一种微胶囊改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微胶囊改性沥青及其制备方法，改性沥青包括99.2‑99.8质量份的沥青和0.2‑0.8质量份微胶囊。通过本发明专利技术能够大大提高沥青的自愈效率，并且愈合恢复的效果更好。

【技术实现步骤摘要】
一种微胶囊改性沥青及其制备方法
本专利技术属于路面养护和修复
，特别涉及一种微胶囊改性沥青及其制备方法。
技术介绍
交通基础设施建设是国家发展的基石，截止2019年底，中国公路总里程已达将近500万公里，高速公路达14.26万公里，居世界第一。其中由于沥青路面具有良好的平整性和耐磨性、工期短且易于养护等优点，因此其在我国得到广泛的应用，我国90％以上的高速公路及城市道路均采用沥青路面。但随着交通运输的飞速发展，交通量与日俱增，车辆的轴载不断加大，重载交通问题日益严重，道路病害频发致使道路养护投入巨大，同时给交通安全和人们的出行带来重大影响。据相关统计每年将近有20万公里道路需进行修复和重建。道路养护问题已经引起了国内外的广泛关注。因此如何充分利用沥青材料的自愈性对路面进行及时养护，使其产生的损伤和裂缝能够被及时修复，延长其服役寿命，已成为道路工程设计与养护亟需解决的问题，这对于公路工程具有十分重要的现实意义。近些年来，国内外对自愈性材料都展开了一系列研究，例如同济大学沈俊逸发表的论文《嵌入修复剂充填玻璃短丝的沥青混凝土自修复技术研究》，其中嵌入修复剂充填玻璃短丝技术，虽然制作技术简单，但是玻璃断丝的断裂率无法准确控制；东南大学孙铜生提出的加热诱导愈合技术其愈合率大，可以多次愈合，但是消耗能源多，会造成环境污染；荷兰代尔夫特理工大学，提出的沥青自愈毛细理论模型，虽然恢复强度高，但是要求沥青处于牛顿流体状态，常温下无法实现自愈；相对的微胶囊机制获得了更多的关注，Bazin等人第一次发现沥青具有自我修复的功能，能够修补裂缝，但是沥青本身的愈合率很低，不能完全修复损坏路面；Y.Sun等人发现可以通过改变沥青的颗粒形态或者对沥青进行改性来提高沥青的自愈率；White等人制备了一种微胶囊改性沥青展现出良好的自愈性，但是对技术要求高，胶囊不易均匀分散；Chung等人研究了一尿醛为壁材、SBS或者DMP为核心制备的微胶囊改性沥青能显著增强其力学性能，但是并未提高沥青的自愈效率。其愈合率达，强度恢复效果好，但是其技术要求较高，胶囊不易均匀分散，本专利技术提供的一种微胶囊改性沥青及其制备方法，其制备方法简单，并且能明显提高沥青的自愈率。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术公开了一种微胶囊改性沥青，改性沥青包括99.2-99.8质量份的沥青和0.2-0.8质量份微胶囊。进一步的，所述微胶囊包括核心材料，所述核心材料包括40-50质量份的植物油和250-300质量份的甲醛。进一步的，所述微胶囊还包括壁材，所述壁材包括甲醛和尿素，所述甲醛和尿素的质量比为4：5-9：10。进一步的，所述核心材料和所述壁材的质量比为5:7。进一步的，所述植物油包括蓖麻油、豆油、菜籽油、亚麻油中的一种或者几种的组合。进一步的，所述沥青包括AH-70、AH-90和SBS改性沥青中的一种或几种的组合。本专利技术还公开了一种改性沥青的制备方法，制备方法如下：将所述沥青加热到160-165℃；将加热后的所述沥青以500-600rpm的转速剪切10-20min；加入所述微胶囊，以900-1000rpm的转速搅拌60-65min；冷却至室温。进一步的，所述微胶囊包括核心材料和壁材；所述微胶囊的制备方法如下，将1-2质量份的苯乙烯马来酸酐表面活性剂添加到含有所述沥青的三颈烧瓶中，以250-300rpm的速度搅拌15-20min；加入质量比为1.3：1-1.6：1的壁材和核心材料；缓慢加入脲醛预聚物，加入稀盐酸调节pH值至2-3；加热至60-65℃，同时搅拌速度调至400-500rpm搅拌2-3h；停止加热，将搅拌速度调至250-300rpm，继续搅拌，直到混合物冷却至室温；对产品进行过滤、真空干燥。进一步的，所述核心材料制备步骤方法包括：将40-50质量份的植物油、250-300质量份的甲醛置于三口烧瓶中，加入15-20质量份的浓硫酸作为催化剂；加热至60-65℃，搅拌4-5h；添加沸石，将所得产物用旋转蒸发器进行减压蒸馏3-4h；将蒸馏残渣在130-135℃下反应4-5h，直到混合液体变成黑色粘稠液体。进一步的，所述壁材制备方法包括：将4：5-9：10的甲醛和尿素置于三口烧瓶中；加入70-90质量份去离子水；用三乙醇胺将pH值调至8-9，65-68℃下水浴加热1.5-2h。有益效果：本专利技术能够大大提高沥青的自愈性能，并且由于有壁材的保护，使得核心材料能够缓慢的释放，进一步提高沥青的使用寿命。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了根据本专利技术实施例1中的步骤示意图；图2示出了根据本专利技术实施例中不同沥青试样自愈率柱形图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开了一种微胶囊改性沥青，所述微胶囊改性沥青包括99.2-99.8质量份的沥青和0.2-0.8质量份的微胶囊。具体的，所述沥青包括AH-70、AH-90和SBS改性沥青中的一种或几种的组合。具体的，所述微胶囊包括核心材料和壁材。所述壁材将所述核心材料包裹其中，形成所述微胶囊；核心材料具有修复沥青的功能，加入壁材材料通过物理化学作用形成微胶囊。形成微胶囊的优点在于，其能储存修复剂材料，当由于外界作用导致微胶囊破裂，便会释放修复剂(核心材料)，修复老化沥青，从而提高沥青的自愈率；所述壁材能储存修复剂，延迟释放修复剂，在基质沥青老化时，所述壁材破裂，核心材料被氧化，当胶囊破裂时，释放所述核心材料，修复老化沥青。示例性的，所述核心材料和壁材的质量比值为5:7。示例性的，所述壁材包括甲醛和尿素，所述甲醛和尿素的质量比为4：5-9：10。示例性的，所述核心材料包括40-50质量份的植物油和250-300质量份的甲醛。进一步的，所述植物油包括蓖麻油、豆油、菜籽油、亚麻油中的一种或者几种的组合。本专利技术还公开了一种微胶囊改性沥青的制备方法。所述微胶囊改性沥青的制备方法如下：将所述沥青加热到160-165℃(摄氏度)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微胶囊改性沥青，其特征在于，/n改性沥青包括99.2-99.8质量份的沥青和0.2-0.8质量份微胶囊。/n

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊改性沥青，其特征在于，
改性沥青包括99.2-99.8质量份的沥青和0.2-0.8质量份微胶囊。


2.根据权利要求1所述的微胶囊改性沥青，其特征在于，
所述微胶囊包括核心材料，所述核心材料包括40-50质量份的植物油和250-300质量份的甲醛。


3.根据权利要求2所述的微胶囊改性沥青，其特征在于，
所述微胶囊还包括壁材，所述壁材包括甲醛和尿素，所述甲醛和尿素的质量比为4：5-9：10。


4.根据权利要求3所述的微胶囊改性沥青，其特征在于，
所述核心材料和所述壁材的质量比为5:7。


5.根据权利要求2所述的微胶囊改性沥青，其特征在于，
所述植物油包括蓖麻油、豆油、菜籽油、亚麻油中的一种或者几种的组合。


6.根据权利要求1所述的微胶囊改性沥青，其特征在于，
所述沥青包括AH-70、AH-90和SBS改性沥青中的一种或几种的组合。


7.根据权利要求1-6任一项所述的微胶囊改性沥青制备方法，其特征在于，
制备方法如下：
将所述沥青加热到160-165℃；将加热后的所述沥青以500-600rpm的转速剪切10-20min；加入所述微胶囊，以900-1000rpm的转速搅拌60-65min；冷却至室温。


8.根据权利要求7所述微胶囊...

【专利技术属性】
技术研发人员：田闽，雷团结，唐蒸蒸，谭晓红，王孝平，刘思宇，白飞，剡昭龙，滕瀛彦，张俊，胡献恩，
申请(专利权)人：马鞍山十七冶工程科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34