一种自修复微胶囊及其制备方法和应用与流程

    技术2024-11-15  53


    本发明属于自修复微胶囊颗粒,具体涉及一种自修复微胶囊及其制备方法和应用。


    背景技术:

    1、随着人们生活水平的提升,目前的内墙建筑涂料的发展在原有装饰功能的基础上也不断地向着多功能化、高环境要求的绿色建筑涂料的方向发展。多功能化是指涂料除装饰功能外同时具有节能、调节湿度、除臭、抗菌防霉、净化空气、隔音、屏蔽有害电磁波等等的健康功能。涂料在外力的作用下以及长时间暴露在外界环境下很容易产生细微裂纹,微裂纹的产生使得外界的腐蚀因子氧气、水分等很容易地通过涂层渗透到涂料内部,造成腐蚀。

    2、为避免上述现象的产生,技术人员研制出了能够自修复的防护涂料,当涂料中产生微裂纹,自修复涂料能够将裂纹修复并保持涂层的完整性及其功能性。微胶囊技术在自修复领域中已有20多年的发展历程,其结构主要包括芯材和囊壁两部分。将自修复微胶囊添加至涂料中后,当涂料表面产生裂纹的同时,涂料内部的微胶囊也随之破裂,内部包裹的芯材流出后能够起到修复或抑制腐蚀的作用,从而达到涂料自修复的目的。

    3、现有技术中,自修复微胶囊的芯材即自修复试剂通常为单一试剂或多种试剂的组合。在复杂环境下,单一结构的自修复试剂无法响应不断变化的腐蚀情况,因此复配型的自修复试剂更加具有实用价值。如贾桂霄等人研究发现表面活性剂与硫脲衍生物存在明显协同效应(doi:10.1016/j.corsci.2022.110199);赵景茂等研究认为咪唑啉季铵盐与十二烷基磺酸钠之间有较好的协同作用,并且能抑制点蚀(doi:10.3866/pku.whxb201402111);但是,尚未有将苯并三氮唑、聚马来酸酐和亚麻籽油组合使用的相关报道。


    技术实现思路

    1、针对上述现有技术的不足,本发明的目的是提供一种自修复微胶囊及其制备方法和应用。

    2、为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

    3、本发明的第一方面,提供一种自修复微胶囊,包括芯材和包覆在芯材外表面的囊壁,所述芯材为自修复试剂,所述囊壁为聚(乙烯-co-甲基丙烯酸)钠;所述自修复试剂由苯并三氮唑、聚马来酸酐和亚麻籽油组成。

    4、优选的,所述苯并三氮唑、聚马来酸酐和亚麻籽油之间的重量比为(1-2):(1-2):4。

    5、本发明的第二方面,提供上述自修复微胶囊的制备方法,包括以下步骤:

    6、(1)将苯并三氮唑溶于丙酮中得到有机相,然后加入聚马来酸酐和亚麻籽油得到油相混合物;

    7、(2)将聚(乙烯-co-甲基丙烯酸)钠溶于水中得到水相,将油相混合物加入到水相中,搅拌乳化,得到水包油乳液;将水包油乳液干燥后得到自修复微胶囊。

    8、优选的,步骤(2)中,聚(乙烯-co-甲基丙烯酸)钠溶与水之间的质量比为1:(10-20),油相混合物与水相之间的重量比为(0.2-1):1。

    9、优选的,步骤(2)中,搅拌的速率为400-500r/min,时间为10-20min;乳化的时间为2-3h。

    10、优选的,步骤(2)中,干燥的温度为15-40℃。

    11、本发明的第三方面,提供上述自修复微胶囊在制备自修复涂料中的应用。

    12、本发明的第四方面,提供一种自修复涂料,由以下重量份的原料组成:

    13、成膜树脂30-50份,自修复微胶囊5-30份,稀释剂30-50份,消泡剂30-50份,偶联剂3-5份,增韧剂3-10份;

    14、所述自修复微胶囊为上述方法制备的自修复微胶囊。

    15、优选的,所述成膜树脂为环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂中的一种或多种。

    16、优选的,所述稀释剂为丙酮、乙醇、二甲苯或乙酸乙酯中的一种或多种。

    17、优选的,所述消泡剂为醇类消泡剂、磷酸类消泡剂、胺类消泡剂中的一种或多种。

    18、优选的,所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

    19、优选的,所述增韧剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种。

    20、本发明的有益效果:

    21、(1)本发明提供的自修复微胶囊具有较好的修复性能,添加至涂料后能够均匀分散在涂料体系内,使涂料具有较高的稳定性和自修复性。

    22、(2)本发明在亚麻籽油的基础上添加了有机缓蚀剂(苯并三氮唑)和聚合物类缓蚀剂(聚马来酸酐),充分发挥了不同种类之间缓蚀剂的协同作用,有效修复涂料因腐蚀而产生的裂纹,并保证涂料的防护强度。



    技术特征:

    1.一种自修复微胶囊,其特征在于,包括芯材和包覆在芯材外表面的囊壁,所述芯材为自修复试剂,所述囊壁为聚(乙烯-co-甲基丙烯酸)钠;

    2.根据权利要求1所述的自修复微胶囊,其特征在于,所述苯并三氮唑、聚马来酸酐和亚麻籽油之间的重量比为(1-2):(1-2):4。

    3.权利要求1或2所述自修复微胶囊的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,聚(乙烯-co-甲基丙烯酸)钠溶与水之间的质量比为1:(10-20),油相混合物与水相之间的重量比为(0.2-1):1。

    5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,搅拌的速率为400-500r/min,时间为10-20min;乳化的时间为2-3h。

    6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,干燥的温度为15-40℃。

    7.权利要求1或2所述自修复微胶囊在制备自修复涂料中的应用。

    8.一种自修复涂料,其特征在于,由以下重量份的原料组成:


    技术总结
    本发明公开了一种自修复微胶囊及其制备方法和应用,属于自修复微胶囊颗粒技术领域。自修复微胶囊包括芯材和包覆在芯材外表面的囊壁,所述芯材为自修复试剂,所述囊壁为聚(乙烯‑co‑甲基丙烯酸)钠;所述自修复试剂由苯并三氮唑、聚马来酸酐和亚麻籽油组成。本发明提供的自修复微胶囊具有较好的修复性能,添加至涂料后能够均匀分散在涂料体系内,使涂料具有较高的稳定性和自修复性。

    技术研发人员:吴继跃,王军鹏,郑忌逸,张应明
    受保护的技术使用者:中科洁恒(山东)新材料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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