[发明专利]自修复材料的制备方法与基体表面的自修复膜层

说明书

本发明公开了一种自修复材料的制备方法。该方法将固相的呈线状、棒状或者管状的微纳米材料分散到液相材料中，得到包含固相与液相的混合材料，该混合材料具有一定的流动性，当该混合材料受到外界影响破损后具有主动地、快速的自修复能力，并且该混合材料具有良好的稳定性和腐蚀防护性能。使用该混合材料在基体表面形成的膜层具有自修复能力以及良好的腐蚀防护性能。

技术领域

本发明涉及自修复涂层领域，具体涉及一种自修复材料的制备方法与基体表面的自修复膜层。

背景技术

传统的保护活性金属的方法主要包括化学改性、有机涂料和有机/聚合物薄膜涂覆等，但是它们大多在外界作用下容易产生各种各样的损伤，导致在服役过程中丧失其原有的保护性能，因此自修复涂层技术应运而生。

随着现代科学技术的超快发展，特别是智能材料技术的发展，对涂层材料的制备提出了更高的要求，发展智能的自修复材料成为必然趋势。目前智能的自修复材料技术主要集中于研究材料损伤后通过材料自身的化学反应修复的本征型自修复材料；以及通过外界的加热、辐照、浸泡、以及力作用下修复的刺激响应型自修复材料。

发明内容

针对上述技术现状，本发明提供一种自修复材料的制备方法，利用该方法制得的材料受到机械损伤后无需外界刺激响应即可主动、快速地修复还原。

本发明的技术方案为：一种自修复材料的制备方法，其特征是：将固相的微纳米材料分散到液相材料中，得到包含该固相材料与液相材料的混合材料；所述的微纳米材料呈线状、棒状或者管状；所述混合材料具有一定的流动性。

所述液相材料不限，包括C原子数在4-17个之间的烃类有机物，例如油、树脂、硅烷等中的一种或者几种的混合。其中，所述油包括但不限于硅油、植物油、矿物油等中的一种或者几种；所述脂包括但不限于树脂、油脂、硅烷、环氧树脂等中的一种或者几种。

所述微纳米材料与液相材料混合后不发生反应，该微纳米材料包括但不限于碳纳米管、碳纤维、玻璃纤维、氧化物纳米线、有机物纳米线等。

作为优选，所述混合材料由固相材料与液相材料组成。

所述固相的微纳米材料分散到液相材料的方法不限，可以是搅拌、超声震荡、摇晃、旋转等中的一种或者几种。

本发明将固相的微纳米材料分散到液相材料中，微纳米材料在液相材料中形成具有交联网络、迷宫网络、树枝结构、穿插结构等分散结构，提高了液相材料的粘度，同时，包含该固相材料与液相材料的混合材料仍然具有一定的流动性，其中的微纳米材料形成的各种分散结构可以阻挡、屏蔽腐蚀介质在膜层中的扩散和渗透过程，延长腐蚀路径，从而提高混合材料的稳定性和腐蚀防护性能；其中的液相由于仍然具有一定的流动性，当该混合材料受到外界影响破损后，液相的流动性能够为该混合材料提供良好的自修复能力，所述破损包括但不限于划痕、划伤、剐蹭、磨损等。

因此，利用本发明制备方法制得的混合材料受到外界影响破损后不需要外界的刺激(如加热、辐照、电、磁、水、外力、PH)即具有自主的、快速的修复能力，从而从根本上解决了目前自修复材料需要外界刺激响应性的问题；并且，该混合材料还具有很高的腐蚀防护性能，在腐蚀性介质，例如盐水、盐酸、氢氧化钠、中性盐雾等中具有优异的腐蚀防护能力。

另外，本发明中所使用的液相材料和三维颗粒材料的来源广泛，制备方法简单易行，因此可以通过常见的材料在不需要复杂的前处理工艺的条件下获得具有优异自修复性能以及腐蚀防护性能的膜层，为自修复防腐材料的制备提供了新的思路。

利用本发明制备方法制得的混合材料在基体表面形成膜层时，该膜层受到外界影响破损后不需要外界的刺激(如加热、辐照、电、磁、水、外力、PH)即具有自主的、快速的修复能力，同时该膜层还具有良好的腐蚀防护性能，在腐蚀性介质，例如盐水、盐酸、氢氧化钠、中性盐雾等中具有良好的腐蚀防护能力。所述混合材料在基体表面形成膜层的方法不限，包括涂覆、流延、印刷、喷涂、旋涂等方法中的一种或者几种。