[發明專利]一種基于表面改性微膠囊化的自修復復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510246816.7
• 申請日: 2015-05-14
• 公開（公告）號: CN104877309A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 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: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08G59/50;B01J13/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭瑩

技術領域

本發明屬于功能高分子復合材料技術領域，具體涉及一種基于表面改性微膠囊化的自修復復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，每年在世界范圍內由于金屬腐蝕造成的經濟損失多達三千多億美元。所以，人們對于防止或延緩金屬遭受腐蝕的研究工作一直在不斷的探索中，例如在金屬表面涂覆涂料。然而，由于金屬表面的涂層容易受到外力的作用，從而發生損傷或脫落，使其不能得到長期有效的保護。近年來人類通過模仿生物體的自修復（Self-Healing）功能基本原理，在外界環境參與的情況下，使基體材料能夠對內部或者外部的損傷進行自修復，延長材料的使用壽命。但是，現有的自修復材料中的修復劑在一次修復后可能全部耗盡，因此，將無法實現反復自修復的功能。生物體具有新陳代謝能力，可不斷地產生自修復成分，通過模仿生物體的自修復原理和微導管物質傳輸原理，開發一些新型的可反復自修復防腐材料，無論是從實際應用還是理論的角度都是十分必要的，具有巨大經濟效益和發展空間。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于表面改性微膠囊化的自修復復合材料及其制備方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種基于表面改性微膠囊化的自修復復合材料，主要由以下按質量份數計的組分組成：

熱固性樹脂100份；

固化劑50～100份；

表面改性熱固性樹脂微膠囊5～50份；

表面改性固化劑微膠:1～10份。

作為優選的，所述固化劑為胺類固化劑；所述表面改性固化劑微膠囊的壁材為脲醛樹脂或密胺樹脂，芯材為胺類固化劑，微膠囊的表面包覆一層偶聯劑。

作為優選的，所述表面改性熱固性樹脂微膠囊的壁材為脲醛樹脂或密胺樹脂，芯材為熱固性樹脂，微膠囊的表面包覆一層偶聯劑；所述熱固性樹脂是指有機硅樹脂、聚丁二烯樹脂、呋喃樹脂、環氧樹脂中的至少一種。

作為優選的，所述熱固性樹脂微膠囊的平均粒徑為800~2000?nm、囊芯含量為60?%~90?%、囊壁厚度為50~200?nm。

作為優選的，所述表面改性熱固性樹脂微膠囊或表面改性固化劑微膠囊的的表面改性方法為：將熱固性樹脂微膠囊或固化劑微膠囊、偶聯劑和水加入反應器中，pH7～8，60～70℃，反應1～2?h，洗滌、干燥，即得表面改性環氧樹脂微膠囊或表面改性固化劑微膠囊。

作為優選的，所述固化劑微膠囊的平均粒徑為100~1000?nm、囊芯含量為50?%~90%、囊壁厚度為10~50?nm。

作為優選的，所述偶聯劑包括丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二庚酯、3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、十七氟化癸基三甲氧基硅烷中的至少一種。

一種基于表面改性微膠囊化的自修復復合材料的制備方法，包括如下步驟：

1）熱固性樹脂微膠囊或固化劑微膠囊的表面改性：將熱固性樹脂微膠囊或固化劑微膠囊與偶聯劑、水加入反應器中，pH7～8，60～70℃，反應1～2h，洗滌、干燥，即得表面改性環氧樹脂微膠囊或表面改性固化劑微膠囊；

2）將熱固性樹脂與固化劑混合均勻，然后加入步驟1）制備得到的表面改性環氧樹脂微膠囊、表面改性固化劑微膠囊，進一步混合均勻，常溫下固化，即得自修復復合材料。

作為優選的，步驟1）所述熱固性樹脂微膠囊的壁材為脲醛樹脂或密胺樹脂，芯材為熱固性樹脂；所述熱固性樹脂包括有機硅樹脂、聚丁二烯樹脂、呋喃樹脂、環氧樹脂中的至少一種。

作為優選的，所述熱固性樹脂微膠囊的平均粒徑為800~2000?nm、囊芯含量為60?%~90?%、囊壁厚度為50~200?nm。

作為優選的，步驟1）所述固化劑微膠囊的壁材為脲醛樹脂或密胺樹脂，芯材為胺類固化劑；步驟2）所述固化劑為胺類固化劑。

作為優選的，所述固化劑微膠囊的平均粒徑為100~1000?nm、囊芯含量為50?%~90%、囊壁厚度為10~50?nm。

作為優選的，所述偶聯劑包括丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二庚酯、3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、十七氟化癸基三甲氧基硅烷中的至少一種。

作為優選的，所述熱固性樹脂與其它原料混合前，先用稀釋劑稀釋，所述稀釋劑為正丁醇、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、芐基縮水甘油醚中的至少一種。

作為優選的，步驟1）中，熱固性樹脂微膠囊或固化劑微膠囊與偶聯劑的質量比為1：4～6。