[發(fā)明專利]微裂紋自修復(fù)微膠囊及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210218226.X
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102702838A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王巍;許立坤;李相波;邢路闊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C08G18/76;C08G18/32;C08G18/54;B01J13/14;C09D5/08;C09D163/00;C09D167/08;C09D127/12
• 代理公司: 北京康盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 黃錦陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能防腐涂層技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用于潮濕環(huán)境下微裂紋自修復(fù)的微膠囊，及其制備方法。

背景技術(shù)

智能防腐涂層是指以防腐涂層的形式覆蓋于目標(biāo)物體上的具有智能材料特征的涂層，不同于傳統(tǒng)意義上的涂層，它們是一種“智能的”涂層，具有在預(yù)定外界刺激下做出可控改變特點的涂層材料，能對環(huán)境產(chǎn)生選擇性作用或者對環(huán)境變化做出響應(yīng)，并實時改變自身的一種或多種性能參數(shù)向適應(yīng)環(huán)境方向調(diào)整的材料、復(fù)合材料或材料的復(fù)合。

目前智能防腐涂層的制備與應(yīng)用研究已成為國內(nèi)外涂層領(lǐng)域的研究熱點。隨著國家對海洋開發(fā)規(guī)模不斷擴(kuò)大的需求，智能防腐涂層在海洋開發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用前景更為廣闊，特別是在海洋環(huán)境中的管線、船體、儲油罐和油氣平臺等海洋鋼結(jié)構(gòu)物上的應(yīng)用更為迫切。

國內(nèi)外對于微膠囊埋植型智能防腐涂層的研究較為廣泛，目前仍存在微膠囊囊芯破損流出液體能否與催化劑反應(yīng)固化的問題，以及如何誘導(dǎo)囊芯修復(fù)劑固化達(dá)到修復(fù)的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不需要額外添加修復(fù)催化劑或引發(fā)劑，而能實現(xiàn)完全自動修復(fù)功能的微裂紋自修復(fù)膠囊，以及使用該膠囊的微裂紋自修復(fù)防腐涂層。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種微裂紋自修復(fù)微膠囊，包括囊芯和囊壁，所述囊芯由以下重量份的成分構(gòu)成：

異氰酸酯類衍生物????????10～60

囊芯稀釋劑??????????????0.1～10

助溶劑??????????????????2～40；

所述囊壁由摩爾比如下的成分形成：

尿素︰甲醛溶液︰預(yù)聚體=1︰1.0～4.0︰2.0～6.0；

其中，所述預(yù)聚體由異氰酸酯類衍生物、環(huán)己酮、擴(kuò)鏈劑按摩爾比1:2.0～5.0:0.3～3.0形成。

優(yōu)選的，所述異氰酸酯類衍生物為4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯、1,4’-苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4,4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、六甲基二異氰酸酯或?qū)妆疆惽杷狨ァ?/p>

優(yōu)選的，所述囊芯稀釋劑為氯苯、1-丁基縮水甘油醚、苯甲醇、乙酸乙酯和乙基乙酸苯脂中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述助溶劑為氯代苯、環(huán)己烷、苯乙烯、無水乙醇、苯甲酸鈉、水楊酸鈉、對氨基苯甲酸、菸酰胺、乙酰胺和丙酮中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述擴(kuò)鏈劑為1,6-己二醇、甘油、三羥甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、乙二胺、己二胺、乙二醇或1,4-丁二醇。

本發(fā)明還提供了一種微裂紋自修復(fù)防腐涂層的技術(shù)方案，包括如上所述微裂紋自修復(fù)微膠囊。

優(yōu)選的，所述微裂紋自修復(fù)防腐涂層由以下重量份的成分構(gòu)成：

微裂紋自修復(fù)膠囊????5～20

樹脂基體???????????40～80

固化修飾劑??????????5～30。

優(yōu)選的，所述樹脂基體為多官能基縮水甘油醚樹脂、多官能基縮水甘油胺樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂、線性酚醛環(huán)氧樹脂、干性油醇酸樹脂、不干性油醇酸樹脂、半干性油醇酸樹脂、聚四氟乙烯樹脂、聚四氟乙烯-全氟烷氧基樹脂、聚四氟乙烯-氟化乙丙稀樹脂、聚四氟乙烯-乙烯四氟乙烯樹脂、三氟氯乙烯樹脂、聚偏氟乙烯樹脂或鹵化環(huán)氧樹脂。

優(yōu)選的，所述固化修飾劑為十二烷基代順烯二酸酐、六氫苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸酐、咪唑、雙氰胺、三氯化硼-單乙胺絡(luò)合物、三乙醇胺、三氯化硼芐胺中的一種或多種。

本發(fā)明還提出了上述微裂紋自修復(fù)微膠囊的制備方法技術(shù)方案，包括以下步驟：

①.預(yù)聚體的制備：取異氰酸酯類衍生物溶于環(huán)己酮中，加熱攪拌反應(yīng)0.5～3小時，以1～5mg/秒向反應(yīng)物中加入擴(kuò)鏈劑，持續(xù)反應(yīng)20～40小時；將反應(yīng)的混合物在100℃下蒸餾5～6小時，得淺黃色、粘稠狀預(yù)聚體；

②.乳液的制備：將步驟①制得的預(yù)聚體溶于氯苯中，加入尿素和甲醛混合溶液，溫度緩慢升溫至65℃，攪拌直至預(yù)聚體全部溶解；加入囊芯混合液混合均勻，乳化10～20分鐘；所述囊芯混合液由異氰酸酯類衍生物、囊芯稀釋劑和助溶劑攪拌混勻得到；

③.囊壁聚合：將尿素和甲醛混合溶液按摩爾比為1:1.0～3.0縮聚得到的脲醛樹脂與步驟②制得的乳液混合，充分?jǐn)嚢瑁{(diào)節(jié)pH至1.0～5.0，在45℃～70℃反應(yīng)2～4小時，攪拌、離心、沖洗、真空干燥，得到微裂紋自修復(fù)微膠囊。