[发明专利]一种道路用复合相变微胶囊制备方法

说明书

本发明公开了一种道路用复合相变微胶囊制备方法，首先制备一种复合相变材料，然后将该复合相变材料作为囊芯，以海藻酸钠与氯化钙溶液的反应产物海藻酸钙作为壁材，提出了一种复合型相变微胶囊的制备方法。开发出一种新的沥青路面自调温材料，使其具有较高的机械强度和较高的导热系数，在服役环境下仍能保持良好的相变功能，以提高沥青路面的路用性能和安全性。本发明利用海藻酸钠与氯化钙溶液的反应产物海藻酸钙作为壁材，得到的复合相变微胶囊。该复合相变微胶囊具有较高的机械强度和较高的导热系数，在沥青路面服役环境下仍能保持良好的相变功能，适用于调节沥青路面温度，延缓沥青路面升/降温速率，延长沥青路面的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种新型道路工程材料，特别是一种由聚乙二醇/膨胀石墨复合相变材料作为囊芯，利用海藻酸钠与氯化钙溶液的反应产物海藻酸钙作为壁材，得到的复合相变微胶囊。该复合相变微胶囊具有较高的机械强度和较高的导热系数，在沥青路面服役环境下仍能保持良好的相变功能，适用于调节沥青路面温度，延缓沥青路面升/降温速率，延长沥青路面的使用寿命。

背景技术

沥青路面因其铺装效果好、工程造价低、维修养护方便等优点，已经成为我国高等级道路的主要路面形式，在我国高等级路面中的占有率超过了90％。但由于沥青是一种具有温度敏感性的粘弹性材料，在实际工程应用中会面临着温度变化带来的负面影响。研究发现，沥青混合料的力学性能受温度影响明显，沥青路面在高温环境下受到车辆荷载作用时易发生车辙，而在低温环境下又易发生收缩开裂。此外，温度变化引起的应力循环还会加速沥青路面的老化，从而降低沥青路面的使用寿命。

近年来，为降低道路沥青的温敏性，学者研究了性能优越的沥青材料、改性剂以及相变材料等。目前，将相变材料应用于道路工程领域具有十分广阔的应用前景。相变调温技术是近年来应用较广的一种储能控温技术，它利用相变材料在其相变温度范围内随温度的变化而改变其相态并进行相变潜热的吸收或者释放，同时保持自身温度维持在稳定的温度范围内的特性来对物体的温度进行调控。在种类众多的相变调温材料中，固-液类有机相变材料因其相变温度范围与沥青路面的服役环境温度相近、具有较高的相变潜热、相变前后体积变化较小、过冷较小且无相分离等特点，成为沥青路面中应用最广的一类相变材料。但固-液类相变材料在熔融放热过程中会呈现出具有流动性的液体状态，在沥青路面升温过程中易发生泄漏，影响沥青路面的基础路用性能。此外，有机类相变材料还存在导热系数小的缺点，影响了相变材料在沥青路面中的相变调温效率。

为解决固-液类有机相变材料在沥青路面应用中的缺点，研究人员采取了多种方法，其中应用最广泛的是对相变材料进行复合。复合相变材料指的是将功能性物质与载体基质相结合的一种复合材料。功能性物质主要指的是固-液类有机相变材料，主要起到相变控温的作用；载体物质则主要起到对相变材料进行定形、防止相变材料在熔融相变过程中发生泄漏的作用。此外，部分载体物质导热系数较高，可以弥补相变材料导热系数不足的缺点。然而，目前的复合相变材料在服役环境中热、氧、紫外线和机械负荷的反复作用下，容易受到损伤，导致功能核心材料泄漏，使复合相变材料功能失效。综上所述，采用复合相变材料虽然对相变材料有一定的保护作用，但在实际服役环境下也很容易破损，使其功能失效，因此需要研发耐久性更好的功能材料。

发明内容

本发明针对上述状况，以相变材料聚乙二醇为主要功能芯样，以吸附材料膨胀石墨为载体基质，首先制备一种复合相变材料，然后将该复合相变材料作为囊芯，以海藻酸钠与氯化钙溶液的反应产物海藻酸钙作为壁材，提出了一种复合型相变微胶囊的制备方法。其目的在于：开发出一种新的沥青路面自调温材料，使其具有较高的机械强度和较高的导热系数，在服役环境下仍能保持良好的相变功能，以提高沥青路面的路用性能和安全性。

本发明为了实现上述目标，采取的技术方案为：

①首先采用以下原料及其重量配比制备得到一种复合相变材料。

聚乙二醇： 90％～94％