本发明涉及机场道面修补技术领域。具体来说，本发明涉及一种室温自密实机场道面修补材料及其制备方法。
背景技术：
混凝土或沥青机场道面损坏之后的维修比较复杂，而且需要封闭停用修复，养护时间较长，严重影响机场的正常通航。因此，业内急需可快速固化修复机场道面的修补材料。
中国发明专利申请2012023613.5披露了一种自密实快速固化路面修补材料及其制备方法与应用，所述修补材料包括致密骨料、热塑性树脂粘结剂以及在加热状态下可以诱发所述热塑性树脂粘结剂快速固化的热引发潜伏固化剂，大大缩短了抢修固化机场道面的时间。但该方法需要将致密骨料加热到近1000℃的高温，这显然增加了修补材料制备工艺的复杂性和成本。
为此，本领域需要一种室温自密实机场道面修补材料及其制备方法。
技术实现要素：
本发明之目的在于提供一种制备室温自密实机场道面修补材料的方法，所述方法包括下述步骤：(1)制备树脂微胶囊包裹的环状单体；以及(2)根据所需重量比例，在没有机械外力的情况下混合所述树脂微胶囊包裹的环状单体、催化剂和致密骨料，得到室温自密实机场道面修补材料。在利用所述室温自密实机场道面修补材料进行施工时，通过控制向所述室温自密实机场道面修补材料施加的剪切力，使得至少一部分的树脂微胶囊破碎从而释放环状单体，环状单体渗透出树脂微胶囊并接触催化剂后可快速固化，从而提供室温自密实功能。此外，在利用所述室温自密实机场道面修补材料进行施工时，还可通过控制向所述室温自密实机场道面修补材料施加的剪切力，使至少一部分的树脂微胶囊没有发生破碎并潜伏在修补之后的机场道面中，从而在机场道面再次损坏时释放环状单体，环状单体渗透出树脂微胶囊并接触催化剂之后进行快速固化，提供自修补功能。
本发明的目的还在于提供一种用上述方法制备的室温自密实机场道面修补材料。
为了实现上述目的，本发明提供下述技术方案。
在第一方面中，本发明提供一种制备室温自密实机场道面修补材料的方法，所述方法包括下述步骤：
(1)制备树脂微胶囊包裹的环状单体；
(2)根据所需重量比例，在没有机械外力的情况下混合所述树脂微胶囊包裹的环状单体、催化剂和致密骨料，得到室温自密实机场道面修补材料；以及
其中在利用所述室温自密实机场道面修补材料进行施工时，通过控制向所述室温自密实机场道面修补材料施加的剪切力，使得至少一部分的树脂微胶囊破碎从而释放环状单体。
在第一方面的一种实施方式中，所述方法还包括在利用所述室温自密实机场道面修补材料进行施工时，通过控制向所述室温自密实机场道面修补材料施加的剪切力，使至少一部分的树脂微胶囊没有发生破碎并潜伏在修补之后的机场道面中，从而在机场道面再次损坏时释放环状单体。
在第一方面的另一种实施方式中，所述步骤(1)包括将液态环状单体添加到包含异氰酸酯和阴离子乳化剂的溶液中，超声乳化之后再滴加二胺，形成所述树脂微胶囊包裹的环状单体。
在第一方面的另一种实施方式中，所述环状单体包括环戊二烯单体和/或降冰片烯单体。
在第一方面的另一种实施方式中，所述催化剂包括grubbs催化剂。
在第一方面的另一种实施方式中，所述致密骨料包括硅砂颗粒、陶砂或陶粒。
在第一方面的另一种实施方式中，所述室温自密实机场道面修补材料由下述重量份的组分制成：5-20重量份的树脂微胶囊包裹的环状单体、0.5-2重量份的催化剂和100重量份的致密骨料。
在第二方面中，本发明提供一种根据如第一方面所述的方法制备的室温自密实机场道面修补材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)通过用树脂微胶囊包裹环状单体，在环状单体和催化剂之间形成物理隔绝，使得本发明的自密实机场道面修补材料的储存和运输非常方便；(2)在利用本发明的自密实机场道面修补材料进行施工时，可通过调节向修补材料施加的剪切力，使得至少一部分树脂微胶囊破碎来释放环状单体，环状单体渗透出微胶囊并接触催化剂之后快速固化，提供室温自密实功能；(3)在利用本发明的自密实机场道面修补材料进行施工时，可通过调节向修补材料施加的剪切力，使至少一部分的树脂微胶囊没有发生破碎并潜伏在修补之后的机场道面中，从而在机场道面再次损坏时释放环状单体，环状单体渗透出树脂微胶囊并接触催化剂之后进行快速固化，提供自修补功能。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚和完整的描述。
本发明之目的在于提供一种制备室温自密实机场道面修补材料的方法，所述方法包括下述步骤：(1)制备树脂微胶囊包裹的环状单体；以及(2)根据所需重量比例，在没有机械外力的情况下混合所述树脂微胶囊包裹的环状单体、催化剂和致密骨料，得到室温自密实机场道面修补材料。在本文中，“没有机械外力”是指没有向室温自密实机场道面修补材料施加足以使树脂微胶囊破碎的剪切力。
在第一方面中，本发明提供一种制备室温自密实机场道面修补材料的方法，所述方法包括下述步骤：
(1)制备树脂微胶囊包裹的环状单体；
(2)根据所需重量比例，在没有机械外力的情况下混合所述树脂微胶囊包裹的环状单体、催化剂和致密骨料，得到室温自密实机场道面修补材料；以及
其中在利用所述室温自密实机场道面修补材料进行施工时，通过控制向所述室温自密实机场道面修补材料施加的剪切力，使得至少一部分的树脂微胶囊破碎从而释放环状单体。破碎的树脂微胶囊可控制环状单体渗透速度，在一定程度上起到缓凝的作用。
在第一方面的一种实施方式中，所述方法还包括在利用所述室温自密实机场道面修补材料进行施工时，通过控制向所述室温自密实机场道面修补材料施加的剪切力，使至少一部分的树脂微胶囊没有发生破碎并潜伏在修补之后的机场道面中，从而在机场道面再次损坏时释放环状单体。这些环状单体在接触残留的催化剂之后可进行快速固化，从而为修补之后的机场道面提供自修补能力。如果仅出现微细裂纹，无需花费人力物力财力对机场道面进行修补，这显著减少了机场道面维修的频率，降低了机场道面维护的成本。
在第一方面的另一种实施方式中，所述步骤(1)包括将液态环状单体添加到包含异氰酸酯和阴离子乳化剂的溶液中，超声乳化之后再滴加二胺，形成所述树脂微胶囊包裹的环状单体。
没有特别限定异氰酸酯、阴离子乳化剂或二胺的种类。在一种实施方式中，异氰酸酯包括二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种。在一种实施方式中，阴离子乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠和/或聚丙烯酸钠盐。在一种实施方式中，二胺包括乙二胺、丙二胺和间苯二胺中的一种或几种。
在第一方面的另一种实施方式中，所述环状单体包括环戊二烯单体和/或降冰片烯单体。
在第一方面的另一种实施方式中，所述催化剂包括grubbs催化剂。所述grubbs催化剂可为第一代grubbs催化剂，具体为苯亚甲基·二氯·双(三环己基膦)合钌。
在第一方面的另一种实施方式中，所述致密骨料包括硅砂颗粒、陶砂或陶粒。
在第一方面的另一种实施方式中，所述室温自密实机场道面修补材料由下述重量份的组分制成：5-20重量份的树脂微胶囊包裹的环状单体、0.5-2重量份的催化剂和100重量份的致密骨料。
在第二方面中，本发明提供一种根据如第一方面所述的方法制备的室温自密实机场道面修补材料。
实施例
如无特别说明，实施例中所用原料均可通过商业途径购买，所采用工艺都是本领域熟知的工艺。
实施例1
本实施例涉及一种制备包括聚脲微胶囊包裹的环戊二烯的室温自密实机场道面修补材料的方法。
在第一步中，制备聚脲微胶囊包裹的环戊二烯。在室温下，将10kg环戊二烯添加到1kg甲苯二异氰酸酯和250g十二烷基苯磺酸钠的5kg去离子水中，搅拌乳化的转速为6000转/分钟，乳化时间为30分钟，再超声乳化15分钟，得到甲苯二异氰酸酯-环戊二烯乳液。然后，在400转/分钟的机械搅拌条件下，向甲苯二异氰酸酯-环戊二烯乳液滴加1kg乙二胺，反应2小时之后，即得到聚脲微胶囊包裹的环戊二烯水溶液。将聚脲微胶囊包裹的环戊二烯水溶液在60℃下减压蒸馏。然后在室温条件下用丙酮洗涤蒸馏物，并真空干燥，将丙酮洗涤和真空干燥重复至少3次，以除去未包覆的环戊二烯或未反应的甲苯二异氰酸酯单体，最后得到8.3kg聚脲微胶囊包裹的环戊二烯粉末。
在第二步中，在没有机械外力的情况下混合5kg聚脲微胶囊包裹的环戊二烯、500g的grubbs催化剂和10kg粒径为70-140目、比重为1.8-2.0的陶砂骨料，得到根据实施例1的室温自密实机场道面修补材料。
利用1500w小型水泥搅拌机搅拌混合根据实施例1的室温自密实机场道面修补材料，发现所述修补材料在30分钟内固化。通过光学显微镜观察固化后的修补材料，发现仍然有完整的聚脲微胶囊。如果机场道面出现微细裂纹，使这些完整的聚脲微胶囊破损，它们将释放里面所包裹的环戊二烯，环戊二烯接触残留的催化剂之后会快速固化，提供自我修补功能。
实施例2
本实施例利用与实施例1相同的方法制备包括聚脲微胶囊包裹的环戊二烯的室温自密实机场道面修补材料，得到根据实施例2的室温自密实机场道面修补材料。
利用4000w小型水泥搅拌机搅拌混合根据实施例2的室温自密实机场道面修补材料，发现所述修补材料在10分钟内固化。通过光学显微镜观察固化后的修补材料，没有发现完整的聚脲微胶囊。
实施例3
本实施例涉及一种制备包括聚脲微胶囊包裹的降冰片烯的室温自密实机场道面修补材料的方法。
在第一步中，制备聚脲微胶囊包裹的降冰片烯。在50℃下，将10kg降冰片烯添加到1kg甲苯二异氰酸酯和250g十二烷基苯磺酸钠的5kg去离子水中，搅拌乳化的转速为6000转/分钟，乳化时间为30分钟，再超声乳化15分钟，得到甲苯二异氰酸酯-降冰片烯乳液。然后，在400转/分钟的机械搅拌条件下，向甲苯二异氰酸酯-降冰片烯乳液滴加1kg乙二胺，反应2小时之后，即得到聚脲微胶囊包裹的降冰片烯水溶液。将聚脲微胶囊包裹的降冰片烯水溶液在60℃下减压蒸馏，然后在室温条件下用丙酮洗涤蒸馏物，并真空干燥，将丙酮洗涤和真空干燥重复至少3次，以除去未包覆的降冰片烯或未反应的甲苯二异氰酸酯单体，最后得到8.2kg聚脲微胶囊包裹的将冰片烯粉末。
在第二步中，在没有机械外力的情况下混合5kg聚脲微胶囊包裹的降冰片烯、500g的grubbs催化剂和10kg粒径为70-140目、比重为1.8-2.0的陶砂骨料，得到根据实施例3的室温自密实机场道面修补材料。
利用1500w小型水泥搅拌机搅拌混合根据实施例3的室温自密实机场道面修补材料，发现所述修补材料在30分钟内固化。通过光学显微镜观察固化后的修补材料，发现仍然有完整的聚脲微胶囊。如果机场道面出现微细裂纹，使这些完整的聚脲微胶囊破损，它们将释放里面所包裹的降冰片烯，降冰片烯接触残留的催化剂之后会快速固化，提供自我修补功能。
实施例4
本实施例利用与实施例3相同的方法制备包括聚脲微胶囊包裹的降冰片烯的室温自密实机场道面修补材料，得到根据实施例4的室温自密实机场道面修补材料。
利用4000w小型水泥搅拌机搅拌混合根据实施例4的室温自密实机场道面修补材料，发现所述修补材料在10分钟内固化。通过光学显微镜观察固化后的修补材料，没有发现完整的聚脲微胶囊。
上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明披露的内容，在不脱离本发明范围和精神的情况下做出的改进和修改都本发明的范围之内。