[發明專利]一種表面改性自修復型微膠囊的制備方法

有效

• 申請號: 201310247274.6
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103316617A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 蔡秀蘭;曲愛蘭;符大天
• 申請（專利權）人: 廣東藥學院
• 主分類號: B01J13/18
• 分類號: B01J13/18;C09D7/12
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術領域

本發明涉及一種表面改性自修復型微膠囊的制備方法。

背景技術

聚合物材料在航空、航天、電子、仿生、城建等領域中有著廣泛的應用，在使用過程中這些材料經常會受到應力沖擊產生微裂紋，裂紋通常在聚合物內部，一般難以進行探測和修復。裂紋的擴展會導致材料的力學性能下降，在微電子聚合物中可能導致電通路不暢，甚至出現斷路。即使不考慮其功能性用途，微裂紋會導致復合材料機械性能下降，甚至會斷裂而造成事故。

受生物體損傷自愈合機理的引發，人們設想可以研制出具有自修復功能的智能復合材料，當材料受到損壞，如出現裂紋時，材料可自己感知并且通過某種方式實現自動修復。自修復材料可用于導電涂層、耐擦傷涂層以及在需要長壽命、難以維修保養且處于嚴酷腐蝕環境的防腐涂層。如風能發電機的塔身、葉片，海洋鉆井平臺，船舶、鐵路、橋梁、航天航空器件等，開發自修復涂料具有巨大的經濟效益和發展空間。作為本世紀初開發的新材料和新技術，自修復涂料在重防腐、建筑塑料復合材料等領域才剛剛起步。

研究學者提出微膠囊自修復聚合物材料的概念，由裝滿修復劑的微膠囊和預埋在基體中的化學引發劑共同完成修復過程。微裂紋通過微膠囊時，修復劑被釋放到斷裂面上，修復劑被預埋在基體中的催化劑引發，將微裂紋兩邊粘結在一起。這種由損傷激發的自修復模型為定點修復提供了可能性。該修復模型的另一獨到之處在于修復劑發生活性聚合反應，一部分修復劑發生反應并不影響其他修復劑的修復性能，這使得多次修復成為可能。

摻雜自修復型微膠囊的聚合物基復合材料在航天、航空領域中有著巨大的發展潛力和使用價值。但微膠囊與樹脂基體混合后的界面一般屬于物理連接，這種界面效應會帶來復合材料強度的下降，同時也會導致機體內微裂紋擴展到界面處便沿著界面的薄弱處繞過膠囊擴展而不是使膠囊破碎，使微膠囊不能正常工作，所以微膠囊與樹脂基體的界面結合的程度是影響復合材料的性能和自修復效率的關鍵因素。針對現有微膠囊與樹脂基體之間的連接方式使樹脂基體的拉伸強度和最大荷重隨著微膠囊加入量的增加顯著下降的問題，亟待提供更好的用于自修復型微膠囊表面改性的方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種表面改性自修復型微膠囊的制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種表面改性自修復型微膠囊的制備方法，步驟如下：

1)????????以尿素、甲醛為原料，制備用于形成自修復型微膠囊囊壁的預聚體；

2)????????以雙酚A型環氧樹脂、乳化劑為原料，制備用于形成自修復型微膠囊囊芯的O/W型乳液；?

3)????????將步驟1）制備的預聚體和步驟2）制備的乳液混勻，縮聚，洗滌、干燥后，獲得自修復型微膠囊；

4)????????配制濃度為0.06～0.12g/ml的氟烷偶聯劑水溶液；?

5)????????將自修復型微膠囊浸泡在重量為其5～10倍的氟烷偶聯劑水溶液中，反應30～60min后，洗滌，過濾，干燥，獲得表面改性處理的自修復型微膠囊。

優選的，所述氟烷偶聯劑為甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯。

優選的，步驟4）中，氟烷偶聯劑水溶液的濃度為0.06～0.10g/ml。

優選的，步驟4）中，氟烷偶聯劑水溶液pH為6～8。

優選的，步驟5）中，將自修復型微膠囊浸泡在氟烷偶聯劑水溶液中，70～80℃條件下攪拌反應50～60min。

優選的，所述乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉或阿拉伯膠。

一種表面改性自修復型微膠囊的制備方法，步驟如下：

1)????????將摩爾比為1：（1.5～2.0）的尿素和甲醛混勻，調pH至8～9，65～70℃反應90～120min，制備得到用于形成自修復型微膠囊囊壁的預聚體；?

2)????????將雙酚A型環氧樹脂加入乳化劑中，40～50℃攪拌乳化15～20min，制備得到用于形成自修復型微膠囊囊芯的O/W型乳液；?

3)????????將步驟1）制備的預聚體和步驟2）制備的乳液混勻，加入間苯二酚、NaCl、去離子水，混勻，調pH至2～4，55～60℃反應3～4小時，抽濾、洗滌、干燥后，獲得自修復型微膠囊；

4)????????配制濃度為0.06～0.10g/ml的氟烷偶聯劑水溶液，調pH至6～8；