[发明专利]用于舰船海水管路系统防腐蚀自修复微纳胶囊及制备方法

说明书

用于舰船海水管路系统防腐蚀自修复微纳胶囊及制备方法属微纳胶囊自修复材料技术领域，本发明所述自修复微纳胶囊壁材为海藻酸钙，芯材为桐油，采用原位聚合法制备。本发明所述壁材一种天然高分子无毒无污染材料，来源广泛，成本可控。工艺简单，反应条件易于控制，且制备的胶囊包覆率高，有利于进一步规模生产，稳定性强及尺寸小等优点，可降低对涂层力学性能的影响，增加修复性能。

技术领域

本发明属微纳胶囊自修复材料技术领域，具体涉及一种用于舰船海水管路系统防腐蚀的自修复微纳胶囊及其制备方法。

背景技术

目前，有机涂层在海洋腐蚀防护中发挥着至关重要的作用。但由于受到海水腐蚀的影响，涂层内部往往隐藏着微裂纹。一旦涂层内部产生缺陷，表面就会产生不连续现象，从而加剧涂层的损伤，大大缩短涂层的使用寿命。

自愈合智能材料对修复微裂纹的机械损伤具有重要意义。微纳胶囊的嵌入是有效的方法之一。目前，用于涂覆的微胶囊尺寸大约为50-600微米，这些尺寸过大，从而影响涂层的力学性能。微胶囊壁材多为甲醛和尿素反应生成物脲醛树脂，反应物毒性较大。且制备过程中对反应条件如PH值等要求严格，不易控制反应过程。同时包覆率不高，稳定性差。

由上可见，针对目前存在的主要问题，本发明提供一种天然高分子无毒无污染材料为壁材，采用原位聚合法制备纳米级胶囊，尺寸小，降低对涂层力学性能的影响，反应条件易于控制，且包覆率较高，稳定性能好。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用于舰船海水管路系统防腐蚀的自修复微纳胶囊及其制备工艺，此法制备的自修复微纳胶囊具有制备工艺简单，成本低，材料无毒无污染，反应条件易于控制且包覆率较高等特点，可广泛用于舰船海水管路系统等防腐蚀涂料的自修复。

本发明的用于舰船海水管路系统防腐蚀自修复微纳胶囊，由去离子水、乳化剂、海藻酸钠溶液、氯化钙溶液和桐油组成，其中桐油为芯材，所述去离子水所用含量为60-170毫升/每克芯材；乳化剂种类为OP-10、阿拉伯树胶粉、十二烷基苯磺酸钠、TWEEN80中的一种，或其中的两种混合；所述乳化剂的重量百分比为芯材质量的5％-15％；若两种乳化剂混合其两种比例为0.5：1或2：1；海藻酸钠溶液浓度为0.5％-1％，所用含量为3-9毫升/每克芯材；氯化钙溶液浓度为2％-3％，所用含量为0.4-1.1毫升/每克芯材；其中海藻酸钠溶液与氯化钙溶液的反应生成物海藻酸钙为微纳胶囊壁材，芯材由壁材包裹，为球形，球的半径为50纳米-4微米。

一种用于舰船海水管路系统防腐蚀自修复微纳胶囊的制备方法，包括下列步骤：

2.1按微纳胶囊组分的比例，配置去离子水、乳化剂、海藻酸钠溶液、氯化钙溶液和桐油；

2.2室温下，将乳化剂加入去离子水中，放入超声波仪进行超声振荡0.5-2分钟后加入桐油，形成混合溶液；

2.3用组织捣碎机对步骤2.2的混合溶液进行乳化，形成稳定的初乳溶液，组织捣碎机转速为600-8000转/分钟，乳化时间为20-80分钟；

2.4在步骤2.3所得的初乳溶液中加入海藻酸钠溶液，用磁力搅拌器搅拌，磁力搅拌器转速为50-200转/分钟，搅拌时间为10-30分钟；

2.5向步骤2.4所得溶液中缓慢滴入氯化钙溶液，同时继续搅拌，反应3-5分钟后对反应产物进行去离子水洗涤、抽滤、干燥，干燥方式为真空干燥或冷冻干燥，真空干燥温度为40-60摄氏度，冷冻温度为零下60-80摄氏度，得到可常温下使用的自修复微纳胶囊。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

1.自修复微纳胶囊壁材为天然高分子无毒无污染材料。且芯材壁材来源广泛，成本可控。

2.流程简单，无需调节PH值等特定反应条件，反应条件易于控制。