一种抗开裂自愈合改性沥青及其制备方法技术

本申请公开了一种抗开裂自愈合改性沥青及其制备方法，该改性沥青包括以下质量份数的原料：基质沥青

【技术实现步骤摘要】
一种抗开裂自愈合改性沥青及其制备方法


[0001]本申请涉及沥青领域，尤其是涉及一种抗开裂自愈合改性沥青及其制备方法
。

技术介绍

[0002]沥青材料优异的性能使得其已经成为主要的路面材料，被广泛应用于道路铺设工程中
。
但是随着沥青路面的使用期限逐渐增长，在重载负荷以及温度应力的作用下，沥青路面的内部将不可避免的造成局部应力损伤，导致沥青道路裂纹的出现，此时若没有得到及时的养护和修复，将会导致沥青路面的性能大幅度下降，使用寿命大大降低
。
[0003]微胶囊愈合沥青目前已经有了一定的研究进展，但是微胶囊的添加量是一定的，其自愈合的次数是有限的，并且，沥青中含有的线型小分子越多沥青的流动性越好，进而可以表现出更好的自愈合能力，而线型小分子的占比大，交联结构就越少，沥青的抗开裂性能越差
。

技术实现思路

[0004]为解决微胶囊自愈合沥青的有效期限短的问题，并能够平衡沥青的抗开裂性能与自愈合性能，本申请提供了一种抗开裂自愈合改性沥青及其制备方法
。
[0005]第一方面，本申请提供了一种抗开裂自愈合改性沥青，包括以下质量份数的原料：基质沥青 100
份；自愈合微胶囊 3
‑6份；改性
SBS 10
‑
20
份；紫外光固化改性环氧丙烯酸酯 3
‑5份；抗老化剂
0.6
‑
1.0
份；功能助剂 1.0
‑
1.5
份；所述自愈合微胶囊的壁材为改性脲
‑
甲醛预聚物
。
[0006]优选的，所述自愈合微胶囊的芯材包括葵花籽油
、
芳香油
、
沥青再生剂中的一种或几种的组合
。
[0007]优选的，所述抗老化剂包括邻羟基苯甲酸苯酯
、2
，4‑
二羟基二苯甲酮
、2
‑
羟基
‑4‑
甲氧基二苯甲酮
、
炭黑
、N
‑
氧化吡啶中的一种或几种的组合
。
[0008]优选的，功能助剂包括四氢邻苯二甲酸酐
、4
‑
N,N
‑
二甲基吡啶
、
邻苯二甲酸酐
、
甲基四氯邻苯二甲酸酐
、
十二烷基琥珀酸苷中的一种或几种的组合
。
[0009]通过采用上述技术方案，改性沥青材料中添加有自愈合微胶囊，当沥青在受到局部应力损伤时，沥青内部会出现裂缝，随着时间的增长，裂缝的长度将会逐渐发展最后形成宏观的裂缝，自愈合微胶囊的加入一方面能够使基质沥青内部的沥青快速愈合，另一方面还能够降低应力从而减缓裂缝的发展
。
其中微胶囊的芯材与基质沥青之间有良好的相容性以及渗透能力，能够补充沥青中已经逐渐老化的部分，同时修复以及愈合沥青的裂纹
。
[0010]本申请中的自愈合微胶囊的壁材为改性脲
‑
甲醛预聚物，具备良好的密封性和力
学性能，在沥青产生裂缝的时候，裂缝能够对壁材产生破坏，从而使内部的芯材释放出来达到修复和愈合沥青裂缝的目的
。
同时经过改性后的壁材中含有的官能团能够与改性
SBS
和沥青基质之间形成氢键，使自愈合微胶囊能够均匀分散在沥青材料当中，增加沥青整体的自愈合能力；另一方面，当微胶囊经裂缝作用破裂之后，其中的芯材释放修复裂缝，经过改性后的壁材因破裂产生的自由基以及表面含有的官能团能够在该裂缝处与改性
SBS
进行交联，增加该处的交联强度，由于此处的微胶囊已经被破坏，自愈合性能下降，难以抵御下次裂缝的产生，而增加此处交联密度后可以增加沥青的抗开裂性能，在之后的使用过程中，受到重载时不会由于微胶囊数量的减少，再次容易产生裂缝
。
[0011]优选的，所述改性脲
‑
甲醛预聚物的原料包括质量比为（
0.15
‑
0.25
）：（
0.8
‑
1.0
）：1的氨基硅烷偶联剂
、
尿素和甲醛
。
[0012]优选的，所述氨基硅烷偶联剂包括
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷
、
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷
、N
‑
β
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷
、N
‑
β
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种的组合
。
[0013]通过采用上述技术方案，自愈合微胶囊采用的壁材经过氨基硅烷偶联剂改性处理，一方面可以增加自愈合微胶囊在沥青材料中的相容性和分散性，使得自愈合微胶囊能够均匀分布在沥青材料中，保证沥青材料的各方面的自愈合能力；另一方面，经过改性后，微胶囊在破裂后产生的氨基自由基能够与沥青基质中含有的羟基等官能团以及改性
SBS
进行交联，提高裂缝处的交联密度，弥补沥青强度的下降，增加沥青路面的抗开裂性能
。
[0014]优选的，所述自愈合微胶囊按照以下制备方法制备得到：
S1.
将尿素和甲醛加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，在
60
‑
70℃
下搅拌反应
40
‑
60min
，然后加入氨基硅烷偶联剂，调节溶液
pH
为
7.5
‑
8.5
，继续搅拌反应
60
‑
70min
，得到预聚体溶液；
S2.
将芯材与去离子水混合后加入表面活性剂，调节
pH
至7‑8，在
40
‑
50℃
下搅拌分散
30
‑
40min
，得到混合溶液；在混合溶液中加入预聚体溶液，搅拌混合并调节
pH
至2‑3，反应
60
‑
80min
，在经过过滤
、
洗涤
、
干燥得到自愈合微胶囊
。
[0015]优选的，芯材与与预聚物的质量比为（
0.8
‑
1.2
）：
1。
[0016]优选的，表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠
、
十二烷基磺酸钠
、
十二烷基硫酸钠中的一种或几种的组合；表面活性剂的添加量为通过采用上述技术方案，经过原位聚合，芯材被改性脲
‑
甲醛预聚物包裹形成微胶囊
。
[0017]优选的，所述改性
SBS
为羧基改性
SBS...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种抗开裂自愈合改性沥青，其特征在于，包括以下质量份数的原料：基质沥青 100
份；自愈合微胶囊 4
‑9份；改性
SBS 10
‑
20
份；紫外光固化改性环氧丙烯酸酯 3
‑5份；抗老化剂 0.6
‑
1.0
份；功能助剂 1.0
‑
1.5
份；所述自愈合微胶囊的壁材为改性脲
‑
甲醛预聚物
。2.
根据权利要求1所述的抗开裂自愈合改性沥青，其特征在于，所述自愈合微胶囊的芯材包括葵花籽油
、
芳香油
、
沥青再生剂中的一种或几种的组合
。3.
根据权利要求1所述的抗开裂自愈合改性沥青，其特征在于，所述改性脲
‑
甲醛预聚物的原料包括质量比为（
0.15
‑
0.25
）：（
0.8
‑
1.0
）：1的氨基硅烷偶联剂
、
尿素和甲醛
。4.
根据权利要求3所述的抗开裂自愈合改性沥青，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂包括
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷
、
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷
、N
‑
β
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷
、N
‑
β
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种的组合
。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述的抗开裂自愈合改性沥青，其特征在于，所述自愈合微胶囊按照以下制备方法制备得到：
S1.
将尿素和甲醛加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，在
60
‑
70℃
下搅拌反应
40
‑
60min
，然后加入氨基硅烷偶联剂，调节溶液
pH
为
7.5
‑
8.5
，继续搅拌反应
60
‑
70min
，得到预聚体溶液；
S2.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗志宝，高仲，李勇，刘立东，贺荣良，王恺，李志伟，刘鸿奎，高志平，李建军，白瑞，牛建平，张志彪，冯小刚，张艳，王颜国，党志龙，王永生，姚文斌，梁继锁，侯乐，段福林，白治军，张婧，牛强，李改霞，姜永刚，边海霞，高飞翔，高文博，孙科，陈浩宇，王赟，吴平，包航盖，王宇，李鹏飞，高飞林，杨成旭，石宇，邵秋霞，刘晓琴，王海东，
申请(专利权)人：鄂尔多斯市路泰公路工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：