[发明专利]一种以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及自修复材料领域，尤其涉及到自修复混凝土领域，具体地说，涉及一种以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊的制备方法。

背景技术

自修复材料是一种智能材料，它能自主修复自身出现的空洞、裂纹等缺陷。在技术上，实现材料自主修复功能的一个主要方法是：将修复剂预先包埋在基体材料中，当基体材料因某种物理或化学因素而产生裂纹或者空洞时，修复剂将被自动释放，自主修补缺陷。混凝土构件中存在大量的微裂纹，且这些微裂纹难以被一一探测和进行人工修补。如在潮湿的大气环境，尤其是滨海环境下，它们的存在将加速钢筋的锈蚀，降低混凝土工程的耐久性，缩短工程寿命。

酚醛树脂是工业上广泛使用的一种聚合物，它通过酚与醛的缩聚反应而得，按合成方法，酚醛树脂分Novolak树脂和Resole树脂。Novolak树脂需要加入固化剂才能交联形成囊壁，而Resole树脂只需在加热调酸即可固化形成囊壁。由于Novolak树脂的固化剂也会使环氧固化，故一般选用甲阶Resole树脂作为酚醛前驱体制备以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊。甲阶Resole树脂在调酸固化时对pH值很敏感，不合适的pH值往往形不成酚醛囊壁；在加热促进其固化反应时，甲阶Resole树脂中大量的羟甲基，易与环氧树脂的环氧端基发生加成反应，使环氧固化，因此，以甲阶Resole树脂为前驱体制备以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊较为困难。

发明内容

本发明的目的在于公开一种以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊的制备方法，以解决现有技术的不足。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为是提供一种以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

S1：将环氧树脂、乳化剂、水混合，搅拌制成乳液；

S2：在所述乳液中加入酚、醛和pH值调节剂I，调节pH值至7～9，搅拌；

S3：在步骤S2所得溶液中加入多元酚、固化促进剂、pH值调节剂II，调节pH值至2～4，反应2～3小时，经冷却、静置、过滤、干燥，即得以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊。

本发明技术方案的有益效果在于：（1）选择具有特定分子结构的表面活性剂作为乳化剂，在反应条件下它不仅能很好地乳化环氧树脂，而且是环氧基团很好的掩护剂，阻止环氧基团与酚醛树脂前体甲阶Resole树脂中所含有的大量羟甲基的反应；（2）本发明特定工艺条件也有效地避免了芯材与壁材之间发生固化反应，保障了微胶囊的生成；（3）酚醛树脂是它通过酚与醛的缩聚反应而得，工艺简单、价格低廉；固化的酚醛是高度交联的脆性体结构聚合物，符合应力触发的要求；（4）本法所制得以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊形态好、包覆率高。

附图说明

图1是本发明实施例1所制备以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊的SEM图；

图2是本发明实施例2所制备以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊的SEM图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的目的在于公开一种以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊的制备方法，以解决现有技术的不足。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为是提供一种以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

S1：将环氧树脂、乳化剂、水混合，搅拌制成乳液；

S2：在所述乳液中加入酚、醛和pH值调节剂I，调节pH值至7～9，搅拌；

S3：在步骤S2所得溶液中加入多元酚、固化促进剂、pH值调节剂II，调节pH值至2～4，反应2～3小时，经冷却、静置、过滤、干燥，即得以酚醛树脂为壁材的环氧微胶囊。

其中，步骤S1中乳化剂为多羟基化合物，选自聚乙烯醇、聚丙烯醇、多聚糖、烷基糖苷中的至少一种。进一步地，步骤S1中环氧树脂、乳化剂、水的质量比为1:0.05～0.2:10～30；为充分乳化，所述搅拌的时间为30～60min。

其中，步骤S2中所述酚选自苯酚、甲酚、混甲酚中的至少一种，优选苯酚；所述醛选自甲醛、多聚甲醛、糠醛、乙醛中的至少一种，优选甲醛；酚和醛的摩尔比为1:1.2～2.5，优选摩尔比为1:2；酚与步骤S1中环氧树脂的质量比为1:1.5～12。该步骤S2中pH值调节剂I优选5wt%氨水水溶液，调节使该步骤反应溶液pH值为7～9。