[发明专利]沥青裂缝自修复微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于道路修复领域，具体涉及一种沥青裂缝自修复微胶囊及其制备方法。

背景技术

道路沥青是一种自修复材料，具有自我修复或自我愈合的能力。沥青道路长时间受环境因素影响容易老化，如受到阳光照射，雨水冲刷及温度变化等，这使得在服役过程中沥青路面会产生车辙、裂缝、松散、坑槽等病害，尤其是在现代交通重载、大流量与渠道化的背景下问题尤甚，及时的维修养护十分重要。目前，道路的维护方法均为“被动”方式维护，维护成本高，维护效果差。由于沥青成分中老化的是软沥青的部分，采用外援材料如沥青再生剂可补充沥青质小分子，从而改变沥青的老化程度。但研究表明，再生剂从沥青混凝土表面向下的渗透深度一般不超过2cm；且修复剂的使用往往导致路面的摩擦系数下降，同时附带严重的环境污染问题。

为解决以上问题，研究表明可以利用微胶囊技术来提高沥青的自修复能力。将包覆修复剂的微胶囊掺加到沥青混凝土中，当因沥青老化使得混凝土中出现裂纹时，由于尖端应力的作用，微胶囊的壳层破裂释放出沥青再生剂从而达到修复裂纹、使老化沥青再生的效果。在微胶囊的芯壳结构中，通常可采用脲醛树脂或蜜胺树脂作为壁材材料包裹芯材。但此两种树脂在包裹再生剂形成微胶囊后，并不能在满足在胶囊尺寸合适的情况下同时可以保持微胶囊的破裂强度和热稳定性。

有研究表明使用甲醚化三聚氰胺-甲醛树脂作为壁材材料，采用两步凝聚法形成双层外壳以便使得微胶囊有不可渗透性，同时微胶囊的各项性能、稳定性都有优越性。但由于微胶囊与沥青混合时采用的的是热熔法，即微胶囊与熔融态沥青搅拌混合，要求微胶囊在沥青熔点160-180℃时仍表现出良好的热稳定性，不会破裂；同时在形成沥青混凝土旋转压实时，不会因为压力的作用使得材料内部发生挤压，而微胶囊破裂释放再生剂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术有机材料在高温稳定性和机械稳定性方面与无机材料相比有一定的缺陷，而提供一种沥青裂缝自修复微胶囊及其制备方法。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案为：

一种沥青裂缝自修复微胶囊，包括下述质量份组分:

其中,所述的甲醚化三聚氰胺-甲醛树脂预聚体的分子量为500-1000之间；所述的苯乙烯-马来酸酐共聚物的分子量为1500-1900之间。

优选的，所述包括下述质量份组分:

本发明还包括一种制备所述的沥青裂缝自修复微胶囊的方法，包括下述步骤：

1)将组分量苯乙烯-马来酸酐加入蒸馏水中溶胀2-3小时，逐滴滴加碱性pH调节剂调节溶液的PH＝10-11至稳定，搅拌2-3小时；

2)将步骤1)得到的溶液中加入组分量石墨烯超声振荡混合均匀，再加入组分量沥青再生剂，并在预设转速为700-1200转/分钟的搅拌速率的高速分散机中机械搅拌乳化10min-30min，得到石墨烯附着的水包油型乳液；

3.)调节搅拌速度在300-400rpm之间，然后以0.5-5ml/min的滴加速度向乳液中滴加组分量的甲醚化三聚氰胺-甲醛树脂，滴加结束后升温到40-50℃，然后以2℃/min的速度缓慢升温至70-90℃，每升高5℃恒温10min，升温至70-90℃后滴加组分量的酸性pH调节剂水溶液调节至pH＝10，继续固化反应1-2h；最后以2℃/min缓慢将至室温，离心分离产物，用水稀释再离心分离，真空干燥后得到产物。

优选的，所述的碱性pH调节剂为强碱性无机碱的水溶液中的一种；无机碱水溶液的质量分数为2.0-10wt.％；所述的酸性pH调节剂为甲酸、乙酸或者丙酸的水溶液中的一种；所述的酸性pH调节剂的质量分数为5-10wt.％。

优选的，步骤2)中预设转速为1000转/分钟机械搅拌乳化20min，得到石墨烯附着的水包油型乳液；步骤3)中以2ml/min的滴加速度向乳液中滴加组分量的甲醚化三聚氰胺-甲醛树脂，滴加结束后升温到45℃，然后以2℃/min的速度缓慢升温至80℃，每升高5℃恒温10min，升温至80℃后滴加组分量的酸性pH调节剂水溶液调节至pH＝10，固化反应1.5h；最后以2℃/min缓慢将至室温，离心分离产物，用水稀释再离心分离，真空干燥后得到产物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：