[发明专利]一种潜伏型自修复微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域；

本发明属于微胶囊制备技术领域，涉及一种用于有机涂层的潜伏型自修复微胶囊及其制备方法，特别是一种潜伏型修复剂式的复合型微胶囊及其制备方法。

背景技术：

目前，传统的修复裂纹的技术主要有焊接、修补、新树脂原位固化等，这些传统方法大多是利用分子间相互作用来修复一些热塑性树脂，修复机理是界面分子间非共价键相互作用，没有新的共价键形成，而且需要大量的手工劳动；用于涂层裂纹修复的自修复微胶囊技术具有自诊断和自修复的特点，弥补人工检测涂层缺陷存在的漏洞，降低劳动工作量。目前国内外多用双环戊二烯做修复剂制成微胶囊，但是采用双环戊二烯(DCPD)为自修复复合材料的修复剂具有如下缺点：用于DCPD开环反应的催化剂如RuCl₃、K₂RuCl₅、Ru(H₂O)₆-(tos)₂等价格昂贵；DCPD聚合反应产物的力学性能较低；在自修复过程中，DCPD与催化剂能够接触的概率较小，自修复效果差。也有研究人员使用环氧树脂微胶囊修复涂层裂纹，这种方法需要加入固化剂微胶囊，环氧树脂微胶囊和固化剂微胶囊的实现按质量配比同时破裂的概率较小，很难以相应的质量配比破裂，且胶囊破裂后，两种芯材不易相互混合均匀，难以达到理想的固化效果。同时，环氧树脂粘度较大，在自修复过程中流动性差，给环氧树脂的固化带来不便。基于以上方法存在的缺点，探讨一种利用潜伏型固化剂具有潜在的固化修复有机涂层的能力，将其与环氧树脂和稀释剂按照特殊配比混合后制成微胶囊，分散在有机涂层中，具有潜伏修复裂纹的固化能力的方法很有必要。有机涂层遇到破损、涨裂、裂纹产生的情况下，就会自动将潜伏型微胶囊壁撕裂，囊芯材料流出填补裂纹，再经过后期高温处理，可完成有机涂层裂纹的修补工作；这些技术在修复过程中，不需要额外添加修复催化剂或引发剂，解决了囊芯材料流入裂缝后与催化剂或引发剂接触概率小的问题，可以解决自修复过程中环氧树脂流动性差的问题，可以提高修复效率。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提出一种用于有机涂层的潜伏型自修复微胶囊及制备方法，其制备的潜伏型自修复微胶囊在修复过程中使用加温固化方法修复裂纹，不需要额外添加修复催化剂或引发剂，解决囊芯材料流入裂缝后与催化剂或引发剂接触概率小的问题，其制备的微胶囊储存期较长，囊芯修复材料粘度可控。

为了实现上述目的，本发明涉及的潜伏型自修复微胶囊由囊芯树脂、囊芯稀释剂和囊芯潜伏型固化修饰剂三者按照重量配比为1∶0.05-0.5∶0.05-0.8组合成囊芯材料；微胶囊中各组份的重量配比为囊芯树脂5-20份；囊芯稀释剂0.5-5份；囊芯潜伏型固化修饰剂1-18份；按摩尔比为1∶1.0-3.0配成的尿素和甲醛混合溶液2-33份；乳化剂0.1-3份；消泡剂0.05-1份；去离子水45-105份。

本发明所述的囊芯树脂包括多官能基缩水甘油醚树脂、多官能基缩水甘油胺树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂和卤化环氧树脂。

本发明所述的囊芯稀释剂为氯苯、1-丁基缩水甘油醚、苯甲醇、乙酸乙酯和乙基乙酸苯脂中的一种或两种以上，根据稀释剂在囊芯材料中的配比控制囊芯材料的粘度，以适用于不同构型的裂缝。

本发明所述的囊芯潜伏型固化修饰剂为十二烷基代顺烯二酸酐、六氢苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、咪唑、双氰胺、三氯化硼-单乙胺络合物、三乙醇胺和三氯化硼苄胺中的一种或两种以上。

本发明所述的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚复合物、十二烷基苯磺酸钙、失水山梨醇脂肪酸酯、山梨糖醇酐单硬脂酸酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠和苯乙烯-马来酸酐共聚物中的一种或两种以上。

本发明所述的消泡剂为低级醇类或有机极性化合物系列，低级醇类消泡剂包括甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇；有机极性化合物系列消泡剂包括戊醇、二异丁基甲醇、辛醇、失水三梨醇三油酸脂和聚丙二醇。