[发明专利]一种自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将尿素、甲醛按摩尔比1:1～1:3的量加入到容器中搅拌，形成脲甲醛溶液；在脲甲醛溶液中再加入占脲甲醛质量比为0％～50％的三聚氰胺，采用调碱剂调节pH值为8～9，缓慢升温至60～80℃，水浴恒温反应至终点，停止加热待温度降至室温，制得透明粘稠的预聚体；其中，壁材原料为尿素、甲醛和三聚氰胺；

2)取壁材原料与芯材原料质量比为(3～5)：10的环氧树脂为芯材，加入100份去离子水、1.5～3份囊芯稀释剂、0.5～3份乳化剂、0.05～1份消泡剂，高速搅拌机800～1000rpm搅拌10～20min形成乳液，然后超声处理形成细乳液；

3)将步骤1)得到的预聚体加入步骤2)制备的细乳液中搅拌恒温60～80℃，反应1～3h，此阶段分批加入调酸剂溶液，缓慢调节pH值为2～3，搅拌速率200～400rpm下继续搅拌，1～3h完成纳米胶囊的固化过程，最后通过加入调碱剂溶液将体系pH调至5～7，得到纳米胶囊的悬浮液；

4)将步骤3)得到的悬浮液自然冷却至室温，过滤，蒸馏水洗涤，冷冻干燥，即得自修复纳米胶囊产品；

5)按照重量份计，称取100份的热固性树脂，加入步骤4)得到的5～20份的自修复纳米胶囊、2～20份的基体固化剂、芯材环氧树脂潜伏性固化剂0.5～5份、10～30份的增强剂，混合并磁力搅拌5～30min，放入真空干燥箱中抽真空10～60min，脱去气泡，得到热固性树脂混合液，将其浇入硅胶模具中，放于室温固化20～30h，后处理1～2h，得到自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料。

2.根据权利要求1所述的自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料，其特征在于，所述的超声处理具体为：将乳液在超声波细胞粉碎机内，先在功率1000～2000W下超声处理6～9min，再在功率200～400W下超声处理1～5min形成细乳液。

3.根据权利要求1所述的自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料，其特征在于，所述自修复纳米胶囊的囊芯材料为双酚A缩水甘油醚型、双酚F缩水甘油醚型、间苯二酚缩水甘油酯型或羟甲基缩水甘油醚型。

4.根据权利要求1所述的自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料，其特征在于，

所述囊芯稀释剂为氯苯、1-丁基缩水甘油醚、苯甲醇、乙酸乙酯或乙基乙酸苯酯；

所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧化乙烯醚、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚、失水山梨醇油酸酯或苯乙烯-马来酸酐共聚物。

5.根据权利要求1所述的自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料，其特征在于，

所述调碱剂为NaOH溶液、无水碳酸钠溶液或三乙醇胺；

所述调酸剂为NH₄Cl溶液或HCl溶液。

6.根据权利要求1所述的自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料，其特征在于，

所述消泡剂为低级醇类或有机极性化合物系，低级醇消泡剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、正辛醇；有机极性化合物消泡剂为戊醇、二异丁基甲醇、辛醇、丙二醇。

7.根据权利要求1所述的自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料，其特征在于，

所述的热固性树脂基体为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、环氧乙烯基树脂或有机硅树脂中的一种。

8.根据权利要求7所述的自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料，其特征在于，环氧树脂基体所用固化剂为有机酸、酸酐、三氟化硼及其络合物，脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺等，优选为脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺中的一种；不饱和聚酯树脂基体所用固化剂为过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化环己酮、N，N-二甲基苯胺或异辛酸钴中的一种，促进剂为环烷酸钴；环氧乙烯基树脂基体所用固化剂为苯乙烯；有机硅树脂基体所用固化剂为二乙烯三胺或三乙烯四胺中的一种。

9.根据权利要求1所述的自修复纳米胶囊/热固性树脂基复合材料，其特征在于，

所述的增强剂为玻璃纤维；

所述的芯材环氧树脂潜伏性固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或2-苯基咪唑中的一种。