[发明专利]一种腐蚀感应-缓蚀-自修复微胶囊及其制备方法以及涂料

说明书

本发明提供了一种腐蚀感应‑缓蚀‑自修复微胶囊及其制备方法以及涂料。本发明腐蚀感应‑缓蚀‑自修复微胶囊包括：每种微胶囊由尿素、氯化铵、间苯二酚、消泡剂、改进剂、有机溶剂、甲醛溶液和水以一定比例制得，其中，微胶囊1中的改进剂为油溶性酸碱指示剂溴酚蓝，微胶囊2中的改进剂为油溶性缓蚀剂，具体为石油磺酸钡、二壬基萘磺酸钡、苯并三氮唑和咪唑啉中的至少一种，微胶囊3中的改进剂为油溶性自修复剂，具体为三乙氧基‑1H,1H,2H,2H‑十三氟‑N‑辛基硅烷和/或油酸辛基二甲基硅脂。上述微胶囊可达到腐蚀感应‑缓蚀‑自修复效果。

技术领域

本发明涉及智能防护领域，特别涉及一种腐蚀感应-缓蚀-自修复微胶囊及其制备方法以及涂料。

背景技术

与陆地工作环境相比，海洋工作环境非常恶劣，飞机及发动机结构极易出现腐蚀问题，严重影响了飞机及发动机服役的可靠性、安全性，也极大地降低了飞机及发动机的使用寿命。此外，发生在飞机及发动机上缝隙、连接面等不可达结构的腐蚀，给飞机防护涂层体系的监控和及时维修造成了很大困难。因此，需要发展可原位实现“腐蚀感应-缓蚀-自修复”的智能防护微胶囊，具有感应基体腐蚀，阻止腐蚀加剧、修复涂层体系等优点，提升对海洋大气环境中飞机及发动机维护、维修的能力，能够保障飞机的飞行安全，延长装备的使用寿命。

自2010年起，微胶囊填充型自修复涂层材料逐渐成为当今科学研究的热点及重点，并在各个领域的生产与应用中起到越来越重要的作用，如混凝土涂层、粘结涂层、装饰涂层、路面涂层等领域，国内也获得了较为快速的发展。与国外相比，目前能够应用于航空防护涂层体系的研究还较少，并且目前还仅限于将微胶囊技术应用于涂层材料的自修复，对腐蚀感应和缓蚀等方面的研究较少。

专利申请CN201510501832.6公开了表面改性自修复微胶囊及其制备方法、自修复微胶囊复合材料及其制备方法，复合材料制备的方法为：1)以尿素、甲醛制备囊壁的预聚体；2)以环氧树脂为芯材制备O/W型乳液；3)将预聚体和乳液混匀，缩聚，洗涤，干燥后，得自修复微胶囊；4)将制备的微胶囊浸泡在已配制的钛酸酯偶联剂溶液中，反应后洗涤，过滤，干燥后，获得表面改性的自修复型微胶囊；5)将制备的改性的自修复微胶囊加入到不饱和聚酯复合材料中，固化后再后处理，获得复合材料。

专利申请CN201510247150.7公开了一种环氧树脂纳米微胶囊及其制备方法。本发明采用原位聚合一步法，以尿素和甲醛作为壁材，环氧树脂为芯材，通过改变芯壁质量比、乳化剂种类、乳化剂质量分数及搅拌速率来控制微胶囊的包覆率、粒径大小及分布情况，制得的环氧树脂纳米微胶囊粒径小、包覆率高、囊壁薄、稳定性和分散性好，可直接应用于自修复材料中，在一定外界条件作用下能够破裂囊壁从而释放出修复剂。

专利申请CN201210218226.X公开了一种微裂纹自修复微胶囊，包括囊芯和囊壁，所述囊芯由以下重量份的成分构成：异氰酸酯类衍生物10～60、囊芯稀释剂0.1～10、助溶剂2～40；所述囊壁由摩尔比如下的成分形成：尿素：甲醛溶液：预聚体＝1：1.0～4.0：2.0～6.0；其中，所述预聚体由异氰酸酯类衍生物、环己酮、扩链剂按摩尔比1:2.0～5.0:0.3～3.0形成。还公开了使用该胶囊的微裂纹自修复防腐涂层。

鄢瑛等在《高校化学工程学报》(2011，25(3))上发表的论文“自修复微胶囊的制备及其性能研究”中采用双环戊二烯(DCPD)为芯材、脲醛树脂为壁材，利用原位聚合法制备自修复微胶囊。

童晓梅等在《表面技术》(2017，46(12))上发表的论文“含环氧树脂微胶囊自修复涂层的制备及其性能”中将自制环氧树脂E-51/三聚氰胺-脲醛树脂微胶囊和潜伏型固化剂(2-甲基咪唑)按一定比例添加到环氧树脂基体中，制备二元自修复环氧树脂涂层。

以上现有技术中，涉及的微胶囊用于涂层的自修复功能的腐蚀防护，但是并没有腐蚀检测与缓蚀要求，其缺乏腐蚀检测感应性和缓蚀性，且耐受性欠佳，而且现有技术中在添加微胶囊来改善腐蚀防护性时，又容易使涂层的附着性和柔韧性造成损失，难以兼顾各方面性能。

发明内容