[发明专利]一种光/热驱动自修复防腐涂层材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种光/热驱动自修复防腐涂层材料及其制备方法和应用。所述光/热驱动自修复防腐涂层材料，包含石蜡、非极性热塑性聚合物和光热填料；所述非极性热塑性聚合物为石蜡与非极性热塑性聚合物质量含量的10％～50％；所述光热填料为非极性热塑性聚合物与石蜡质量含量的0.5％～5％。本发明通过将非极性热塑性聚合物在加热搅拌条件下溶于石蜡，得到无色透明铸膜溶液；再向溶液中加入光热填料，混匀，使光热填料充分分散，得到光/热驱动自修复防腐涂层材料；本发明涂层材料是基于融化、流动再融合的物理型本征自修复物质，在水中具有优异的自修复性能和防腐性能，具有较大的应用前景。

技术领域

本发明涉及自修复防腐涂层技术领域，更具体地，涉及一种在光/热驱动下可实现在空气/水中自修复的防腐涂层材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国基础建设进程的不断推进，防腐涂层领域迎来了更加广阔的市场。但是，其同样面对着随使用年限增长及外界因素的冲击会产生裂纹、划痕进而大大影响涂层的机械性能、提升维护成本甚至带来安全隐患等问题。针对这一问题，受到人体皮肤自愈合和树皮可再生等自然现象的启发，相关学者提出“自修复”概念，期望涂层受损后可实现“主动愈合”，即可部分或完全恢复原有结构或功能的过程。

自修复涂层技术发展至今，可依据其修复机制分为本征型和外援型。两者区别在于后者需要引入如含有修复剂的微胶囊、微脉管或纳米粒子等微容器，然后在外界刺激(力、pH值、温度等)下触发损伤区域的修复剂释放，从而实现自修复，而本征型自修复是依靠涂层材料本身含有的特殊化学键(酰腙键、二硫键、Diels-Alder反应)或其它物理化学性质如氢键、疏水、静电和金属配体作用等实现自修复，其中，大部分具有本征自修复性能的物质，也需要在光、热等因素的触发下才可实现其修复过程。此外，因光、热具有良好的环境适用性及可控性，使光/热触发自修复技术在自修复领域得到广泛运用。

本征型自修复模式不依赖于修复剂，省去了预先修复剂包埋技术等复杂步骤，且对基体性能影响小，但对涂层基体材料分子结构设计是该方法面临的最大挑战，也限制了其发展空间。而外援型自修复存在修复缓慢、修复次数受限、合成过程复杂及微胶囊在树脂中分散不均匀、易团聚等问题。此外，因大多数防腐涂层的服役环境往往湿度较大或直接为水环境，且空气环境与水环境的切换也意味着涂层的整个表面/界面状态会发生剧烈的变化，这意味着在空气中可实现自修复的物质可能在水环境中并不适用。所以，自修复材料在水环境中的自修复性能也成为了研究者们共同的关注点及亟待解决难题。

对于自修复这个过程来说，直接应用具有本征自修复性质的物质，可省略合成及埋置微胶囊或微脉管等繁琐步骤，但是基于动态共价键构筑的化学型本征自修复物质同样面临着设计、合成步骤复杂，制备工艺繁琐等问题。而基于融化、流动再融合的物理型本征自修复物质所涉及到的设计、合成步骤远比基于动态共价键构筑的化学型本征自修复物质简单得多；因此，为克服微胶囊、微脉管及构筑动态可逆共价键等传统自修复涂层技术制备过程繁琐、制备成本高昂及难以实现大规模生产等难点，选用基于融化、流动再融合实现自修复的物理型本征自修复物质作为涂层组分被视为可期待值较高的自修复策略，但是目前还未见有基于融化、流动再融合实现自修复的物理型本征自修复涂层材料的相关报道。因此，基于融化、流动再融合实现自修复的物理型本征自修复涂层原理，如何制备一种在服役状态下呈现固体性质而在受损时可呈现类液体性质的涂层，同时还可实现水环境中的自修复，为本发明亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一种光/热驱动自修复防腐涂层材料。

本发明的另一目的是提供所述光/热驱动自修复防腐涂层材料的制备方法。

本发明的再一目的是提供所述光/热驱动自修复防腐涂层材料的应用。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：