[發明專利]基于微米級介孔容器的自愈合型環氧涂料及其制備和應用

有效

• 申請號: 201510845987.1
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN106810993B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 史洪微;劉福春;韓恩厚
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D7/62
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及自愈合涂料領域，具體為一種基于微米級介孔容器的自愈合型環氧涂料及制備方法和應用。按質量百分比計，組分一由如下組分及質量配比配制而成：環氧樹脂60％～80％；介孔容器1％～10％；有機溶劑10％～30％；助劑0.5％～5％；按質量百分比計，組分二由如下組分及質量配比配制而成：有機溶劑25％～75％；固化劑25％～75％；按質量比計，組分一：組分二＝2～4:1混合，得到含介孔容器的自愈合型環氧涂料。將自愈合型環氧涂料經噴涂、刷涂或浸涂在基材表面，常溫或加溫固化，形成自愈合型環氧涂層。采用本發明涂料制備的涂層可在受到損傷(斷裂、機械刮擦)時，對金屬基材進行腐蝕修復，延長涂層的使用壽命。

技術領域

本發明涉及自愈合涂料領域，具體為一種基于微米級介孔容器的自愈合型環氧涂料及制備方法和應用，采用該涂料制備的涂層可在受到損傷(斷裂、機械刮擦)時，對金屬基材(如：鋁合金、鎂合金、鋼或鍍鋅鋼等)進行腐蝕修復。

背景技術

有機涂層的自愈合技術包括兩個方面：一、涂層本身的自愈合，即利用樹脂或低聚物愈合外界損傷帶來的涂層缺陷；二、涂層損傷處或界面處金屬基材腐蝕的自愈合。后者的意義在于通過減緩或阻止涂層下金屬腐蝕的發生，來提高涂層的服役壽命。Shchukin等人首先用納米多孔材料負載了有機腐蝕抑制劑，并采用Layer-by-Layer技術在多孔材料表面制備可響應外界pH值變化而“開”或“閉”的聚電解質薄膜，制備了“納米容器”。多孔材料釋放的腐蝕抑制劑可在金屬表面通過化學反應、物理吸附或化學吸附形成保護性膜，阻止金屬腐蝕反應的進一步發生。作為腐蝕抑制劑的載體需要具有很強的吸附能力、較大的比表面積，這樣可以吸收更多的腐蝕抑制劑。

到目前為止，含有腐蝕抑制劑的愈合涂層已經被研發出來，大都是基于相對薄的溶膠-凝膠涂層(<5μm)。因為涂層較薄，溶膠-凝膠涂層一般僅可作為表面處理層，也限制了腐蝕抑制劑載體的尺寸。較小尺寸的容器(納米級)，反過來，也限制了腐蝕抑制劑的負載量。因此，容器所能提供有效的腐蝕防護能力就低。在這種情況下，提供同等的腐蝕防護能力需要的納米級容器的量大，成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于微米級介孔容器的自愈合型環氧涂料及制備方法和應用，采用該涂料制備的涂層可在涂層受損傷時對金屬基材進行腐蝕修復。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種基于微米級介孔容器的自愈合型環氧涂料，涂料由組分一和組分二均勻混合而成，其中：

按質量百分比計，組分一由如下組分及質量配比配制而成：

按質量百分比計，組分二由如下組分及質量配比配制而成：

有機溶劑 25％～75％；

固化劑 25％～75％；

按質量比計，組分一：組分二＝2～4:1混合，得到含介孔容器的自愈合型環氧涂料。

所述的基于微米級介孔容器的自愈合型環氧涂料，優選的，按質量百分比計，組分一由如下組分及質量配比配制而成：環氧樹脂的范圍為65％～75％，介孔容器的范圍為1％～5％，有機溶劑的范圍為20％～30％，助劑圍為1％～3％。

所述的基于微米級介孔容器的自愈合型環氧涂料，介孔容器使用的介孔材料為微米級的介孔二氧化硅、介孔二氧化鈦、介孔碳化硅、介孔氧化鈰或介孔炭。

所述的基于微米級介孔容器的自愈合型環氧涂料，環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂或雙酚F型環氧樹脂，固化劑為胺類固化劑。

所述的基于微米級介孔容器的自愈合型環氧涂料，介孔容器的制備過程如下：