[發明專利]一種防腐防污一體化自修復微膠囊及其制備方法

在審

• 申請號: 202010799491.6
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111925681A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 段體崗;黃國勝;馬力;彭文山;姜丹
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C09D5/16;B01J13/20;B01J13/14;C08G12/12
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 白瑩;于正河

本發明屬于海洋腐蝕與防護技術領域，涉及一種防腐防污一體化自修復微膠囊及其制備方法，以防腐涂層自修復劑與生物防污劑做雙組分囊芯，以尿素與甲醛縮聚反應獲得的脲醛樹脂做囊壁，通過添加乳化劑等分散劑，將芯材均勻分散到超純水中，形成穩定的“水包油”微乳液，隨后尿素與甲醛發生縮聚反應后包覆住微乳液，從而制備粒徑均勻具有核殼結構防腐防污一體化自修復微膠囊，能夠延長有機涂層的防腐防污損能力和防腐防污壽命，提高海洋裝備和船舶的運行穩定性，尤其是能夠為在高溫、高鹽、高濕度和高輻射的熱帶海洋環境下運行的大型裝備和金屬結構提供長周期的腐蝕防護與污損防護，有著很高的社會和經濟價值。

技術領域：

本發明屬于海洋腐蝕與防護技術領域，具體涉及一種防腐防污一體化自修復微膠囊及其制備方法，在海洋環境中，特別是高溫、高鹽和高輻射的熱帶海洋環境，對金屬結構或裝備進行長周期的防腐和防污。

背景技術：

在腐蝕防護領域，有機涂層可以有效的隔離金屬基體與腐蝕環境，避免腐蝕環境對金屬的直接接觸，從而抑制腐蝕的產生。但是，在實際使用過程中，有機涂層固化時，分子會發生縮聚或交聯等現象，致使涂層密度不均一，形成的微裂紋或者微空隙等微觀缺陷成為腐蝕介質穿過有機涂層的通道，誘發金屬基體的腐蝕。此外，有機涂層在實際使用中，會由于外界因素產生損傷，屆時，腐蝕就會從損傷處產生和發展。針對有機涂層易產生的缺陷等問題，為實現自修復功能，通常在有機涂層中加入包覆修復劑的微膠囊，通過對涂層破壞處進行物理修復，保持防腐涂層的完整性，阻隔腐蝕環境中腐蝕性離子的入侵，從而起到自修復防護效果。

針對自修復微膠囊，人們開展了大量研究，取得了一定進展。White等人利用原位聚合法合成了脲醛樹脂包覆修復劑雙環戊二烯的微膠囊，將微膠囊和催化劑加入環氧防腐涂層中，當涂層發生損傷導致裂紋出現時，微膠囊破裂，囊芯材料流出，在裂紋處鋪展，與涂層中加入的催化劑發生聚合，聚合后形成網狀結構以實現對微裂紋的修復。試驗結果表明：含有雙環戊二烯的微膠囊對涂層的修復效率可以達到70％以上，并且修復劑具有較好的流動性，通過催化劑作用，可以聚合反應形成穩定的膜層，有效抑制了腐蝕的產生。Lang等人以亞麻油為囊芯材料，采用原位聚合法將亞麻油包覆在脲醛殼體中，成功制備出具有自修復功能的微膠囊，試驗結果表明：微膠囊中囊芯的包覆量超過80％，有劃痕的自修復涂層相比空白涂層表現出優異的愈合性能。東北石油大學的李海燕等人采用溶劑揮發法制備出桐油自修復防腐微膠囊，探討了各種工藝參數對微膠囊性能的影響，中性鹽霧試驗結果表明：微膠囊具備較好的防腐性能。深圳大學的倪卓等人采用原位聚合法制備出以脲醛樹脂為囊壁，雙酚A型環氧樹脂為囊芯的微膠囊，試驗結果表明：微膠囊可以提高環氧樹脂復合涂層的韌性，微膠囊的加入可以明顯改善復合涂層的拉伸強度和彎曲強度。