[发明专利]一种压力敏感的耐热密封微胶囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微胶囊的制备方法，具体地说是一种对外部压力敏感的密封性优异的耐热微胶囊的制备方法。

背景技术

热固性的环氧树脂复合材料性能优异，应用广泛。但其固化过程往往受制于各种环境条件，常常出现适用期和固化物性能间的矛盾、固化条件和固化物性能间的矛盾。因此，人们开发了许多潜伏性固化剂，一定程度上解决了适用期和固化物性能间的矛盾。但是，固化条件和固化物性能间的矛盾，依然十分突出。比如，但在很多建筑或土木工程中，环氧树脂往往需要在较高的温度下施工，因此采用的都是高温固化剂体系，但施工结束后，环境温度迅速下降，导致最终固化物性能下降或者需要很长时间的封闭固化。因此，我们希望将高温固化剂和低温固化剂隔离，高温时高温固化剂发生作用；当温度降低时，低温固化剂启动反应。

微胶囊方法是一种较为新颖的将囊内物质同环境条件隔离，在一定的外部条件下，微胶囊破裂释放出其中的固化剂或环氧树脂来，触发环氧树脂的新一轮反应的过程控制技术。

微胶囊技术广泛应用与药物释放、材料自修复以及作为相变储热材料的包覆材料等各个方面。微胶囊的制备方法，从原理上看大致有三种：即物理法，化学法和物理化学法。物理和物理化学方法主要是通过微胶囊壁材的物理变化实现微胶囊化，如溶剂挥发法、溶液萃取法、熔化分散后冷凝及喷雾干燥等等，物理及物理化学法制备的微胶囊往往密封性不好、机械强度不可控，热稳定性能因受到制备过程中壁材相变温度制约而往往较差。显然，其耐热性、机械强度和密封性等关键性能不能满足很多特殊的需要。

密胺树脂、脲醛树脂和环氧树脂等耐热性、机械性能较好，因此以他们为微胶囊壁材，是不错的选择。胺类固化剂是环氧树脂最常用的固化剂之一，且往往固化温度较低。但是环氧树脂的胺类固化剂，具有两亲性和高活性，微胶囊化难度很大。以往人们多是利用物理方法进行微胶囊化，因此壁材的密封性差、机械强度低且生产设备复杂。美国专利US3791980采用锐孔滴加凝固浴法，利用热塑性材料包覆乙二胺。中国专利CN200710029990.1给出了一种采用密胺树脂或脲醛树脂包覆多硫醇制备多硫醇微胶囊的方法。但密胺树脂预聚物本身是水溶性的，能包覆油溶性的但不能包覆水溶性的低粘度胺类固化剂。环氧树脂预聚物本身是不溶于水的，经典的界面聚合法或原位聚合法普遍认为，它只能包覆水溶性的而不能包覆油溶性的低粘度胺类固化剂，同时，也正是因为油水界面的反应，胺类固化剂中的水分也被包覆在了微胶囊内部，因此在干燥阶段若控制不当，将破坏微胶囊的密封性，如果不能把水清除干净，那么水又是环氧树脂固化的阻聚剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种压力敏感的耐热密封微胶囊的制备方法，该制备方法工艺、设备简单，既不引入水相，也不受微胶囊芯材水溶或油溶性的限制，且通过控制环氧树脂和固化剂之间的比例和体系官能度，能有效控制微胶囊的机械强度、密封性和耐热性，得到的微胶囊和环氧树脂之间天然相容，易于分散于环氧树脂中。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种压力敏感的耐热密封微胶囊的制备方法，其特征在于该方法步骤如下：

1）首先制备微胶囊壁材，控制温度在20℃-80℃之间，将环氧树脂和（0.50-0.85）倍当量的芯材固化剂制备预聚物，然后将预聚物壁材溶于溶剂形成溶液；所述壁材为环氧树脂与胺类固化剂反应后生成的固化树脂；

2）控制该溶液温度在20℃-80℃之间，并将芯材用针孔滴加入该溶液中，直到微胶囊囊壁固化成型；芯材是环氧树脂的胺类固化剂；微胶囊的芯材与壁材的质量比在1:5-5:1之间；

3）将成型物过滤，洗涤、干燥，得到压力敏感的耐热密封微胶囊。