[发明专利]基于带锈基体的自修复转化渗透型防锈涂料及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于带锈基体的自修复转化渗透型防锈涂料及制备方法，它是由防锈底漆和自修复微胶囊组成。本发明涂料除了具有渗透和自修复作用外，自修复微胶囊的囊芯桐油中含有的桐油酸还可以起到转化锈层的作用，从而在秉承了渗透型以及转化型的带锈基体用防锈涂料的优势基础上，进一步实现使防锈涂料达到自修复目的。

技术领域

本发明属于防腐涂料领域，特别涉及一种基于带锈基体的自修复转化渗透型防锈涂料及制备方法，制备的涂料具有自修复以及优异的防腐性能。

背景技术

受到现代金属工业迅猛发展的影响，各种金属工业开始着重关注金属材料的防腐与防护工作。钢铁因其优异的各项性能而在人类社会中各方面起着非常重要的作用，有大量工程建筑都是以钢铁为主体。

但是钢铁最大的缺点是容易锈蚀，会带来安全隐患，造成经济损失。而在众多的防腐措施中，防腐涂料最为有效、经济，应用最普遍。传统的涂层防腐必须先对金属表面进行严格处理除锈，不仅工作量大，工作效率低而且会产生锈尘、废液危害环境人体健康。

但如果使用用于带锈基体的防锈涂料，以上问题则迎刃而解。带锈基体用防锈涂料是指可以直接涂刷在带有锈层的钢铁表面的一种防锈涂料，它能转化不稳定的金属锈并变成致密无害的保护层，达到了防锈涂料既除锈又保护的两种目的。

由于该带锈基体用防锈涂料具有众多其它涂料无法比拟的优点，因此在选择防锈涂料时经常被作为最先考虑的涂料，到目前为止使用带锈基体用防锈涂料是最有效、最实用、最经济可行的防腐措施。

但是涂料是一种聚合物基复合材料，长期使用必然会产生一些破损或微裂纹，这些微裂纹无法快速且准确的被发现并且很难修补，产生后材料的完整性以及整体性能大大降低，使得涂料的性能越来越差，也因此涂料的自我修复变得尤为重要。

自修复聚合物材料分为两大类，即埋植式自修复和本征型自修复。微胶囊属于埋植式自修复，同样属于埋植式自修复的还有微孔道。埋植式自修复即将装载着具有自修复功能的物质的微胶囊或微孔道预先埋入材料中，裂纹扩散至微胶囊或微孔道表面时，微胶囊或微孔道会应力破裂，释放出内部的修复剂，修复剂遇催化剂或固化剂后发生交联反应而固化从而填补裂纹，使裂纹不再继续扩展。

微胶囊型自修复材料是最早出现的自修复复合材料，也是最典型的埋植式自修复复合材料。微胶囊自修复复合材料的概念是S.R.White于2001年首次提出的，他将双环戊二烯作为芯材物质包封在脲醛树脂囊壁里，与kgrubbs催化剂一起分散在环氧树脂基体中，由于外界因素导致环氧树脂受到损伤后，基体材料会产生裂纹，裂纹扩展到微胶囊表面，由于应力集中作用会使微胶囊破裂，双环戊二烯由于裂缝产生的毛细管虹吸作用迅速渗入裂纹，接触到催化剂后发生活性开环聚合反应，迅速生成高度交联的聚合物网络，从而完成修复过程。

埋植式自修复的特点是需要填埋修复剂，虽然埋植式自修复材料一旦破裂释放出修复剂后就失去其自修复效果，因此其自修复复合材料的自修复能力有限，但其对基体材料的化学结构要求低，有良好的普适性。

因此研制一种类似生物的可以自我修复的涂料具有重要的意义，在产生破损的同时就会进行自我修复，无需人工干预，这对延长涂料的使用寿命以及提高涂料使用性能有显著的意义。

目前，市场上出现多种可以用在带锈基体的防锈涂料，比如：

稳定型带锈基体用防锈涂料其防锈机理是涂料中的活性颜料与铁锈发生反应生成稳定的化合物沉淀、螯合物、络合物等从而使锈层钝化。稳定型带锈基体用防锈涂料中不含酸类以及其他转化剂，因此，对铁锈的作用较小，稳定铁锈的速度较慢。因此，其施工的金属表面的锈层一般需要在30μm～50μm之间，条件苛刻，稳定型带锈基体用防锈涂料在无锈蚀的地方使用效果更好，但是这样就违背了我们研究用在带锈基体上的防锈涂料的初衷。