[發(fā)明專(zhuān)利]鎂合金自修復(fù)防腐蝕涂層用微膠囊及其制備方法和自修復(fù)防腐蝕涂層

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211554272.7
• 申請(qǐng)日: 2022-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115738938A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭泉忠;汪川;牌君君;田夢(mèng)真;賈孌孌;董其娟;王琪童
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所;濱州魏橋國(guó)科高等技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J13/14
• 分類(lèi)號(hào): B01J13/14;C09D5/08;C09D163/00;C09D7/63;C09D7/65
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本發(fā)明涉及一種自修復(fù)防腐蝕涂層用微膠囊的制備方法，所述微膠囊壁材為納米纖維素改性的三聚氰胺?脲醛樹(shù)脂，芯材為桐油與催干劑的混合物。采用納米纖維素對(duì)微膠囊改性，并優(yōu)選異辛酸鈰作為催干劑和緩蝕劑，顯著提高了微膠囊的熱穩(wěn)定性和防腐蝕能力。本發(fā)明制備的微膠囊粒徑集中且可控、形狀規(guī)則、具有較高的密封性、自修復(fù)和防腐蝕性能優(yōu)異，可應(yīng)用于鎂合金自修復(fù)防腐蝕涂層，實(shí)現(xiàn)鎂合金的長(zhǎng)效防護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂層自修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎂合金自修復(fù)防腐蝕涂層用微膠囊及其制備方法和自修復(fù)防腐蝕涂層。

背景技術(shù)

鎂合金在汽車(chē)、軍工、航空、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，但鎂合金的耐腐蝕性能較差，限制了它們的進(jìn)一步發(fā)展。有機(jī)涂層可以有效的防止鎂合金腐蝕，但在鎂合金服役過(guò)程中可能會(huì)因?yàn)榭呐?、劃傷、光照等外部因素?dǎo)致涂層產(chǎn)生微裂紋，如果任其暴露在環(huán)境中而不及時(shí)修復(fù)，微裂紋會(huì)逐漸蔓延、擴(kuò)張，涂層甚至發(fā)生失效脫落，致使鎂合金基體直接暴露在外界環(huán)境中從而發(fā)生腐蝕。

一般涂層產(chǎn)生的微裂紋往往在材料深處肉眼難以發(fā)現(xiàn)，很難從外部進(jìn)行修復(fù)。因此，開(kāi)發(fā)一種具備自修復(fù)能力的防腐蝕涂層，對(duì)鎂合金的表面防護(hù)與實(shí)際應(yīng)用具有重要的實(shí)際意義。而將自修復(fù)微膠囊埋植于有機(jī)涂層中，利用微膠囊對(duì)微裂紋的自動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)涂層的損傷自修復(fù)，是目前的研究熱點(diǎn)。鎂合金化學(xué)性質(zhì)極其活潑，涂層出現(xiàn)微裂紋后若得不到及時(shí)修復(fù)，將導(dǎo)致鎂合金的快速腐蝕。因此，鎂合金自修復(fù)防腐蝕涂層必須具有更快的自修復(fù)能力，才能更有效地實(shí)現(xiàn)自修復(fù)功能。

但是，目前的雙組分微膠囊存在制備困難、芯材修復(fù)劑難以全部反應(yīng)等缺點(diǎn)，而一般單組分芯材存在反應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)，從而限制了其在鎂合金表面的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的雙組分微膠囊制備困難、芯材難以全部反應(yīng)，而單一干性油防反應(yīng)速度慢、腐蝕效果差的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種鎂合金自修復(fù)防腐蝕涂層用微膠囊及其制備方法和自修復(fù)防腐蝕涂層，以改性三聚氰胺-脲醛樹(shù)脂為壁材包埋桐油制備了微膠囊，一定程度上提高了微膠囊的熱穩(wěn)定性和斷裂韌性，提高芯材比，減小了微膠囊的破損率。桐油內(nèi)添加異辛酸鈰，即作為催干劑，又作為鎂合金緩蝕劑，從而使得修復(fù)劑桐油與異辛酸鈰可以對(duì)鎂合金防腐起到協(xié)同作用，能大幅度提高修復(fù)后對(duì)鎂合金的防護(hù)能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種鎂合金自修復(fù)防腐蝕涂層用微膠囊，包括外部的壁材(殼材)和壁材內(nèi)的芯材，所述壁材為納米纖維素改性的三聚氰胺-脲醛樹(shù)脂，芯材為含有催干劑的桐油(修復(fù)劑)。

所述芯材中催干劑重量為桐油重量的0.5～1.5wt.％，所述催干劑為異辛酸鈰。

該微膠囊粒徑為10～80μm，平均囊壁厚度為5～8μm。

所述鎂合金自修復(fù)防腐蝕涂層用微膠囊的制備方法，包括以下步驟：

(1)選取一定量尿素和三聚氰胺溶解在甲醛溶液中，再滴加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH至堿性，恒溫水浴加熱反應(yīng)形成MUF樹(shù)脂預(yù)聚體溶液，稀釋后備用；

(2)將一定量的納米纖維素(CNFs)水溶液，加入到步驟(1)所得稀釋后的MUF樹(shù)脂預(yù)聚體溶液中，超聲振蕩30～50min，得到納米纖維素與MUF樹(shù)脂預(yù)聚體的混合溶液；

(3)取一定量含有催干劑的桐油和十二烷基苯磺酸鈉溶解在去離子水中，滴加2滴正辛醇消泡，攪拌后形成穩(wěn)定的水包油芯材乳液；

(4)將步驟(2)所得混合溶液緩慢加入到所述水包油芯材乳液中，緩慢調(diào)節(jié)溶液pH值至3～5，升溫到50～60℃攪拌反應(yīng)2小時(shí)后，冷卻至室溫，并調(diào)節(jié)pH＝7結(jié)束反應(yīng)，用去離子水和丙酮多次重復(fù)洗滌、抽濾、干燥后即得所述微膠囊。