[发明专利]导电自修复微胶囊及其制备方法和应用方法

说明书

本发明是关于一种导电自修复微胶囊及其制备方法和应用方法，该导电自修复微胶囊，为核‑壳结构，其包括高分子壁材和包裹于其内部的芯材；所述的芯材包括：导电水溶液、过硫酸铵和十二烷基硫酸钠；所述的导电水溶液为四氧化三铁分散液、纳米银分散液、纳米铜分散液、纳米氧化铝分散液、聚3,4‑乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐溶液、氧化石墨烯分散液、石墨烯分散液和自来水中的至少一种。本发明的导电自修复微胶囊是将具备导电能力的水溶液作为芯材包覆于高分子聚合物中形成核‑壳结构的自修复材料。本发明以导电水溶液作为芯材，其种类多样、可选范围广、价格低廉、绿色无污染，优于常规的液态金属、有机溶剂。

技术领域

本发明属于自修复微胶囊技术领域，特别是涉及一种导电自修复微胶囊及其制备方法和应用方法。

背景技术

当今社会，各类电子设备已成为人类日常生活中不可或缺的重要工具。电子设备主要由集成电路、晶体管、电子管等电子元器件以及贯穿其中的导电电路组成，随着电子器件柔性化、轻质化以及高负载化的发展，许多电路不可避免的会受到损坏从而影响整个设备的正常运转致使其使用效率和寿命缩短。通常的维修方式是将设备完全拆卸进行电路和器件的更换，导致修复周期延长和成本增加。导电自修复材料可以在在一定条件下，利用自身的物理或化学性质对电路或器件进行自动修复，从而改善电路运行的可靠性，延长设备的使用寿命，具有一定的可持续性并减少资源和时间的浪费。

迄今为止，已报道的自修复材料主要包括金属、导电聚合物、碳材料等几种材料，上述材料基本为固态材料，在应用中难以针对电路的受损而实现精确的自修复过程。同时，液态导电材料由于其具有流动性，也难以直接应用于导电线路中。因此，采用微胶囊技术将液态自修复材料固态化并根据具体情况采取特定的方法释放自修复材料从而可以实现电路的导通。

随着微胶囊技术的日趋成熟，微胶囊自修复复合材料发展迅速，成为研发自修复复合材料的主要途径。然而现有的自修复微胶囊的制备方法仍然存在许多不足，现有修复材料主要为固态金属材料，难以实现精准的自修复。现有技术均采用有毒、具有挥发性的有机溶剂来制备自修复微胶囊，严重污染环境和人的身体健康。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种导电自修复微胶囊及其制备方法和应用方法，所要解决的技术问题是现有修复材料主要为固态金属材料，难以实现精准的自修复，且均采用有毒、具有挥发性的有机溶剂，严重污染环境和人的身体健康。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种导电自修复微胶囊，其为核-壳结构，包括高分子壁材和包裹于其内部的芯材；

所述的芯材包括：导电水溶液、过硫酸铵和十二烷基硫酸钠；其中，所述的导电水溶液、过硫酸铵和十二烷基硫酸钠的质量比为20-30:1.5-2.6:0.8-1.5；

所述的导电水溶液为四氧化三铁分散液、纳米银分散液、纳米铜分散液、纳米氧化铝分散液、聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐溶液、氧化石墨烯分散液、石墨烯分散液和自来水中的至少一种。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的导电自修复微胶囊，其中所述的高分子壁材为甲醛-三聚氰胺聚合物或三聚氰胺-尿素-甲醛聚合物。

优选的，前述的导电自修复微胶囊，其中所述的高分子壁材为明胶和阿拉伯胶中的至少一种。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种导电自修复微胶囊的制备方法，其包括：

将导电水溶液、过硫酸铵和十二烷基硫酸钠混合，得到芯材溶液；其中，所述的导电水溶液、过硫酸铵和十二烷基硫酸钠的质量比为20-30:1.5-2.6:0.8-1.5；

将聚合物单体和去离子水混合，加入三乙醇胺，调节pH值至8～9，在60-80℃、400-600rpm条件下进行预聚反应，得到聚合物预聚体溶液；