[发明专利]用于自修复的纳米二氧化钛复合材料微胶囊及其制备工艺

说明书

用于自修复的纳米二氧化钛复合材料微胶囊，属于复合材料的技术领域，按重量百分含量计包括，环氧树脂30‑50％，尿素8‑12％，甲醛12‑18％，纳米二氧化钛10‑20％，纳米氧化亚铜5‑10％，纳米碳化硅5‑10％，分散剂1‑5％，硅烷偶联剂2‑8％，乳化剂0.5‑1％，其中，环氧树脂的环氧值为E51，纳米二氧化钛为金红石型二氧化钛，分散剂为聚乙二醇，硅烷偶联剂为γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，乳化剂为OP‑10。本发明还公开了用于自修复的纳米二氧化钛复合材料微胶囊的制备工艺，产品应用于油漆或涂料中，当涂层受到损伤后，能有效对损伤部位进行修复，尤其适用于金属防腐方面。

技术领域

本发明属于复合材料的技术领域，涉及一种自修复专用纳米二氧化钛复合材料，应用于自修复材料中，能增强修复材料表面的微裂痕的修复能力，增加材料被修复处的耐磨性，达到增强修复能力的目的，属于纳米功能材料领域。

背景技术

通常，在航空航天、高层建筑、船舶舰艇等金属防腐领域，由于所处环境的限制对于材料的保养、维护都存在较大难度，又要保证材料稳定性的时候，可以采用自修复涂料代替常规涂料，在材料受到承受范围内的损伤、碰撞时，自修复涂层内部会释放出修复液对材料表面进行修复，避免在材料表面受到伤害时，造成进一步的腐蚀破坏，保证材料性能的稳定性。

在金属材料表面涂一层漆料，形成一层保护膜，能够阻止材料被腐蚀、破坏的现象发生，使各种材料的使用寿命延长。所以油漆或涂料被广泛用作各种金属产品的外部防护。但是普通的油漆或涂料，无自我修复的功能，如果向其中加入自修复微胶囊，当材料表面在受到破坏时，能够释放出自修复材料，对受到损伤的部位进行修复，使涂层具有自修复能力。但是目前开发的自修复微胶囊材料，在修复处的只是进行了粘合修复，和周围材料相比强度和耐受性都会有所下降，成为应力集中点，易发生二次破坏。本发明将自修复微胶囊中加入纳米二氧化钛和其它纳米材料的复合，借助纳米复合材料表面效应和高活性的特点，可协同加速修复材料受损处，提高材料间的结合力，在材料受损处不仅修复材料，还能利用纳米二氧化钛进行补强，可有效的增加涂层的修复能力，增加材料的使用寿命。但目前的研究都只做到将纳米二氧化钛包裹起来或将修复树脂包覆起来，将纳米二氧化钛复合材料和环氧树脂同时进行包覆，尚未有人进行相关实验。因此，研制自修复纳米二氧化钛复合材料微胶囊具有重要的意义。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种用于自修复的纳米二氧化钛复合材料微胶囊及其制备工艺。本方案将自修复微胶囊中加入自修复微胶囊专用纳米二氧化钛复合材料，由于纳米复合材料的具有表面效应和高活性，加快了修复材料在受损处的扩散速度，提高了材料间的结合力，在材料受损处不仅修复材料，还进行补强，有效的增强了涂层的修复能力，增加材料的使用寿命。

本发明为实现其目的采用的技术方案是：

用于自修复的纳米二氧化钛复合材料微胶囊，按质量百分含量计包括，环氧树脂30-55％，尿素8-12％，甲醛12-18％，纳米二氧化钛10-20％，纳米氧化亚铜5-10％，纳米碳化硅5-10％，分散剂1-5％，硅烷偶联剂2-8％，0.5-1％乳化剂，其中，环氧树脂环氧值为E51，纳米二氧化钛为金红石型二氧化钛，分散剂为聚乙二醇，硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，乳化剂为OP-10。

所述的用于自修复的纳米二氧化钛复合材料微胶囊的制备工艺，包括以下步骤：

A、按权利要求1所述的各物质的质量百分比称量各物质；

B、将所称量的纳米二氧化钛、纳米碳化硅、纳米氧化亚铜和聚乙二醇加入到去离子水中，配置成(0.65-0.75)mol·L^-1的悬浊液，超声分散(30-40)min，得分散液；

C、将步骤B所得的分散液的pH调到4-6，加入所称量的硅烷偶联剂，在(75-85)℃下反应(5-7)h，其中用5％的醋酸将步骤B所得的分散液的pH调到4-6；