一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層及其制備方法。該制備方法主要是利用皮克林乳滴模板法通過異佛爾酮二異氰酸酯與四乙烯五胺在水油界面上的界面聚合反應(yīng)制備環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺微膠囊，兩種微膠囊加入環(huán)氧樹脂后形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。皮克林乳滴模板法保證了乳液的穩(wěn)定性，防止乳滴相融，提高了微膠囊芯材的包裹量和包裹效率；皮克林乳液提高雙膠囊自修復(fù)涂層的修復(fù)效率。分別在環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺的囊壁中引進(jìn)了納米二氧化硅粒子和納米黏土，提高了囊壁的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，而且也提高微膠囊的脆性與微膠囊芯材的釋放效率，確保了雙膠囊自修復(fù)涂層的修復(fù)性能。
【專利說明】
一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及智能高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自修復(fù)材料是智能仿生材料中十分重要的一部分，它在航天航空、汽車工業(yè)等諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。它能夠自動(dòng)對外部刺激做出響應(yīng)，修復(fù)材料中損傷部位并保持材料性能。從White(Nature，2001, 409: 794-797)研發(fā)出第一代用于環(huán)氧樹脂的微膠囊自修復(fù)體系后，微膠囊型自修復(fù)復(fù)合材料因其高效修復(fù)性能而被大量深入研究。這種自修復(fù)材料中嵌入的微膠囊能夠在基體材料中出現(xiàn)裂紋時(shí)隨之破裂，向裂紋中釋放出修復(fù)劑，并通過固化反應(yīng)填充裂紋，實(shí)現(xiàn)對基體材料的修復(fù)。而在高分子自修復(fù)材料中，環(huán)氧樹脂常常作為基體材料使用，使得環(huán)氧微膠囊的自修復(fù)體系中微膠囊和基體本身具有更好的兼容性。環(huán)氧-胺自修復(fù)體系也是目前為止修復(fù)效率最高，最具發(fā)展和應(yīng)用前景的體系之一。許多文獻(xiàn)報(bào)道(J.Mater.Chem.A, 2014, 2: 6558-6566，J.B1med.Mater.Res., 2014，102: 3024-3032, Langmuir, 2014，30: 2346-2350)用不同方法制備了基于環(huán)氧和胺的自修復(fù)微膠囊，這些工作都證明將微膠囊嵌入環(huán)氧樹脂是一種制備環(huán)氧樹脂自修復(fù)材料的可行方法，但依然存在環(huán)氧樹脂、胺包裹量較低，效率不足，微膠囊對芯材保護(hù)能力不足等頗多問題。同時(shí)因?yàn)榄h(huán)氧樹脂的標(biāo)準(zhǔn)固化劑，脂肪胺的極性較大，使用傳統(tǒng)乳液極難穩(wěn)定，并實(shí)現(xiàn)高效包裹，所以需要尋找新的突破口。
[0003]保證微膠囊的制備過程中乳液的穩(wěn)定性是解決上述問題的一個(gè)關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)方法大部分采用乳化劑穩(wěn)定的乳液來制備微膠囊，但這種使用乳化劑穩(wěn)定的乳液往往不能提供足夠的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性來防止乳液中乳滴的相融，甚至產(chǎn)生破乳現(xiàn)象，導(dǎo)致包裹效率不高。相對乳化劑穩(wěn)定的乳液，皮克林乳液采用適當(dāng)親疏水性的納米粒子吸附于油水界面來穩(wěn)定乳液，整個(gè)乳液具備很強(qiáng)的穩(wěn)定性，防止乳滴相融和破乳，并最大程度保證芯材的包裹效率。
[0004]因此，我們分別用油包水和水包油皮克林乳液制備了包裹環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺的自修復(fù)微膠囊。并將這兩種微膠囊加入環(huán)氧樹脂中形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的和內(nèi)容在于針對之前以乳化劑穩(wěn)定的乳液合成自修復(fù)微膠囊的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于皮克林乳液的納米復(fù)合自修復(fù)微膠囊，并由之形成的一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層及其制備方法。
[0006]微膠囊的性能在這種自修復(fù)涂層中起到關(guān)鍵性作用，這種基于皮克林乳液的合成方法相對于傳統(tǒng)方法，增強(qiáng)了乳液穩(wěn)定性，保證了膠囊芯材的高量高效的包裹。并由于納米粒子嵌入囊壁，使得膠囊的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能得到了顯著提升。將這兩種微膠囊按比例加入環(huán)氧涂層中形成雙膠囊自修復(fù)涂層具有很好的自愈合性能。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn): 一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備方法，該制備方法如下:首先制備環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺微膠囊，其中環(huán)氧微膠囊以親水性二氧化硅納米粒子穩(wěn)定的水包油皮克林乳液為模板，四乙烯五胺微膠囊以疏水性納米黏土穩(wěn)定的油包水皮克林乳液為模板，再利用異佛爾酮二異氰酸酯與四乙烯五胺在水油界面上的界面聚合反應(yīng)形成環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺微膠囊;然后把環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺微膠囊加入環(huán)氧樹脂中形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。
[0008]進(jìn)一步地，該方法包括以下步驟:
(1)環(huán)氧微膠囊的制備:先把相對水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2-0.8%的親水性二氧化硅納米粒子超聲分散于質(zhì)量濃度為0.5?1.5%的聚乙烯醇的水溶液中，得到皮克林乳液的水相;再把環(huán)氧樹脂加入水相中，通過高速剪切機(jī)以3000?12000 rpm的剪切速率混合乳化成水包油皮克林乳液;再加入異佛爾酮二異氰酸酯，混合均勻;最后加入四乙烯五胺水溶液，室溫下靜置反應(yīng)20?60min，得到環(huán)氧微膠囊懸浮液，水洗多次，過濾，室溫干燥后，得到環(huán)氧微膠囊；
(2)四乙烯五胺微膠囊的制備:先把相對油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2?0.8%的疏水性納米黏土超聲分散于質(zhì)量濃度為0.5?1.5%的聚異丁烯二甲苯溶液中，得到皮克林乳液的油相;再把四乙烯五胺水溶液加入油相中，通過高速剪切機(jī)以剪切速率3000?12000 rpm混合乳化成油包水皮克林乳液;再加入異佛爾酮二異氰酸酯二甲苯溶液，混合均勻，室溫下靜置反應(yīng)20?60 min，得到四乙烯五胺微膠囊懸浮液，用二甲苯洗滌多次，過濾后在通風(fēng)櫥內(nèi)室溫干燥，得到四乙烯五胺微膠囊；
(3)雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備:將環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺以8:1?12:1的質(zhì)量比混合均勻，作為自修復(fù)材料的基體材料;再加入環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺微膠囊，混合均勻，室溫下干燥20?28h形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。
[0009]優(yōu)化的，步驟(I)所述環(huán)氧樹脂的用量為水相中水質(zhì)量的30?70%。
[0010]優(yōu)化的，步驟(I)所述異佛爾酮二異氰酸酯的用量為水相中水體積的3~8%。
[0011]優(yōu)化的，步驟(I)所述四乙烯五胺水溶液的體積濃度為5?15%，用量為水相中水體積的40?60%。
[0012]優(yōu)化的，步驟(2)所述四乙烯五胺水溶液的質(zhì)量濃度為40?60%，用量為油相中二甲苯體積的30?70%。
[0013]優(yōu)化的，步驟(2)所述異佛爾酮二異氰酸酯二甲苯溶液的體積濃度為5?15%，用量為油相中二甲苯體積的20?30%。
[0014]優(yōu)化的，步驟(3)所述環(huán)氧微膠囊的用量為基體材料質(zhì)量的5?15%;四乙烯五胺微膠囊的用量為基體材料質(zhì)量的2~8%。
[0015]由上述制備方法制備得到的一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。
[0016]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)效果:
I)本發(fā)明制備工藝簡單，不需要特殊設(shè)備，常溫常壓下操作，生產(chǎn)效率高，適于推廣應(yīng)用。
[0017]2)本發(fā)明通過皮克林乳滴模板法制備環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺微膠囊，其中皮克林乳滴模板法保證了乳液的穩(wěn)定性，防止乳滴相融，提高了微膠囊芯材的包裹量和包裹效率;皮克林乳液的粒徑多分散性，使得制備出來的微膠囊的粒徑分布也比較大，因此可以對大小不一的裂紋產(chǎn)生響應(yīng)，提高雙膠囊自修復(fù)涂層的修復(fù)效率。
[0018]3)本發(fā)明以皮克林乳滴為模板，分別在環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺的囊壁中引進(jìn)了納米二氧化硅粒子和納米黏土，提高了囊壁的脆性和熱穩(wěn)定性，使得微膠囊在應(yīng)力作用下有更徹底的破裂，提高了微膠囊芯材的釋放效率，確保了雙膠囊自修復(fù)涂層的修復(fù)性能。
[0019]4)本發(fā)明制備的兩種微膠囊的粒徑大小可以通過調(diào)節(jié)高速剪切機(jī)對乳液的剪切速率進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化，以滿足不同使用情況下的需求。
【附圖說明】
[0020]圖1為雙膠囊自修復(fù)涂層劃痕自修復(fù)的掃描顯微鏡照片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0022]實(shí)施例1
(I)在100 mL去離子水中加入I g聚乙烯醇(聚合度2600)，80°C下磁力攪拌12 h，得到聚乙稀醇水溶液。在6 mL聚乙稀醇水溶液中加入30 mg二氧化娃納米粒子超聲分散I min，加入3 g環(huán)氧樹脂，使油水相混合，9000 rpm高速剪切乳化得到二氧化娃納米粒子穩(wěn)定的水包油皮克林乳液;再在皮克林乳液中加入300 ml異佛爾酮二異氰酸酯，混合均勻，得混合液。將300 mL四乙烯五胺溶解于3 mL去離子水后，再加入混合液中，室溫下靜置40 min，得到環(huán)氧微膠囊懸浮液，將懸浮液水洗3次，過濾，室溫干燥24 h，得到環(huán)氧微膠囊。
[0023](2)在100 mL二甲苯中加入I g聚異丁烯(分子量2400)，85°C下磁力攪拌12 h，得到聚異丁稀二甲苯溶液。在8 mL聚異丁稀二甲苯溶液中加入40 mg納米黏土超聲分散I min形成油相。將2 g四乙烯五胺溶解于2 g去離子水中之后加入油相中，使油水相混合，并9000rpm高速剪切乳化得到納米黏土穩(wěn)定的油包水皮克林乳液。將200 mL異佛爾酮二異氰酸酯溶解于2 mL二甲苯后加入制備好的油包水皮克林乳液，輕搖混合均勻。室溫下靜置40 min,得到四乙烯五胺微膠囊懸浮液，用二甲苯將懸浮液洗滌3次，過濾，在通風(fēng)櫥中室溫干燥24h，得到四乙烯五胺微膠囊。
[0024](3)將鐵片用乙醇清洗，去除表面油脂后，用砂紙打磨。再用乙醇清洗干凈后，室溫下靜置干燥備用。將5 g環(huán)氧樹脂和0.5 g四乙烯五胺混合均勻，作為自修復(fù)材料的基體材料。再加入相對基體材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的環(huán)氧微膠囊和5%的四乙烯五胺微膠囊，混合均勻后涂敷在備用的鐵片上，室溫下干燥24 h形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。如圖1所示，在自修復(fù)涂層產(chǎn)生裂紋時(shí)，包裹環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺的微膠囊會(huì)隨著裂紋的產(chǎn)生而破裂，并釋放出修復(fù)劑，通過環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺反應(yīng)生成新的聚氨酯，能夠?qū)崿F(xiàn)自修復(fù)功能。
[0025]實(shí)施例2
(I)在100 mL去離子水中加入I g聚乙烯醇(聚合度2600)，80°C下磁力攪拌12 h，得到聚乙稀醇水溶液。在6 mL聚乙稀醇水溶液中加入30 mg二氧化娃納米粒子超聲分散I min，加入1.8 g環(huán)氧樹脂，使油水相混合，3000 rpm高速剪切乳化得到二氧化娃納米粒子穩(wěn)定的水包油皮克林乳液。再在皮克林乳液中加入180 mL異佛爾酮二異氰酸酯，混合均勻，得混合液。將150 mL四乙烯五胺溶解于3 mL去離子水后，再加入混合液中。室溫下靜置40 min，得到環(huán)氧微膠囊懸浮液，將懸浮液水洗3次，過濾，室溫干燥24 h，得到環(huán)氧微膠囊。
[0026](2)在100 mL二甲苯中加入I g聚異丁烯(分子量2400)，85°C下磁力攪拌12 h，得到聚異丁稀二甲苯溶液。在8 mL聚異丁稀二甲苯溶液中加入40 mg納米黏土超聲分散I min形成油相。將1.3 g四乙烯五胺溶解于2 g去離子水中之后加入油相，使油水相混合，并3000rpm高速剪切乳化得到納米黏土穩(wěn)定的油包水皮克林乳液。將100 mL異佛爾酮二異氰酸酯溶解于2 mL二甲苯后加入制備好的油包水皮克林乳液，輕搖混合均勻。室溫下靜置40 min,得到四乙烯五胺微膠囊懸浮液，用二甲苯將懸浮液洗滌3次，過濾，在通風(fēng)櫥中室溫干燥24h，得到四乙烯五胺微膠囊。
[0027](3)將鐵片用乙醇清洗，去除表面油脂后，用砂紙打磨。再用乙醇清洗干凈后，室溫下靜置干燥備用。將5 g環(huán)氧樹脂和0.5 g四乙烯五胺混合均勻，作為自修復(fù)材料的基體材料。再加入相對基體材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的環(huán)氧微膠囊和2%的四乙烯五胺微膠囊，混合均勻后涂敷在備用的鐵片上，室溫下干燥24 h形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。本實(shí)施例的雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層產(chǎn)生裂紋時(shí)，包裹環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺的微膠囊會(huì)隨著裂紋的產(chǎn)生而破裂，并釋放出修復(fù)劑，通過環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺反應(yīng)生成新的聚氨酯，能夠?qū)崿F(xiàn)自修復(fù)功會(huì)K。
[0028]實(shí)施例3
(I)在100 mL去離子水中加入I g聚乙烯醇(聚合度2600)，80°C下磁力攪拌12 h，得到聚乙稀醇水溶液。在6 mL聚乙稀醇水溶液中加入30 mg二氧化娃納米粒子超聲分散I min，加入4.2 g環(huán)氧樹脂，使油水相混合，6000 rpm高速剪切乳化得到二氧化娃納米粒子穩(wěn)定的水包油皮克林乳液。再在皮克林乳液中加入480 mL異佛爾酮二異氰酸酯，混合均勻，得混合液。將450 mL四乙烯五胺溶解于3 ml去離子水后，再加入混合液中。室溫下靜置40 min，得到環(huán)氧微膠囊懸浮液，將懸浮液水洗3次，過濾，室溫干燥24 h，得到環(huán)氧微膠囊。
[0029](2)在100 mL二甲苯中加入I g聚異丁烯(分子量2400)，85°C下磁力攪拌12 h，得到聚異丁稀二甲苯溶液。在8 mL聚異丁稀二甲苯溶液中加入40 mg納米黏土超聲分散I min形成油相。將3 g四乙烯五胺溶解于2 g去離子水中之后加入油相，使油水相混合，并6000rpm高速剪切乳化得到納米黏土穩(wěn)定的油包水皮克林乳液。將300 mL異佛爾酮二異氰酸酯溶解于2 mL二甲苯后加入制備好的油包水皮克林乳液，輕搖混合均勻。室溫下靜置40 min,得到四乙烯五胺微膠囊懸浮液，用二甲苯將懸浮液洗滌3次，過濾，在通風(fēng)櫥中室溫干燥24h，得到四乙烯五胺微膠囊。
[0030](3)將鐵片用乙醇清洗，去除表面油脂后，用砂紙打磨。再用乙醇清洗干凈后，室溫下靜置干燥備用。將5 g環(huán)氧樹脂和0.5 g四乙烯五胺混合均勻，作為自修復(fù)材料的基體材料。再加入相對基體材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的環(huán)氧微膠囊和5%的四乙烯五胺微膠囊，混合均勻后涂敷在備用的鐵片上，室溫下干燥24 h形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。本實(shí)施例的雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層產(chǎn)生裂紋時(shí)，包裹環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺的微膠囊會(huì)隨著裂紋的產(chǎn)生而破裂，并釋放出修復(fù)劑，通過環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺反應(yīng)生成新的聚氨酯，能夠?qū)崿F(xiàn)自修復(fù)功會(huì)K。
[0031 ] 實(shí)施例4
(I)在100 mL去離子水中加入I g聚乙烯醇(聚合度2600)，80°C下磁力攪拌12 h，得到聚乙稀醇水溶液。在6 mL聚乙稀醇水溶液中加入30 mg二氧化娃納米粒子超聲分散I min，加入3 g環(huán)氧樹脂，使油水相混合，12000 rpm高速剪切乳化得到二氧化娃納米粒子穩(wěn)定的水包油皮克林乳液。再在皮克林乳液中加入300 mL異佛爾酮二異氰酸酯，混合均勻，得混合液。將240 mL四乙烯五胺溶解于2.4 mL去離子水后，再加入混合液中。室溫下靜置20 min,得到環(huán)氧微膠囊懸浮液，將懸浮液水洗3次，過濾，室溫干燥24 h，得到環(huán)氧微膠囊。
[0032](2)在100 mL二甲苯中加入I g聚異丁烯(分子量2400)，85°C下磁力攪拌12 h，得到聚異丁稀二甲苯溶液。在8 mL聚異丁稀二甲苯溶液中加入40 mg納米黏土超聲分散I min形成油相。將1.6 g四乙烯五胺溶解于1.6 g去離子水中之后加入油相，使油水相混合，并12000 rpm高速剪切乳化得到納米黏土穩(wěn)定的油包水皮克林乳液。將160 mL異佛爾酮二異氰酸酯溶解于1.6 mL二甲苯后加入制備好的油包水皮克林乳液，輕搖混合均勻。室溫下靜置20 min，得到四乙烯五胺微膠囊懸浮液，用二甲苯將懸浮液洗滌3次，過濾，在通風(fēng)櫥中室溫干燥24 h，得到四乙烯五胺微膠囊。
[0033](3)將鐵片用乙醇清洗，去除表面油脂后，用砂紙打磨。再用乙醇清洗干凈后，室溫下靜置干燥備用。將5 g環(huán)氧樹脂和0.5 g四乙烯五胺混合均勻，作為自修復(fù)材料的基體材料。再加入相對基體材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的環(huán)氧微膠囊和8%的四乙烯五胺微膠囊，混合均勻后涂敷在備用的鐵片上，室溫下干燥24 h形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。本實(shí)施例的雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層產(chǎn)生裂紋時(shí)，包裹環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺的微膠囊會(huì)隨著裂紋的產(chǎn)生而破裂，并釋放出修復(fù)劑，通過環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺反應(yīng)生成新的聚氨酯，能夠?qū)崿F(xiàn)自修復(fù)功會(huì)K。
[0034]實(shí)施例5
(I)在100 mL去離子水中加入I g聚乙烯醇(聚合度2600)，80°C下磁力攪拌12 h，得到聚乙稀醇水溶液。在6 mL聚乙稀醇水溶液中加入30 mg二氧化娃納米粒子超聲分散I min，加入3 g環(huán)氧樹脂，使油水相混合，10000 rpm高速剪切乳化得到二氧化娃納米粒子穩(wěn)定的水包油皮克林乳液。再在皮克林乳液中加入300 mL異佛爾酮二異氰酸酯，混合均勻，得混合液。將360 mL四乙烯五胺溶解于3.6 mL去離子水后，再加入混合液中。室溫下靜置60 min,得到環(huán)氧微膠囊懸浮液，將懸浮液水洗3次，過濾，室溫干燥24 h，得到環(huán)氧微膠囊。
[0035](2)在100 mL二甲苯中加入I g聚異丁烯(分子量2400)，85°C下磁力攪拌12 h，得到聚異丁稀二甲苯溶液。在8 mL聚異丁稀二甲苯溶液中加入40 mg納米黏土超聲分散I min形成油相。將2.8 g四乙烯五胺溶解于2.8 g去離子水中之后加入油相，使油水相混合，并10000 rpm高速剪切乳化得到納米黏土穩(wěn)定的油包水皮克林乳液。將240 mL異佛爾酮二異氰酸酯溶解于2.4 mL二甲苯后加入制備好的油包水皮克林乳液中，輕搖混合均勻。室溫下靜置60 min，得到四乙烯五胺微膠囊懸浮液，用二甲苯將懸浮液洗滌3次，過濾，在通風(fēng)櫥中室溫干燥24 h，得到四乙烯五胺微膠囊。
[0036](3)將鐵片用乙醇清洗，去除表面油脂后，用砂紙打磨。再用乙醇清洗干凈后，室溫下靜置干燥備用。將5 g環(huán)氧樹脂和0.5 g四乙烯五胺混合均勻，作為自修復(fù)材料的基體材料。再加入相對基體材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的環(huán)氧微膠囊和8%的四乙烯五胺微膠囊，混合均勻后涂敷在備用的鐵片上，室溫下干燥24 h形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。本實(shí)施例的雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層產(chǎn)生裂紋時(shí)，包裹環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺的微膠囊會(huì)隨著裂紋的產(chǎn)生而破裂，并釋放出修復(fù)劑，通過環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺反應(yīng)生成新的聚氨酯，能夠?qū)崿F(xiàn)自修復(fù)功會(huì)K。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備方法，其特征在于，該制備方法如下:首先制備環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺微膠囊，其中環(huán)氧微膠囊以親水性二氧化硅納米粒子穩(wěn)定的水包油皮克林乳液為模板，四乙烯五胺微膠囊以疏水性納米黏土穩(wěn)定的油包水皮克林乳液為模板，再利用異佛爾酮二異氰酸酯與四乙烯五胺在水油界面上的界面聚合反應(yīng)形成環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺微膠囊;然后把環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺微膠囊加入環(huán)氧樹脂中形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)環(huán)氧微膠囊的制備:先把相對水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2-0.8%的親水性二氧化硅納米粒子超聲分散于質(zhì)量濃度為0.5?1.5%的聚乙烯醇的水溶液中，得到皮克林乳液的水相;再把環(huán)氧樹脂加入水相中，通過高速剪切機(jī)以3000?12000 rpm的剪切速率混合乳化成水包油皮克林乳液;再加入異佛爾酮二異氰酸酯，混合均勻;最后加入四乙烯五胺水溶液，室溫下靜置反應(yīng)20?60min，得到環(huán)氧微膠囊懸浮液，水洗，過濾，室溫干燥后，得到環(huán)氧微膠囊； (2)四乙烯五胺微膠囊的制備:先把相對油相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2?0.8%的疏水性納米黏土超聲分散于質(zhì)量濃度為0.5?1.5%的聚異丁烯二甲苯溶液中，得到皮克林乳液的油相;再把四乙烯五胺水溶液加入油相中，通過高速剪切機(jī)以剪切速率3000?12000 rpm混合乳化成油包水皮克林乳液;再加入異佛爾酮二異氰酸酯二甲苯溶液，混合均勻，室溫下靜置反應(yīng)20?60 min，得到四乙烯五胺微膠囊懸浮液，用二甲苯洗滌，過濾后在通風(fēng)櫥內(nèi)室溫干燥，得到四乙烯五胺微膠囊； (3)雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備:將環(huán)氧樹脂和四乙烯五胺以8:1?12:1的質(zhì)量比混合均勻，作為自修復(fù)材料的基體材料;再加入環(huán)氧微膠囊和四乙烯五胺微膠囊，混合均勻，室溫下干燥20?28h形成雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備方法，其特征在于，步驟(I)所述環(huán)氧樹脂的用量為水相中水質(zhì)量的30?70%。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備方法，其特征在于，步驟(I)所述異佛爾酮二異氰酸酯的用量為水相中水體積的3~8%。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述四乙烯五胺水溶液的體積濃度為5?15%，用量為水相中水體積的40?60%。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備方法，其特征在于，步驟(2 )所述四乙烯五胺水溶液的質(zhì)量濃度為40?60%，用量為油相中二甲苯體積的30?70%。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述異佛爾酮二異氰酸酯二甲苯溶液的體積濃度為5?15%，用量為油相中二甲苯體積的20-30%ο8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述環(huán)氧微膠囊的用量為基體材料質(zhì)量的5?15%;四乙烯五胺微膠囊的用量為基體材料質(zhì)量的2~8%。9.由權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的一種雙膠囊自修復(fù)環(huán)氧涂層。
【文檔編號】B01J13/16GK105833811SQ201610186380
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月27日
【發(fā)明人】王朝陽, 易歡
【申請人】華南理工大學(xué)