[發明專利]一種具有自修復功能的雙室微膠囊及其制備方法

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• 申請號: 202010425668.6
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111558348A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 羅靜;劉仁;吳凱云;陳亞鑫
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種具有自修復功能的雙室微膠囊，其特征在于，由外部的殼層及包覆在殼層內的雙室微膠囊芯材組成；其中，所述殼層為負載固化劑的納米微球和烯類聚合物組成，所述微膠囊芯材為能與固化劑發生交聯反應的修復劑。

2.根據權利要求1所述的一種具有自修復功能的雙室微膠囊的制備方法，其特征在于，所述的固化劑為多元醇、多元胺、酸酐、(聚)硫醇多官能度固化劑、催化劑或該催化劑的分散液、引發劑或其分散液中的一種：所述催化劑為二丁基二月桂酸錫、二甲基二新癸酸錫、辛酸亞錫、二丁基二醋酸錫、二乙基二辛酸錫、Grubbs催化劑、六氯化鎢其中一種或多種，或其分散液；所述引發劑或其分散液為包括過氧化二苯甲酰、過氧化十二酰、過氧化叔戊酸叔丁酯、過氧化二碳酸二異丙酯、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈在內的一種或多種自由基引發劑的非水溶性有機溶劑分散液，及包括三氟化硼、五氟化磷的二乙烯基醚、二甲基苯胺或四氫呋喃絡合物、五氟化銻以及四氟硼酸三乙基氧鎓鹽在內的一種或多種陽離子引發劑體系；

所述的修復劑為異氰酸酯類可反應性單體或低聚體、環氧樹脂、有機硅樹脂、環狀化合物單體及乙烯基單體中的一種；

所述的修復劑為異氰酸酯類可反應性單體或低聚體時，固化劑為多元醇類或多元胺類固化劑；所述的修復劑為環氧樹脂時，固化劑為多元胺類、酸酐類、(聚)硫醇類固化劑以及陽離子引發體系其中一種；所述的修復劑為有機硅樹脂時，固化劑優選為二丁基二月桂酸錫、二甲基二新癸酸錫、辛酸亞錫、二丁基二醋酸錫、二乙基二辛酸錫其中一種或其分散液；所述的修復劑為環狀化合物單體時，固化劑優選為Grubbs催化劑、六氯化鎢其中一種或其分散液；所述的修復劑為乙烯基單體時，固化劑優選為自由基引發劑的非水溶性有機溶劑分散液。

3.根據權利要求1所述的一種具有自修復功能的雙室微膠囊，其特征在于，所述納米微球由內至外為固化劑芯材、微球壁，納米微球的粒徑分布為500nm-2μm，微球壁厚度為10nm-50nm，固化劑芯材含量為納米微球的60％-80％；所述雙室微膠囊由內至外為雙室微膠囊芯材、膠囊壁、納米微球，雙室微膠囊的粒徑分布為40μm-100μm，膠囊壁厚度為1μm-5μm，雙室微膠囊芯材含量為雙室微膠囊的50％-80％。

4.根據權利要求1-3任一所述的一種具有自修復功能的雙室微膠囊的制備方法，其特征在于，首先采用溶膠-凝膠法與原位聚合制備得到內部封裝固化劑的納米微球，利用其作為Pickering乳化劑穩定含有修復劑的油相得到穩定的Pickering乳液，將Pickering乳液固化后得到雙室微膠囊。

5.根據權利要求4所述的一種具有自修復功能的雙室微膠囊的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

(1)制備包覆固化劑的納米微球

將固化劑、烯類單體、無機納米粒子前驅體與油溶性熱引發劑混合作為油相，加入去離子水，高速攪拌形成粗乳液，調節體系pH值，高速乳化形成穩定乳液，經熱固化得到包覆固化劑的納米微球；

(2)制備雙室微膠囊

將包覆固化劑的納米微球作為Pickering乳化劑分散于水中配置成水分散液作為乳液水相，加入膠囊油相，高速乳化形成乳液，其中膠囊油相為修復劑、烯類單體與光引發劑的混合物，經光固化得到雙室微膠囊。

6.根據權利要求5所述的一種具有自修復功能的雙室微膠囊的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的納米微球制備中，油水體積比為1:3-1:10，其中油相按質量分數計為：20-50％固化劑、10-40％無機納米粒子前驅體、10-30％烯類單體及油溶性熱引發劑，所述油溶性熱引發劑為烯類單體質量總量的1-4wt％；其中烯類單體由多官能度單體與單官能度單體按質量比為1:2-5:1組成；粗乳液體系pH為3-6或9-12，固化溫度為60-90℃，固化時間為6-12h。