[发明专利]一种盐酸多巴胺功能化双壁微胶囊、制备方法及其应用

说明书

本发明属于水泥基材料微裂缝自修复技术领域，公开了一种盐酸多巴胺功能化双壁微胶囊、制备方法及其应用，所述盐酸多巴胺功能化双壁微胶囊按照质量百分比计，由第一组分和第二组分组成；所述第一组分由3‑5％三聚氰胺，16‑19％的37％甲醛，9‑12％苯酚，25‑28％环氧树脂，5‑7％稀释剂，3‑5％酸性pH调节剂，4‑7％碱性pH调节剂，0.1‑0.3％乳化剂，余量水组成；所述第二组分由1‑3％单壁微胶囊，9‑12％三羟甲基氨基甲烷，7‑9％盐酸，0.4‑0.6％盐酸多巴胺，0.6‑0.7％纳米TiO₂粒子，9‑11％三乙醇胺，20‑22％无水乙醇，余量水组成。本发明的微胶囊具有良好的自修复功能。

技术领域

本发明属于水泥基材料微裂缝自修复技术领域，尤其涉及一种盐酸多巴胺功能化双壁微胶囊、制备方法及其应用。

背景技术

目前，水泥基材料以其优异的力学性能被广泛应用到土木工程、地热工程、造船业、机械工业、海洋业等各个领域。在长期的使用年限下，水泥基材料受到内、外部恶劣环境的影响，在材料表面和内部不可避免地产生不同尺寸的裂缝，引起水泥基材料力学性能的下降，导致结构的耐久性大大降低，严重时会引发一系列安全性问题，危及我们的生命安全。在裂缝的修复上，现有的水泥基微胶囊自修复技术，选择传统的单壁微胶囊，这种方法制备的微胶囊致密性能较差，稳定性不理想，传统的修复方法每年都造成巨大的经济损失，需要进一步提高。同时，传统微胶囊的热稳定性在200-300度，极不稳定，这阻碍了微胶囊在高温条件下的应用。因此，提高微胶囊的热稳定性也是研究的重点内容，水泥基材料的裂缝问题一个亟待解决的具有挑战性的问题。

微胶囊自修复技术可以在基体材料内部形成智能仿生的自愈合化学系统，具有巨大的应用价值，因而受到越来越多的关注。在水泥基材料的裂缝修复上，目前研究较多的有脲醛/环氧微胶囊、三聚氰胺/环氧微胶囊、酚醛/环氧微胶囊等。这种微胶囊为断裂释放型。选用合适聚合物或无机物材料包覆修复剂制得的单壁微胶囊研究已经非常广泛。然而在实际应用过程中单壁微胶囊存在着囊壁较脆易碎、耐温性及致密性较差等缺点。因此，研制出一种高效修复、致密性和机械强度较高的多壁微胶囊已成为该领域研究的热点。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的水泥基微胶囊自修复技术，选择传统的单壁微胶囊，该方法制备的微胶囊致密性能较差，稳定性不理想，每年都造成巨大的经济损失。

(2)传统微胶囊的热稳定性在200-300度，极不稳定，阻碍了微胶囊在高温条件下的应用。

(3)在实际应用过程中单壁微胶囊存在着囊壁较脆易碎、耐温性及致密性较差等缺点。

解决以上问题及缺陷的难度为：如何在单壁微胶囊的表面层层自组装形成双壁微胶囊是亟待解决的问题。采用二次造壁的方式，在此过程中，首先制备出单壁微胶囊，然后在此基础上将单壁微胶囊的外表面进行改性，使其表面带有活泼基团或正负电荷，然后通过化学键和静电吸附作用使得带有特定基团或相反电荷的第二层囊壁逐层交替沉积到单壁微胶囊的表面，从而形成双壁微胶囊，改善第二层壁材与聚合物基体的界面结合性，材料的选择尤为重要。

解决以上问题及缺陷的意义为：首先，采用原位聚合法制备出三聚氰胺苯酚甲醛包覆的单壁微胶囊，然后通过多巴胺的氧化自聚合作用对该微胶囊的表面功能化。最后以二次造壁的形式通过溶胶-凝胶法在功能化单壁微胶囊的表面沉积纳米二氧化钛囊壁，从而制得双壁微胶囊。利用多巴胺的粘附性，该技术有效的解决了第二层壁材与聚合物基体的界面结合性的问题，从而进一步改善了囊壁较脆易碎、耐温性及致密性较差等缺点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种盐酸多巴胺功能化双壁微胶囊、制备方法及其应用，尤其涉及一种具有自修复特点的盐酸多巴胺功能化双壁微胶囊、制备方法及其应用。