[发明专利]一种自修复微胶囊及其制备方法、自修复涂料和涂层

说明书

本发明实施例公开了一种修复微胶囊及其制备方法、自修复涂料和涂层，所述自修复微胶囊包括：囊芯；囊壁为氧化石墨烯修饰聚甲基丙烯酸甲酯；表面改性层为聚多巴胺；所述方法包括：将NABM加入GO水溶液中，调节pH至8～11，后清洗和固液分离，获得引发剂；将引发剂和MMA的DMF溶液混匀加入环氧树脂乳液中，除氧后加入催化剂以进行交联反应，固液分离和洗涤，获得固体分散于缓冲溶液中并加入多巴胺混匀，后洗涤获得。采用氧化石墨烯修饰聚甲基丙烯酸甲酯为囊壁，韧性好、不易破损、稳定性良好；采用聚多巴胺作为表面修饰层，与涂层基材结合强度高、在涂料中分散性好；涂料中引入自修复微胶囊对涂层出现的微裂纹或破损，能进行自愈合。

技术领域

本发明实施例涉及自修复涂料技术领域，特别涉及一种自修复微胶囊及其制备方法、自修复涂料和涂层。

背景技术

自修复涂料是指涂布于物体表面在一定的条件下能形成薄膜而起保护、装潢或其他特殊功能(绝缘、防锈、防霉、耐热等)的一类液体或固体材料。因早期的涂料大多以植物油为主要原料，故又称作油漆。现在合成树脂已大部分或全部取代了植物油，故称为涂料。作用主要有三点：保护，装饰，和掩饰产品的缺陷，提升产品的价值。

防腐涂层作为预防金属腐蚀的经济、有效方法之一而被人们广泛采用。然而，由于防腐涂层在其使用过程中因外界因素的变化而产生微裂纹，并且随着微裂纹的加速蔓延、扩张，导致金属表面上的涂层剥离甚至脱落，减少涂层的防腐性能和金属的使用寿命。因此，防腐涂层的修复问题受到各国科研工作者们的关注，并且提出了涂层的自修复这个概念。

随着自修复技术的不断发展，微胶囊在防护涂层领域日益表现出突出的应用优势。微胶囊技术是指通过特定的合成方法将具有修复作用的聚合物固体或液体颗粒包覆在具有一定稳定性的密封材料内，且具有明显核壳结构的复合材料技术。微胶囊作为载体固载聚合物修复剂的技术因其良好的修复效果受广大研究者的青睐，该技术在保持材料的基本力学性能，延长材料服役期限方面具有一定的优势。自修复涂层涉及诸多学科，是一个典型的跨学科难题。目前，基于微胶囊自修复涂层多见于实验室研究中，工程应用还处于起步阶段，无法满足实际应用的要求。需要进一步通过各学科之间的交叉研究，才能开发出满足实际需求的自修复涂层。

因此，如何开发出一种自修复微胶囊及其制备方法、自修复涂料和涂层，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明实施例目的是提供一种修复微胶囊及其制备方法、自修复涂料和涂层，该微胶囊能够实现防腐涂层的自愈合能力，提高工件整体的防腐性能。

在本发明实施例的第一个方面，提供一种自修复微胶囊，所述自修复微胶囊包括：

囊芯：由环氧树脂组成；

囊壁：包裹在所述囊芯的外周；所述囊壁为氧化石墨烯修饰聚甲基丙烯酸甲酯；

表面改性层：包裹在所述囊壁的外周；所述表面改性层为聚多巴胺。

在本发明实施例的第二个方面，提供一种自修复微胶囊的制备方法，所述方法包括：

将N-2-氨乙基-2-溴-2-异丁酰胺加入氧化石墨烯水溶液中，调节pH至8～11，后清洗和固液分离，获得引发剂；

将所述引发剂和溶解有甲基丙烯酸甲酯的二甲基甲酰胺溶液混匀，获得混合液；

将环氧树脂溶于水中，加入表面活性剂混匀，获得环氧树脂乳液；

将所述混合液加入所述环氧树脂乳液中，除氧后加入催化剂以进行交联反应，反应完成后加入甲醇以获得沉淀，经固液分离和洗涤，获得固体；

将所述固体分散于缓冲溶液中并加入多巴胺混匀，后洗涤，获得自修复涂层用微胶囊。

进一步地，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和十六烷中的至少一种。