添加量按质量比为4～5:1～2。

笼型聚倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯添加量按质量比1～1.5:98.5～99。

氯化钙与氢氧化钠混合物、笼型聚倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯混合物、偶联剂和有机溶剂的添加量按质量比为1～2:1～3:0.2～0.4:100～200。

偶联剂为KH550、KH570或钛酸酯。

有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯或二甲苯。

融雪抑冰微胶囊粒径小于100μm。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

1)本发明融雪抑冰微胶囊最大可降低路表冰点至-19℃，抑冰效果显著；

2)本发明融雪抑冰微胶囊对沥青有一定改性增强效果，可提高沥青混合料路用性能，添加本发明融雪抑冰微胶囊的沥青混凝土具有良好的力学性能；

3)本发明融雪抑冰微胶囊壁材引入笼型聚倍半硅氧烷，提高了聚甲基丙烯酸甲酯疏水性，使得在常温下外界水分难以渗透进入融雪抑冰微胶囊内部，因此防潮性能好，易于长期存储。

附图说明

图1为本发明实施例1融雪抑冰微胶囊抑冰效果图。

具体实施方式

笼型低聚倍半硅氧烷，是一种具有三维笼状结构的有机/无机杂化分子，本发明融雪抑冰微胶囊所使用的壁材为笼型聚倍半硅氧烷与聚甲基丙烯酸甲酯聚合物，与一般使用聚合物壁材相比，壁材中含有分子级大小(1～3nm)的笼型聚倍半硅氧烷化合物。

含氟聚倍半硅氧烷兼具有机硅材料和有机氟材料的特点，将其引入聚甲基丙烯酸甲酯聚合物对其进行改性，可以显著改善聚合物的表面性能特别是疏水性。