[发明专利]一种自修复涂层材料的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及涂层材料的制备领域，尤其涉及一种自修复涂层材料的制备方法及其应用。

背景技术

涂层作为产品的外层防护和装饰材料，难免在产品使用过程中因擦、刮、划等而受到损伤，大部分损伤不能得到及时修复，从而使其对产品的防护和装饰作用大打折扣。若能够使涂层材料的损伤自动修复，势必能够有效提升涂层的防护能力和安全可靠性。

发明内容

本发明提供了一种自修复涂层材料的制备方法及其应用，解决了现有技术中存在的问题，制得的涂层具有自修复功能，还具有基体附着力大、表面硬度高、阻燃性好、表面装饰性和耐腐蚀性优异等优点。

本发明是通过下述技术方案来实现的：

一种自修复涂层材料的制备方法，所述自修复涂层材料包括内层修复层材料和外层面层材料，所述修复层材料中加入有脲醛树脂包覆环氧树脂微胶囊，所述面层材料中加入有固化剂，所述修复层材料和面层材料的制备包括以下步骤：

步骤A，制备环氧树脂微胶囊：首先将尿素溶于甲醛溶液中，用三乙醇胺调节溶液pH值，反应后得到脲甲醛预聚体；将环氧树脂溶于丙酮中，加入苯甲醇、正辛醇，搅拌均匀后得到芯材乳液；然后，在所述脲甲醛预聚体中加入十二烷基苯磺酸水溶液及芯材乳液，高速搅拌后，用稀硫酸调节pH值，加热反应后，对产物进行过滤、洗涤、干燥处理后即得环氧树脂微胶囊；

步骤B，制备修复层材料：取环氧树脂溶于丙酮中，然后在搅拌情况下，依次加入酚醛树脂、环氧树脂微胶囊、二乙烯三胺和填料，即可制得修复层材料；

步骤C，制备面层材料：取环氧树脂溶于丙酮中，然后在搅拌情况下，依次加入聚四氟乙烯粉末、颜料、乙二胺、Al(OH)₃和Mg(OH)₂，即可制得面层材料。

在所述步骤A中，将50份尿素溶于90～100份甲醛溶液中，用三乙醇胺调节溶液pH＝8.0～10.0，在65～80℃条件下反应30～40min，得到脲甲醛预聚体。

在所述步骤A中，将100份环氧树脂溶于5～10份丙酮中，加入10～50份苯甲醇和1～2份正辛醇，搅拌均匀后得到芯材乳液。

在所述步骤A中，在100份脲甲醛预聚体中，加入5～7份1％浓度的十二烷基苯磺酸水溶液和70～100份芯材乳液，高速搅拌20～30min后，用稀硫酸调节pH＝3，并在55～65℃条件下反应2h，对产物进行过滤、洗涤、干燥处理后即得环氧树脂微胶囊。

在所述步骤B中，取30份环氧树脂溶于20～25份丙酮中，然后在搅拌情况下，依次加入15～20份酚醛树脂、25～30份环氧树脂微胶囊、3～3.5份二乙烯三胺和80～100份填料，即可制得修复层材料。

在所述步骤C中，取10份环氧树脂溶于15～20份丙酮中，然后在搅拌情况下，依次加入0.1份聚四氟乙烯粉末、0.5份颜料、2～3份乙二胺、15～20份Al(OH)₃和10～15份Mg(OH)₂，即可制得面层材料。

所述填料为云母粉、滑石粉、硅酸钙等矿物填料的一种或者组合。

所述填料为粉煤灰或建筑垃圾粉料加入云母粉或滑石粉的组合。

对基体板材进行表面处理后，先将步骤B制得的修复层材料均匀涂覆在基体板材上，在75～85℃条件下干燥1h获得修复层；再将步骤C制得的面层材料均匀喷涂在所述修复层表面，室温条件下干燥后即可获得由内层修复层和外层面层构成的自修复涂层。

与现有技术相比，本发明自修复涂层材料的开发利用有以下突出优点：本发明具备自修复能力的涂层材料包括内层修复层材料和外层面层材料，在修复层中加入脲醛树脂包覆环氧树脂微胶囊以提供环氧树脂修复剂，修复剂通过与面层中的固化剂作用来修复损伤。

进一步地，自修复涂层的应用，使得基体板材成型时可以不用兼顾其表面性能，从而减少基体板材的树脂用量、降低其成型工艺要求，因此，自修复涂层的使用，还能够降低树脂基复合板材的成本、提高其阻燃性和装饰性。

进一步地，本专利开发的自修复涂层，主要用于以粉煤灰、建筑垃圾为主原料的复合板材的表面装饰和防护，其成功开发与利用，可以有效促进粉煤灰、建筑垃圾等固体废弃物的利用，兼具经济效益和社会效益；

并且，本专利开发的自修复涂层，具有成型工艺简便、技术要求低、装饰性和自修复性好的特点，市场应用前景良好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明自修复涂层涂覆应用后的样板图；

图3为图2的断面结构图；