[發明專利]內修外固型聚脲基雙壁自修復微膠囊及其制備方法

有效

• 申請號: 201711236671.8
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107961747B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 馬衍軒;張穎銳;李夢瑤;雷欣;李興龍;王紫巍;李超
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B01J13/16
• 分類號: B01J13/16;C04B20/10;C08G18/66;C08G18/50;C08G18/10;C08G18/32
• 代理公司: 青島合創知識產權代理事務所(普通合伙) 37264
• 代理人: 傅培

本發明提供了以脂肪族類異氰酸酯?端氨基聚醚聚合物作為修復劑，以胺基擴鏈劑為固化劑的雙壁微膠囊體系。內修外固型聚脲基雙壁自修復微膠囊，包括內層囊壁和外層囊壁；所述內層囊壁包覆預聚物乳液，所述外層囊壁包覆胺基擴鏈劑乳液；所述內層囊壁和外層囊壁均為界面聚合法制備的聚脲，所述內層囊壁聚脲由內層囊壁包覆的預聚物乳液與外層囊壁包覆的胺基擴鏈劑乳液反應得到；所述外層囊壁聚脲由預聚物乳液與外層囊壁包覆的胺基擴鏈劑乳液反應得到。所述修復劑與固化劑分別存儲于內層囊芯和外層囊芯中，不但解決了修復劑與固化劑的接觸率偏低的問題，而且修復劑與固化劑反應快速，從而實現了裂紋的快速修復，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于有機復合材料領域，涉及一種自修復材料，具體涉及一種內修外固型聚脲基雙壁自修復微膠囊及其制備方法，應用于建筑防災減災、涂層防護修復等工程領域。

背景技術

隨著社會的不斷發展，建筑行業也發展迅速，各種高樓大廈、橋梁道路陸續掘地而起。混凝土因其來源廣泛、抗壓強度高、易施工以及耐久性較高等優異性能而被廣泛應用于建筑領域。然而，混凝土結構在使用壽命期間極易發生裂紋。隨著荷載的變化和時間的推移，裂紋逐漸會擴展成裂縫，甚至延展至表面導致混凝土材料開裂。在形成貫通裂縫后，混凝土容易遭受外界環境和各種有害因素的侵蝕和破壞，如鋼筋銹蝕、碳化、氯離子侵蝕和硫酸鹽侵蝕等，最終導致混凝土材料的開裂、破壞，嚴重影響混凝土材料的耐久性，甚至可能造成突發性建筑破壞造成無法挽回的人財損失。與之相似，涂層作為最常用的防護材料已被廣泛的應用于基礎設施、航空航天、汽車制造等領域。然而，涂層在服役的過程中容易受到外界因素的影響造成其內部化學結構產生變化，造成不同尺寸微裂紋和局部損傷并使涂層的力學性能大幅下降，涂層內部微裂紋不斷地產生與匯集最終導致涂層剝落使其無法實現對基材有效的保護。由于這些微裂紋損傷難以通過肉眼發覺，故常規修復方法往往難以達到理想的效果。因此，微觀裂縫對上述材料服役性能的影響已越來越受到廣泛的關注和重視。傳統的修復技術方法主要包括表面修補法、局部修補法和灌漿法，這些方法均是對表面裂紋和局部裂紋進行修補，無法實現對基體內部微裂紋的修復，治標不治本，修復材料無法抵御海洋環境的侵蝕，且較難有效控制裂紋的再生。

2001年，White等人首次在自然科學雜志上發表了一篇關于聚合物自修復技術的文章，使得自修復技術被廣泛應用。在這一技術背景下，研究者們開始通過仿生自修復的原理來實現主動模式對混凝土結構進行自修復的研究。當混凝土結構出現裂紋時，在微裂紋的作用下借助毛細管力迫使添加物破裂釋放修復劑并進入裂縫，修復并阻止裂縫的進一步生長，從而在混凝土內部形成主動式修復網絡系統。微膠囊自修復技術作為一種自修復混凝土材料結構重要組成部分，在今后的土木工程建設以及修復等許多方面有很大的應用前景。該方法無需額外的人工的監測以及表面維修所需的高額費用，延長混凝土結構壽命的同時也節省部分建筑材料運行開支。