[发明专利]一种双重响应型沥青自愈合胶囊的制备方法

说明书

本发明目的在于一种双重响应型自愈合胶囊的制备方法，包括以下步骤：配制质量分数为1.5～2.5wt％的海藻酸钠溶液；加入占海藻酸钠溶液质量0.5～3.0wt％的四氧化三铁粉末，进行预剪切得到共混液；所得共混液中加入沥青再生剂和表面活性剂，经高速剪切分散均匀得到共混乳浊液；其中，再生剂用量占海藻酸钠溶液质量的10～20wt％，表面活性剂用量占再生剂质量的0.5～1.5wt％；将所得共混乳浊液滴加到质量分数3～5wt％的氯化钙溶液中，搅拌反应得到湿胶囊；将所得湿胶囊滤出，蒸馏水漂洗，干燥去除胶囊中的水分，得到双重响应型四氧化三铁/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，具体涉及一种双重响应型沥青自愈合胶囊的制备方法。

背景技术

国内外的相关研究表明，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愈合能力、延长路面服役寿命。海藻酸钙胶囊凭借其独有的多腔室结构可在循环荷载下作用下弹性收缩而逐渐释放内部的再生剂，达到微裂缝愈合和老化沥青原位再生的双重目标，初步实现了沥青路面的自愈合与智能预养护。然而，海藻酸钙胶囊存在强度偏低，再生剂释放方式单一的问题，并且释放的沥青再生剂的扩散速率严重依赖温度，导致难以在低温严寒的服役条件下得以应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种双重响应型沥青自愈合胶囊的制备方法，所得胶囊的再生剂释放方式既有荷载诱导缓慢释放的特性，还具有微波诱导快速释放的特性，同时显著提高了沥青再生剂的扩散速率，从而使得该胶囊能够在低温严寒的服役条件下得以应用。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种双重响应型自愈合胶囊的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制质量分数为1.5～2.5wt％的海藻酸钠溶液；加入占海藻酸钠溶液质量0.5～3.0wt％的四氧化三铁粉末，进行预剪切得到共混液；

(2)所得共混液中加入沥青再生剂和表面活性剂，经高速剪切分散均匀得到共混乳浊液；其中，再生剂用量占海藻酸钠溶液质量的10～20wt％，表面活性剂用量占再生剂质量的0.5～1.5wt％；

(3)将所得共混乳浊液滴加到质量分数3～5wt％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，蒸馏水漂洗，干燥去除胶囊中的水分，得到双重响应型四氧化三铁/海藻酸钙沥青自愈合胶囊。

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，所述表面活性剂为吐温80。

按上述方案，步骤(1)中的预剪切时间为5～10min，速率为1000～2000r/min。

按上述方案，步骤(2)中的高速剪切时间为15～20min，剪切速率为3000～6000r/min。

按上述方案，步骤(3)滴定高度为10～20cm,滴入速率为30～50滴/分钟。

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。

本发明相对于现有技术的有益效果如下：

其一，引入的四氧化三铁，有效分布在胶囊内部腔室壁和外部囊壁材中，从而进一步提高海藻酸钙胶囊的整体强度。

其二，引入的四氧化三铁，使得海藻酸钙胶囊内部再生剂释放方式具有荷载被动缓释和微波主动速释的双重特性，赋予海藻酸钙胶囊宽泛的再生剂诱导释放机制；同时四氧化三铁的强吸波效应产生的热量显著提高了沥青再生剂的扩散速率，使得四氧化三铁/海藻酸钙沥青自愈合胶囊在低温严寒服役条件下仍具有良好的愈合再生效果。