[發明專利]一種自修復微膠囊及其制備方法、自修復涂料和涂層

有效

• 申請號: 202011543381.X
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112717845B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 張盈盈;黃桂柏;周冰;林竹;趙玉飛;張彥軍;王志濤;李春潤;郭繼銀;李玲杰;楊耀輝;蘇碧煌;李海寧;劉苒
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團海洋工程有限公司;中國石油集團工程技術研究有限公司
• 主分類號: B01J13/14
• 分類號: B01J13/14;C09D163/00;C09D7/65
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 江慧

本發明實施例公開了一種修復微膠囊及其制備方法、自修復涂料和涂層，所述自修復微膠囊包括：囊芯；囊壁為氧化石墨烯修飾聚甲基丙烯酸甲酯；表面改性層為聚多巴胺；所述方法包括：將NABM加入GO水溶液中，調節pH至8～11，后清洗和固液分離，獲得引發劑；將引發劑和MMA的DMF溶液混勻加入環氧樹脂乳液中，除氧后加入催化劑以進行交聯反應，固液分離和洗滌，獲得固體分散于緩沖溶液中并加入多巴胺混勻，后洗滌獲得。采用氧化石墨烯修飾聚甲基丙烯酸甲酯為囊壁，韌性好、不易破損、穩定性良好；采用聚多巴胺作為表面修飾層，與涂層基材結合強度高、在涂料中分散性好；涂料中引入自修復微膠囊對涂層出現的微裂紋或破損，能進行自愈合。

技術領域

本發明實施例涉及自修復涂料技術領域，特別涉及一種自修復微膠囊及其制備方法、自修復涂料和涂層。

背景技術

自修復涂料是指涂布于物體表面在一定的條件下能形成薄膜而起保護、裝潢或其他特殊功能(絕緣、防銹、防霉、耐熱等)的一類液體或固體材料。因早期的涂料大多以植物油為主要原料，故又稱作油漆。現在合成樹脂已大部分或全部取代了植物油，故稱為涂料。作用主要有三點：保護，裝飾，和掩飾產品的缺陷，提升產品的價值。

防腐涂層作為預防金屬腐蝕的經濟、有效方法之一而被人們廣泛采用。然而，由于防腐涂層在其使用過程中因外界因素的變化而產生微裂紋，并且隨著微裂紋的加速蔓延、擴張，導致金屬表面上的涂層剝離甚至脫落，減少涂層的防腐性能和金屬的使用壽命。因此，防腐涂層的修復問題受到各國科研工作者們的關注，并且提出了涂層的自修復這個概念。

隨著自修復技術的不斷發展，微膠囊在防護涂層領域日益表現出突出的應用優勢。微膠囊技術是指通過特定的合成方法將具有修復作用的聚合物固體或液體顆粒包覆在具有一定穩定性的密封材料內，且具有明顯核殼結構的復合材料技術。微膠囊作為載體固載聚合物修復劑的技術因其良好的修復效果受廣大研究者的青睞，該技術在保持材料的基本力學性能，延長材料服役期限方面具有一定的優勢。自修復涂層涉及諸多學科，是一個典型的跨學科難題。目前，基于微膠囊自修復涂層多見于實驗室研究中，工程應用還處于起步階段，無法滿足實際應用的要求。需要進一步通過各學科之間的交叉研究，才能開發出滿足實際需求的自修復涂層。

因此，如何開發出一種自修復微膠囊及其制備方法、自修復涂料和涂層，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明實施例目的是提供一種修復微膠囊及其制備方法、自修復涂料和涂層，該微膠囊能夠實現防腐涂層的自愈合能力，提高工件整體的防腐性能。

在本發明實施例的第一個方面，提供一種自修復微膠囊，所述自修復微膠囊包括：

囊芯：由環氧樹脂組成；

囊壁：包裹在所述囊芯的外周；所述囊壁為氧化石墨烯修飾聚甲基丙烯酸甲酯；

表面改性層：包裹在所述囊壁的外周；所述表面改性層為聚多巴胺。

在本發明實施例的第二個方面，提供一種自修復微膠囊的制備方法，所述方法包括：

將N-2-氨乙基-2-溴-2-異丁酰胺加入氧化石墨烯水溶液中，調節pH至8～11，后清洗和固液分離，獲得引發劑；

將所述引發劑和溶解有甲基丙烯酸甲酯的二甲基甲酰胺溶液混勻，獲得混合液；

將環氧樹脂溶于水中，加入表面活性劑混勻，獲得環氧樹脂乳液；

將所述混合液加入所述環氧樹脂乳液中，除氧后加入催化劑以進行交聯反應，反應完成后加入甲醇以獲得沉淀，經固液分離和洗滌，獲得固體；

將所述固體分散于緩沖溶液中并加入多巴胺混勻，后洗滌，獲得自修復涂層用微膠囊。

進一步地，所述表面活性劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和十六烷中的至少一種。