[发明专利]一种自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂及其制备方法

权利要求书

1.一种自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂，其特征在于：a、利用超声将乙酰丙酮金属盐催化剂均匀分散到酸性固化剂中，高温抽真空处理后得到室温稳定的活化固化体系；b、利用化学接枝法，将氨基化纳米粒子乙醇分散液加入到a中制得的活化固化体系中搅拌反应，制得带有荧光标记的活化固化体系；c、利用机械搅拌的方法，将b中制得的荧光标记活化固化体系均匀地分散到树脂基体中并梯度加热固化成型，得到一种基于可逆交换酯键的自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂；该环氧树脂可在加热、微波场或电磁场作用下实现自修复效果；其中各组分质量配比为：树脂基体0.5-0.6份，酸性固化剂0.4-0.5份，乙酰丙酮金属盐催化剂0.01-0.1份，氨基化纳米粒子0.01-0.1份；

其中，树脂基体由主体树脂及组分树脂组成，主体树脂为缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类的一种或几种的复配物，组分树脂为海因环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或几种的复配物，其中主体树脂0.8-0.9份，组分树脂0.1-0.2份；

所述酸性固化剂为脂肪酸或酸酐；

所述氨基化的纳米粒子为氨基化碳纳米管或氨基化Fe₃O₄纳米粒子。

2.根据权利要求1所述的一种自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂，其特征在于，所述脂肪酸包括单聚酸、二聚酸及三聚酸中的一种或几种复配物，酸酐包括芳香族酸酐、脂环族酸酐、脂肪族酸酐及含卤素酸酐中的一种或几种复配物。

3.根据权利要求1所述的一种自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂，其特征在于所述催化剂为含乙酰丙酮金属盐，所述乙酰丙酮金属盐为乙酰丙酮铝盐、乙酰丙酮铬盐、乙酰丙酮铁盐、乙酰丙酮锌盐、乙酰丙酮铜盐、乙酰丙酮钴盐、乙酰丙酮镍盐中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂的制备方法，其特征在于其制备过程如下：

1)固化剂活化：将酸性固化剂与乙酰丙酮金属盐催化剂按照质量配比0.4-0.5:0.01-0.1一起加入到反应器中超声搅拌至体系均匀，超声功率为80-120kW，温度为30-50℃，搅拌速度600-1000r/min，时间为1-2h，然后将其在180-190℃下抽真空复配，复配时间为2-3h，得到活化固化体系；

2)荧光点引入：将均匀分散在乙醇中的氨基化纳米粒子加入到步骤1)中制得的活化固化体系中超声搅拌，超声功率为80-120kW，温度为60-80℃，搅拌速度600-1000r/min，时间为3-4h，得到带有荧光标记的活化固化体系；

3)树脂体系复配：将步骤2)中的荧光标记的活化固化体系加入到树脂基体中分散，在80-90℃条件下搅拌混合，搅拌速度500-1000r/min，混合时间为5-20min，然后所得到的产物置于真空干燥箱中抽气泡处理，温度为70-100℃，时间10-15min；

4)树脂固化：将步骤3)所得产物浇注于金属模具中，梯度加热固化成型，第一段固化温度为100-110℃，时间1-2h，使树脂基本凝胶；第二段固化温度为110-130℃，时间为2-3h，使树脂基本固化；第三段固化温度为130-150℃，时间为1-2h，使树脂完全固化；待其固化完成自然冷却脱模后即得基于可逆交换酯键的自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂。

5.一种根据权利要求1所述的一种自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂划痕或裂纹的自修复方法，其特征在于：将试样置于鼓风干燥箱中，在130-160℃温度下保持30-60min实现自修复；或将试样置于多功能微波反应器中，在300-500W微波辐射下10-20min实现自修复；或将试样置于高频加热磁场线圈上以频率为300-400kHz，输出电流为250-300A的条件下20-30min内实现自修复；或将可修复环氧树脂机械粉碎、研磨成粉末状，将粉末状的自修复环氧树脂置于模具中，在130-160℃温度下0.1-10MPa压力下保持5-20min实现自修复，所述试样由自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂制备得到。

6.一种根据权利要求1所述的一种自修复原位荧光示踪型耐热耐候环氧树脂的原位荧光示踪方法，其特征在于：环氧树脂在激光共聚焦扫描显微镜下以激发波长为458nm，发射波段为468-580nm下可观察到荧光标记的氨基化纳米粒子分散状态及修复过程中可逆交换酯键迁移状态。