[发明专利]一种自封装海藻酸钙沥青自愈合胶囊的制备方法

说明书

本发明公开了一种自封装海藻酸钙沥青自愈合胶囊的制备方法，分别配制质量分数为1.5～2.5wt％的海藻酸钠溶液和pH为9～11的封装液，向海藻酸钠溶液中加入占海藻酸钠溶液质量20～40wt％的封装液，搅拌均匀得到共混液；向所得共混液中加入占海藻酸钠溶液质量10～20wt％的沥青再生剂，经高速剪切分散均匀得到共混乳浊液；将所得共混乳浊液滴加到浓度3.0～5.0wt％的氯化钙溶液中，搅拌反应得到湿胶囊；将所得湿胶囊滤出，使用自来水漂洗，干燥去除胶囊中的水分，得到自封装海藻酸钙沥青自愈合胶囊。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种自封装海藻酸钙沥青自愈合胶囊的制备方法。

背景技术

国内外的众多研究已经证实，在沥青路面中掺入包覆沥青再生剂的胶囊能有效提高路面的自愈合能力、延长路面服役寿命。海藻酸钙胶囊可在循环车载作用下逐渐释放沥青再生剂，从而对老化沥青和微裂纹具有一定的再生和愈合作用，初步实现了沥青路面的自愈合与自养护。然而，海藻酸钙自愈合胶囊存在强度偏低、在干燥收缩和服役过程中再生剂提前释放等问题，难以满足实际路面的愈合要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种自封装海藻酸钙沥青自愈合胶囊的制备方法，该胶囊强度高且胶囊外表面包覆有一层封装膜，有效解决了沥青再生剂提前释放的问题，确保了再生剂的释放速率与基本沥青路面的老化过程匹配，从而能够显著提高沥青路面的自愈合性能。

为达到上述目的，本发明采用技术方案如下：

一种自封装海藻酸钙沥青自愈合胶囊的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别配制质量分数为1.5～2.5wt％的海藻酸钠溶液和pH为9～11的封装液，向海藻酸钠溶液中加入占海藻酸钠溶液质量20～40wt％的封装液，搅拌均匀得到共混液；

(2)向所得共混液中加入占海藻酸钠溶液质量10～20wt％的沥青再生剂，经高速剪切分散均匀得到共混乳浊液；

(3)将所得共混乳浊液滴加到浓度3.0～5.0wt％的氯化钙溶液中，搅拌反应得到湿胶囊；

(4)将所得湿胶囊滤出，使用自来水漂洗，干燥去除胶囊中的水分，得到自封装海藻酸钙沥青自愈合胶囊。

按上述方案，所述封装液为碳酸钠和氢氧化钠的混合水溶液，碳酸钠与氢氧化钠质量比为0.5～2。

按上述方案，所述再生剂为普通商业沥青再生剂。

按上述方案，步骤(2)中的高速剪切时间为5～20min，剪切速率为2000～6000r/min。

按上述方案，步骤(3)的滴加高度为10～20cm，滴入速率为30～50滴/min。

按上述方案，步骤(4)的干燥过程：在40～50℃的烘箱中强制通风干燥12～24h或在室温下自然风干48～72h。

本发明的有益效果如下：

其一，碳酸钠-氢氧化钠共混封装液中的碳酸根离子和氢氧根离子，会与海藻酸根离子形成竞争反应，从而减缓海藻酸钠在固化液(氯化钙溶液)中的交联速率、提高胶囊内外交联密度，使得包裹沥青再生剂的腔室更加致密牢固，减缓沥青再生剂在胶囊干燥和储存运输过程中的提前释放，进一步提高胶囊的再生剂含量。

其二，共混封装液中碳酸根和氢氧根会与氯化钙溶液反应生成不溶于水的碳酸钙和微溶于水的氢氧化钙，二者混杂在胶囊内部腔室和外部壁材中，从而提高了胶囊的整体强度。

其三，本方法制备的自封装海藻酸钙沥青自愈合胶囊能够减缓荷载作用下胶囊中沥青再生剂的释放速率，从而能够显著增强沥青混凝土的愈合性能、有效延长路面服役寿命、降低路面养护成本。