[發明專利]一種自修復涂層及制備方法

在審

• 申請號: 201810517817.4
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108676482A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 高志強;江社明;張啟富;李遠鵬;張杰;劉昕;張子月
• 申請（專利權）人: 新冶高科技集團有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D7/63;C09D7/65
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 彭霜;張焱

1.一種自修復涂層，其特征在于，包括設于基體表面的基層以及設于基體涂層表面的自修復層；

所述基層采用氨基硅烷改性的水性聚氨酯樹脂制得，所述自修復層采用環氧基硅烷和稀醋酸的混合水解液制得；環氧基硅烷和稀醋酸的混合水解液的pH值為5.0～6.5；

所述涂層在服役過程中被人手觸摸磨損時，弱酸性的人體汗液引起涂層表面pH變化，涂層表面的環氧基硅烷在人體汗液的誘導之下自發水解并通過自組裝方式重新成膜；自組裝包含環氧硅烷自身縮聚反應和環氧硅烷同基層之間的偶聯反應。

2.根據權利要求1所述的自修復涂層，其特征在于，所述氨基硅烷中的水解基團為氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基或乙酰氧基的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的自修復涂層，其特征在于，所述環氧基硅烷中的水解基團為氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基或乙酰氧基的一種或幾種。

4.一種自修復涂層的制備方法，其特征在于，用于制備如權利要求1至3任一項所述的自修復涂層，所述制備方法包括如下步驟：

將水性聚氨酯樹脂溶液與氨基硅烷混合，得到氨基硅烷改性的水性聚氨酯樹脂；將稀醋酸、環氧基硅烷與水混合，得到環氧基硅烷和稀醋酸的混合水解液；將氨基硅烷改性的水性聚氨酯樹脂噴涂到清潔處理后的基體表面，進行第一次固化，形成基層，得到帶有基層的基體；將環氧基硅烷和稀醋酸的混合水解液噴涂到帶有基層的基體表面，進行第二次固化，形成自修復層，得到自修復涂層。

5.根據權利要求4所述的自修復涂層的制備方法，其特征在于，所述水性聚氨酯樹脂與氨基硅烷的體積比為4～17：1；

所述環氧基硅烷與稀醋酸的體積比為5～7：1，稀醋酸的摩爾體積濃度為0.8～1.2mol/L。

6.根據權利要求4所述的自修復涂層的制備方法，其特征在于，所述氨基硅烷改性的水性聚氨酯樹脂的pH值為8.0～9.0；所述氨基硅烷改性的水性聚氨酯樹脂的溫度為10℃～45℃。

7.根據權利要求6所述的自修復涂層的制備方法，其特征在于，采用氨水和/或醋酸調節氨基硅烷改性的水性聚氨酯樹脂的pH值。

8.根據權利要求4所述的自修復涂層的制備方法，其特征在于，第一次固化溫度為100～120℃，第一次固化時間為15～30min；

第二次固化溫度為100～120℃，第二次固化時間為15～30min。

9.根據權利要求4至8任一項所述的自修復涂層的制備方法，其特征在于，所述氨基硅烷改性的水性聚氨酯樹脂溶液采用如下方法制備：

步驟A.將水性聚氨酯樹脂溶于去離子水中，在600～1000r/min攪拌下，用氨水調節溶液pH值至8.0～9.0，以1000～1500r/min攪拌20～50min，得到試劑1；

步驟B.以1000～1500r/min攪拌下，將助溶劑加入到試劑1中，并持續攪拌20～50min，得到試劑2；

步驟C.以1000～1500r/min攪拌下，將成膜助劑加入到試劑2中，并持續攪拌20～50min，得到試劑3；

步驟D.以1000～1500r/min攪拌下，將氨基硅烷加入到試劑3中，持續攪拌36～72h，得到試劑4；

步驟E.降低轉速至600～900r/min，將潤濕劑、流平劑和消泡劑加入到試劑4中，持續攪拌20～50min，得到試劑5；

步驟F.將氨水加入到試劑5中，調節溶液pH值為8.0～9.0，持續攪拌20～50min，得到氨基硅烷改性的水性聚氨酯樹脂溶液。

10.根據權利要求4至8任一項所述的自修復涂層的制備方法，其特征在于，所述環氧基硅烷和稀醋酸的混合水解液采用如下方法制備：在600～1000r/min攪拌下，將稀醋酸加入環氧基硅烷中，持續攪拌20～50min；再將水滴入，持續攪拌1～5h，得到環氧基硅烷和稀醋酸的混合水解液。