[發明專利]一種具有防腐和防污雙功能的自修復涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201810585112.6
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN109082193A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 李國良;宋妍;劉媛;齊濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D5/08;C09D5/16;C08G18/75;C08G12/12
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;李彪

本發明屬于海洋防腐防污技術領域。具體涉及一種具有防腐和防污雙功能的自修復涂層及其制備方法。所述方法包括：首先制備同時負載有環保防污劑和自修復試劑的高分子微膠囊，通過加入分散助劑，將微膠囊分散至樹脂中，制得自修復涂層。涂層出現損傷時，微膠囊破裂釋放其中的自修復試劑和環保防污劑，一方面修復微裂紋，一方面阻止微裂紋處微生物的附著。相比于傳統自修復防腐涂層，該類自修復涂層通過一種微膠囊的高附加值作用可以同時實現自修復防腐和防污功能，負載的防污劑環境友好且高效廣譜；本發明涉及到的原料便宜易得，合成過程易控，無須特設條件和設備，產率較高，自修復防腐和防污效果顯著。

技術領域

本發明屬于海洋防腐防污技術領域，具體地，涉及一種具有防腐和防污雙功能的自修復涂層及其制備方法，特別是涉及一種利用微膠囊同時包覆環保防污劑和自修復試劑的自修復防腐防污涂層及其制備方法。

背景技術

海洋腐蝕、生物污損問題是海洋開發過程中面臨的重大威脅。由海洋腐蝕所引起的災難性事故案例很多，造成了極其巨大的損失。而生物污損增加船體航行阻力和燃料消耗，堵塞海水輸送管道，加大運行費用等，是制約海洋經濟發展和維護海防安全的技術瓶頸。解決金屬腐蝕和生物污損的常用方法是涂覆高分子防護涂層，如環氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚苯胺、低表面能樹脂等。但是，涂層在復雜的海洋環境中，由于外力和老化作用而常常發生開裂，破損處的金屬基底直接與海水接觸，導致迅速腐蝕。另外，破損處失去防污功能，海生物大量附著和生長，導致嚴重的生物污損問題。

近年來，人們針對智能自修復防腐涂層的研究越來越多，涂層的早期微裂紋自修復技術目前已受到很大關注。在涂層受損傷時，分散在其中的自修復微膠囊能夠釋放內部包覆的自修復試劑，發生進一步反應形成新的保護層，實現破損處的自我修復，阻止或減緩腐蝕過程，提高防腐涂料的生命周期。常見修復劑如植物油(CN102719184A、CN102390147A)、環氧樹脂(CN107777905A CN104772086B、CN106334503A、CN105056853B、CN106215826A、、CN106118367A)、異氰酸酯類衍生物(CN105080442B、CN102702838A)。

然而，目前發展的自修復涂層往往只具備防腐性能，而對于涂層破損造成的防污功能失效無能為力。通過向涂層中同時加入負載有殺菌劑的高分子功能性微球和負載有緩蝕劑的納米容器，通過兩種功能粒子的共同作用，可制備具有防污功能的自修復防腐涂層(CN107760163A)。但是目前，還沒有更加簡單高效的方式制備兼具防腐和防污功能的自修復涂層。

發明內容

本發明的目的提供一種具有防腐和防污雙功能的自修復涂層及其制備方法，該方法制備了一種同時負載環保防污劑和自修復試劑的高分子微膠囊，將其分散到涂層中，涂層破裂時，自修復試劑釋放并發生反應將破損處填充，避免基底發生腐蝕；另外釋放環保防污劑，抵御破損處微生物附著，實現防污功能。本發明制備的微膠囊合成路線簡單，原料易得，制備的涂層兼具高效的自修復防腐和防污功能，具備潛在應用價值。

本發明的具體技術方案如下：

本發明涉及一種具有防腐和防污雙功能的自修復涂層的制備方法，包括以下步驟：

1)將10～80g乳化劑加入120mL水中，得到乳化劑溶液。

2)向步驟1)所述乳化劑溶液中加入2.5～50g尿素，0.25～5g氯化銨，0.25～5g間苯二酚，調節混合液pH至2.0～4.5，形成穩定乳液；

3)將1～99g環保防污劑加入1～99g自修復試劑中混合，得到混合溶液；

4)將步驟3)獲得的混合溶液加入到步驟2)中預混好的穩定乳液，進行乳化；

5)向步驟4)乳化后的反應液中加入10～90g的甲醛溶液進行反應，反應結束后降至室溫，經洗滌、抽濾、真空干燥后，得到微膠囊粉末；