一种形状记忆环氧树脂颗粒的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种沥青路面用形状记忆环氧树脂颗粒及其制备方法，包括以下步骤：按设定材料组成百分比AL‑3040：PPGDGE：IPDA＝(4～19)：1：0.5的比例称取氢化环氧树脂、增韧剂、固化剂,并称取8～12％乳化剂；将AL‑3040与PPGDGE互溶，在50～70℃下搅拌反应60～180s得到油相；将乳化剂溶于蒸馏水中，在50～70℃下搅拌反应30～90s得到水相；将水相与油相互溶，在50～70℃下乳化60～150s得到水包油乳状液；将IPDA溶于蒸馏水中，在30～60℃下搅拌30～90s得到IPDA水溶液；将IPDA水溶液滴入水包油乳状液中，在50～70℃下搅拌1～4h，过滤水分后得到形状记忆环氧树脂颗粒。结果表明，本发明专利技术制备速度快，反应条件温和，对反应单体纯度要求低，将其掺入沥青中可有效改善沥青的弹性回复性能。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于聚合物颗粒材料制备
，具体涉及一种形状记忆环氧树脂颗粒的制备方法。
技术介绍
：沥青混合料是一种典型的温度敏感型材料，高温车辙、低温开裂等因环境温度引起的病害一直是困扰国内外道路工程界的主要问题。车辙的出现严重降低了面层及路面结构的整体强度，雨天路表排水不畅，甚至由于车辙积水导致车辆漂滑，影响高速行车的安全性；沥青路面低温开裂会引起路面结构承载力下降，导致路面发生网裂与坑槽，严重影响车辆的行驶质量，明显缩短了路面的使用寿命。为能够有效解决沥青路面的高温车辙和低温开裂等病害，国内外学者针对沥青混合料的高温稳定性和低温开裂开展了大量研究。国内研究工作者进行了车辙试验、蠕变试验、环道试验及加载加速试验等，提出了道路沥青路用性能气候分区，研究了沥青路面的车辙预估模型，建立了路面温度场的预估模型及路面结构行为方程；国外研究工作者研究了沥青材料气候分级，并以美国AASHTO“力学—经验设计指南”为代表，开展了路面材料的单轴、三轴、剪切、静载、动载、重复荷载等试验研究高温车辙。与此同时，国内外研究学者对由低温开裂问题展开的研究主要为低温抗裂性能评价、混合料低温性能改善与低温性能试验方法这三个方面。这些研究内容虽然起到了一定的积极作用，但沥青路面的高温车辙、低温开裂等病害仍普遍存在，一直是广大研究工作者致力探索研究的方向。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于提供一种形状记忆环氧树脂颗粒的制备方法，该形状记忆环氧树脂颗粒能够感知温度的刺激，并响应这种变化，对其力学参数进行调整，从而回复到其预先设定的状态。将形状记忆环氧树脂颗粒应用到沥青混合料中，当沥青路面温度高于其玻璃化转变温度时，颗粒处于橡胶态，当车辆荷载消失后，其由受压状态回复到原始状态时带动周围的集料，从而减缓了变形的累积。形状记忆环氧树脂颗粒的形状转变温度不高，且可通过改变其化学成份和交联度来调节转变温度。对具有不同温度的沥青路面可以选取合适的形状记忆环氧树脂颗粒。其在制备过程中反应速度快、条件温和，对单体纯度要求不高且反应稳定不可逆。为达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种形状记忆环氧树脂颗粒的制备方法，包括以下步骤：1)将摩尔比为(4～19):1的氢化环氧树脂与增韧剂互溶，在50～70℃下搅拌反应60～180s，将乳化剂溶于蒸馏水中，在50～70℃下搅拌反应30～90s，其中，氢化环氧树脂与增韧剂互溶得到的液体为油相，乳化剂溶于蒸馏水中得到的液体为水相；2)将水相与油相互溶，在50～70℃下乳化60～150s，制得稳定的水包油乳状液；3)将固化剂溶于蒸馏水中，在30～60℃下搅拌30～90s，制得固化剂水溶液；4)将步骤3)制得的固化剂水溶液逐滴滴入步骤2)制得的水包油乳状液中，在50～70℃下搅拌1～4h，得到成型的环氧树脂颗粒，然后过滤水分，得到形状记忆环氧树脂颗粒。本专利技术进一步的改进在于，步骤1)中，氢化环氧树脂为耐候性环氧树脂，牌号为AL-3040，增韧剂为聚丙二醇二缩水甘油醚，简称PPGDGE，其分子量为2500，乳化剂为阿拉伯树胶粉。本专利技术进一步的改进在于，步骤2)中水相添加的乳化剂质量为氢化环氧树脂与增韧剂总质量的8％～12％。本专利技术进一步的改进在于，步骤3)中的固化剂为异氟尔酮二胺。本专利技术进一步的改进在于，步骤4)中，形状记忆环氧树脂颗粒时采用如下方法进行的：将步骤4)制得的溶液利用真空过滤器过滤完水分，最后在40～80℃下真空干燥2～4h。本专利技术进一步的改进在于，步骤4)中，固化剂是通过滴液漏斗滴入装有乳状液的三口烧瓶中的，其中，三口烧瓶放置于恒温水浴箱中进行保温。本专利技术进一步的改进在于，步骤4)中，采用真空抽滤瓶过滤水分。与现有技术相比，利用界面缩聚反应制备的形状记忆环氧树脂颗粒有以下技术特点：1)本专利技术的形状记忆环氧树脂颗粒易于成型，反应速度快，且反应条件温和，其在室温下即可进行反应。2)本专利技术的形状记忆环氧树脂颗粒对反应单体的纯度要求不高，且对两种反应单体的原料配比要求也不严，因此制得的形状记忆环氧树脂颗粒稳定。3)本专利技术的形状记忆环氧树脂颗粒可以通过改变氢化环氧树脂与增韧剂之间的分子量比得到不同的玻璃化转变温度，而知道材料的玻璃化转变温度后即可将其应用到具有不同路面温度的沥青路面中。4)本专利技术的形状记忆环氧树脂颗粒掺入到沥青中，显著地增大了沥青的弹性回复性能。附图说明：图1—图4为本专利技术制得的形状记忆环氧树脂颗粒的DSC图。图5为本专利技术制得的形状记忆环氧树脂颗粒的FT-IR图。图6—图9为本专利技术制得的形状记忆环氧树脂颗粒的FT-IR图。图10为本专利技术制得的形状记忆环氧树脂颗粒掺入沥青中，沥青的弹性回复性能提升程度图。具体实施方式：下面结合附图和具体实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细说明。实施例1将AL-3040与PPGDGE于烧杯中混合后在50℃的温度下预热90s，得到油相，其中AL-3040与PPGDGE的摩尔比为19:1，称取质量为AL-3040和PPGDGE总质量的9％的阿拉伯树胶粉于烧杯中，加入适量蒸馏水，在50℃的条件下预热95s，得到水相，将水相与油相混合，用数显高速均质机以4000r/min的转速乳化60s，将固化剂滴入烧杯中，加入适量蒸馏水，搅拌均匀，将带有滴液漏斗的三口烧瓶安装在水浴保温箱的搅拌设置中，把乳状液移入三口烧瓶中，把固化剂水溶液移入滴液漏斗中，开启数显直流无机调速搅拌器，以500r/min的转速搅拌三口烧瓶中的乳状液，同时通过滴液漏斗将固化剂水溶液以1滴/s的速率滴入三口烧瓶中；搅拌1h将成型的环氧树脂颗粒用抽滤瓶过滤水分，得到形状记忆环氧树脂颗粒，其玻璃化转变温度为47.5℃，相比未掺的沥青，掺入形状记忆环氧树脂颗粒的沥青弹性回复性能提升了22.15％。其中，固化剂为异氟尔酮二胺，简称为IPDA，属于一种常温固化剂，且固化剂的用量是根据氢化环氧树脂中的环氧基团与固化剂中的活性氢等量反应的条件下确定的，即为0.5mol。实施例2将AL-3040与0.01PPGDGE于烧杯中混合后在60℃的温度下预热100s，得到油相，其中AL-3040与PPGDGE的摩尔比为9:1，称取质量为AL-3040和PPGDGE总质量的9.5％的阿拉伯树胶粉于烧杯中，加入适量蒸馏水，在60℃的条件下预热100s，得到水相，将水相与油相混合，用数显高速均质机以5000r/min的转速乳化65s，将固化剂滴入烧杯中，加入适量蒸馏水，搅拌均匀，将带有滴液漏斗的三口烧瓶安装在水浴保温箱的搅拌设置中，把乳状液移入三口烧瓶中，把固化剂水溶液移入滴液漏斗中，开启数显直流无机调速搅拌器，以600r/min的转速搅拌三口烧瓶中的乳状液，同时通过滴液漏斗将固化剂水溶液以1滴/s的速率滴入三口烧瓶中；搅拌2h将成型的环氧树脂颗粒用抽滤瓶过滤水分，得到形状记忆环氧树脂颗粒，其玻璃化转变温度为30℃，相比未掺的沥青，掺入形状记忆环氧树脂颗粒的沥青弹性回复性能提升了25.12％。其中，固化剂为异氟尔酮二胺，简称为IPDA，属于一种常温固化剂，且固化剂的用量是根据氢化环氧树脂中的环氧基团与固化剂中的活性氢等量反应的条件下确定的，即为0.5mol。实施例3将AL-3040与PPGDGE于烧杯中混合后在65℃的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形状记忆环氧树脂颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将摩尔比为(4～19):1的氢化环氧树脂与增韧剂互溶，在50～70℃下搅拌反应60～180s，将乳化剂溶于蒸馏水中，在50～70℃下搅拌反应30～90s，其中，氢化环氧树脂与增韧剂互溶得到的液体为油相，乳化剂溶于蒸馏水中得到的液体为水相；2)将水相与油相互溶，在50～70℃下乳化60～150s，制得稳定的水包油乳状液；3)将固化剂溶于蒸馏水中，在30～60℃下搅拌30～90s，制得固化剂水溶液；4)将步骤3)制得的固化剂水溶液逐滴滴入步骤2)制得的水包油乳状液中，在50～70℃下搅拌1～4h，得到成型的环氧树脂颗粒，然后过滤水分，得到形状记忆环氧树脂颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种形状记忆环氧树脂颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将摩尔比为(4～19):1的氢化环氧树脂与增韧剂互溶，在50～70℃下搅拌反应60～180s，将乳化剂溶于蒸馏水中，在50～70℃下搅拌反应30～90s，其中，氢化环氧树脂与增韧剂互溶得到的液体为油相，乳化剂溶于蒸馏水中得到的液体为水相；2)将水相与油相互溶，在50～70℃下乳化60～150s，制得稳定的水包油乳状液；3)将固化剂溶于蒸馏水中，在30～60℃下搅拌30～90s，制得固化剂水溶液；4)将步骤3)制得的固化剂水溶液逐滴滴入步骤2)制得的水包油乳状液中，在50～70℃下搅拌1～4h，得到成型的环氧树脂颗粒，然后过滤水分，得到形状记忆环氧树脂颗粒。2.根据权利要求1所述的一种环氧树脂颗粒的制备方法，其特征在于，步骤1)中，氢化环氧树脂为耐候性环氧树脂，牌号为AL-3040，增韧剂为聚丙二醇二...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪艳，马骉，魏堃，黄晓凤，薄延震，段诗雨，李瑞，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61