一種熱熔型環氧結合料膠囊及其制備方法和應用

本發明屬于道路材料，具體涉及一種熱熔型環氧結合料膠囊及其制備方法和應用。

背景技術：

1、環氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環氧基團的有機化合物。環氧基團活性較高，可與多種類型的固化劑發生交聯反應，形成不溶的熱固性高聚物。由于環氧樹脂具有配方選擇性廣、力學性能好、粘附力強、化學穩定性高、電學性能優異、使用方便等優點，其被廣泛應用于涂料、粘接劑、電子電器材料、工程塑料和復合材料、建筑材料等領域。

2、環氧瀝青是一種采用環氧樹脂作為瀝青改性劑的瀝青膠結料，與集料經過拌和成型形成，其具有優異的路用性能和使用效果，因此環氧樹脂在道用中具有光明的應用前景。微觀層次上，環氧瀝青是由環氧樹脂、固化劑和適量瀝青按照一定比例配制并固化而成，固化后的膠結料是由具有空間網絡結構的環氧樹脂和分散成近似球體的瀝青顆粒構成。因此混合料的力學性能受環氧瀝青性能影響較大，如何在制備過程中精準控制環氧樹脂和固化劑的質量是提升混合料使用性能的有效途徑。

3、傳統環氧瀝青混合料的制備過程中，由于施工現場的管理水平和施工人員的相關操作參差不齊，在攪拌和投送配料的簍、桶、泵等一般器具中，環氧樹脂和固化劑往往會產生不少損耗，相應質量配比也無法完全滿足實驗室試驗所得出的最佳方案，這使得實驗室的研究成果不能有效指導實際工程的應用，進而影響環氧瀝青混合料的強度和使用性能。鑒于環氧樹脂材料配比的復雜性，以及特殊的儲藏和運載要求，亟需在環氧瀝青制備工藝中精準控制環氧樹脂和固化劑投放量的方法。

4、膠囊材料可以改變物質的外觀和性質，并延長和控制膜內物質的釋放，這使得被包裹的物質具有更好的環境穩定性，同時具有封閉性好、尺寸小、比表面積大、成品穩定性好和生物相容性好等優點。因此膠囊材料已被廣泛應用于涂料、醫藥、食品、農藥和化肥等領域。

5、在生物醫藥領域，傳統的軟膠丸劑是將提取物、液體藥物或與適宜輔料混合后，通過滴制法或壓制法將其密封于軟質膠囊中。然而，此類膠囊亦存在諸多不足：首先，其內容物要求嚴格，需采用植物油作為稀釋劑，且載量較小；其次，軟膠囊的包封性能不佳，崩解現象不合格，尤其在長時間保存過程中；此外，膠殼成分復雜，易導致成分遷移從而干擾內部藥品的測定。在洗滌產品中，洗衣膠囊的外膜在常溫的水中可以快速溶解，內容物為含水量極少的高倍濃縮衣物清潔護理成分，其外膜主材質是一種多羥基聚合物，其主要成分是聚乙烯醇，通過改性后制成水溶性塑料薄膜(簡稱為pval)。但洗衣凝珠膜需要在常溫下遇水溶解后才能將洗衣成份釋放出來，且載量較小，受不住重壓。

技術實現思路

1、解決的技術問題：為解決以上問題，本發明提出了一種熱熔型環氧結合料膠囊及其制備方法和應用。

2、技術方案：一種熱熔型環氧結合料膠囊，所述膠囊材質為tpu膜，且包括至少兩個相互獨立的腔體，所述腔體內分別裝有環氧樹脂和固化劑。

3、優選的，上述tpu膜厚度為100微米。

4、按照混合基質瀝青100份計算，上述環氧樹脂為50份，固化劑為40份，tpu膜為10份。

5、優選的，上述tpu膜由以下重量份的原料組成：聚酯多元醇30-40份，二異氰酸酯10-24份，自主修復劑3-8份，平流劑3-8份，引發劑2-5份，溶劑40-50份。

6、優選的，上述自主修復劑為聚二甲基硅氧烷(pdms)。

7、優選的，上述引發劑為過氧化二苯甲酰(bpo)。

8、優選的，上述溶劑為丙酮。

9、上述熱熔型環氧結合料膠囊的制備方法，步驟包括：(1)將底部開有小孔的膠囊模具安置在真空吸附的壓力儀器上；(2)將一層熱熔膠薄膜作為底膜平鋪在膠囊模具上，開啟真空抽壓，空氣從模具的小孔中被吸出，使得底膜貼附在模具上，形成膠囊的初始形狀；(3)將環氧樹脂和固化劑分別投入模具的兩個倉室中；(4)在模具上方貼上頂膜；(5)使用熱壓成型機器對頂膜的外邊緣進行15～20s的加熱；(6)頂膜和底膜由于自身熱熔膠膜受熱融化的特性而在高溫下粘結在一起，形成將環氧樹脂和固化劑包裹為內部芯材的熱封裝膠囊。

10、上述膠囊在制備環氧瀝青混合料中的應用。

11、優選的，上述瀝青為70號基質瀝青。

12、有益效果：(1)熱熔型環氧結合料膠囊可彌補傳統液體膠囊以及軟膠囊的不足，適用于高熔點，易熔性的環氧結合料。較市面上其它膠囊材料，其硬度范圍從邵爾a60～d80；且在整個硬度范圍內具有高彈性，和耐水洗性能優異；固化時間為20到60秒，能較好的承載質量較大質量的內芯材料。

13、(2)實驗室制備的熱熔膠膜在實驗中表現出極高的耐候性，無懼高溫日曬(熔點范圍在50-90℃)和冷害(最低溫度可達-40℃)，同時有效阻擋內部材料、蟲斑、酸雨等腐蝕，持久抗黃變，保證膠囊在使用過程中不易發生破裂或變形，從而保護器件的安全性和可靠性。

14、(3)使用熱壓封裝技術制備環氧樹脂和固化劑膠囊，可實現環氧瀝青在外部響應下的可控釋放及混合，如在制備環氧瀝青現場攪拌時，熱熔膠膜受熱點低于混合料提前破裂，均勻混合內部已配比完成的材料，從而形成使用便利的雙組分預混體系。同時，熱熔膠薄膜在熔融狀態下作為液體分散于環氧瀝青中，也可作為一種環氧瀝青改性劑的存在，對環氧瀝青混合料的力學性能可以起到一定的增韌作用。

15、(4)尤其重要的是，熱熔型環氧結合料膠囊生產工藝簡單，內部材料比例可以精確控制，其配比的精確度控制可達99.9％。大大地降低了人工生產成本，降低了損耗，滿足了環氧瀝青混合料特殊的儲藏和運載要求，且內部材料質量也不會隨著時間的延長而降低。

技術特征：

1.一種熱熔型環氧結合料膠囊，其特征在于，所述膠囊材質為tpu膜，且包括至少兩個相互獨立的腔體，所述腔體內分別裝有環氧樹脂和固化劑。

2.根據權利要求1所述熱熔型環氧結合料膠囊，其特征在于，所述tpu膜厚度為100微米。

3.根據權利要求1所述熱熔型環氧結合料膠囊，其特征在于，按照混合基質瀝青100份計算，所述環氧樹脂為50份，固化劑為40份，tpu膜為10份。

4.根據權利要求3所述熱熔型環氧結合料膠囊，其特征在于，所述tpu膜由以下重量份的原料組成：聚酯多元醇30-40份，二異氰酸酯10-24份，自主修復劑3-8份，平流劑3-8份，引發劑2-5份，溶劑40-50份。

5.根據權利要求4所述熱熔型環氧結合料膠囊，其特征在于，所述自主修復劑為聚二甲基硅氧烷（pdms）。

6.根據權利要求4所述熱熔型環氧結合料膠囊，其特征在于，所述引發劑為過氧化二苯甲酰（bpo）。

7.根據權利要求4所述熱熔型環氧結合料膠囊，其特征在于，所述溶劑為丙酮。

8.權利要求1-7任一所述熱熔型環氧結合料膠囊的制備方法，其特征在于，步驟包括：（1）將底部開有小孔的膠囊模具安置在真空吸附的壓力儀器上；（2）將一層熱熔膠薄膜作為底膜平鋪在膠囊模具上，開啟真空抽壓，空氣從模具的小孔中被吸出，使得底膜貼附在模具上，形成膠囊的初始形狀；（3）將環氧樹脂和固化劑分別投入模具的兩個倉室中；（4）在模具上方貼上頂膜；（5）使用熱壓成型機器對頂膜的外邊緣進行15~20s的加熱；（6）頂膜和底膜由于自身熱熔膠膜受熱融化的特性而在高溫下粘結在一起，形成將環氧樹脂和固化劑包裹為內部芯材的熱封裝膠囊。

9.權利要求1-7任一所述膠囊在制備環氧瀝青混合料中的應用。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述瀝青為70號基質瀝青。

技術總結
一種熱熔型環氧結合料膠囊及其制備方法和應用，所述膠囊材質為TPU膜，且包括至少兩個相互獨立的腔體，所述腔體內分別裝有環氧樹脂和固化劑。本發明熱熔型環氧結合料膠囊可彌補傳統液體膠囊以及軟膠囊的不足，適用于高熔點，易熔性的環氧結合料。較市面上其它膠囊材料，其硬度范圍從邵爾A60~D80；且在整個硬度范圍內具有高彈性，和耐水洗性能優異；固化時間為20到60秒，能較好的承載質量較大質量的內芯材料。

技術研發人員：王厚植,楊軍,羅桑,黃衛,劉士南,于運紅,范玉樓,陳輝民,黃鵬
受保護的技術使用者：東南大學
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21