[发明专利]一种含环氧溶液的微胶囊及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含环氧溶液的微胶囊及其制备方法，包括以下步骤：(1)对含成壳单体A的反应溶液I进行持续搅拌或摇晃；所述成壳单体A为多元胺；(2)将含环氧溶液与成壳单体B的混合液进行微液滴化处理，并使该微液滴落入反应溶液I中形成初生微胶囊；所述成壳单体B为二异氰酸酯单体/预聚物；(3)将步骤(2)中所得的混合物，或将该混合物更换反应溶液后所得的初生微胶囊与反应溶液II的混合物，加热反应，并持续搅拌或摇晃，得到初制微胶囊；(4)对初制微胶囊进行清洗，并在干燥后得到成品微胶囊。该微胶囊杂质含量极低，干燥且分散性良好，质量稳定，大小较为均一且可调可控，囊壁薄、均匀且致密，热稳定性好，芯材含量高。

技术领域

本发明属于微胶囊化技术领域，具体是指一种制备含环氧溶液的微胶囊的方法。

背景技术

微胶囊是一种由保护性壁材及被壁材所保护的功能性芯材所组成的微小颗粒。壁材的保护作用可以实现微胶囊中功能性芯材与外界环境的隔绝，并根据实际需求降低芯材的挥发性、遮掩其气味、增强其稳定性、保护其活性成分、控制其释放等。合成具有特定功能微胶囊的方法则是微胶囊化技术。

环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物。环氧基团活性较高，其可与多种类型的固化剂发生交联反应，形成不溶不熔的热固性高聚物。由于环氧树脂具有配方选择性广、力学性能好、粘附力强、化学稳定性高、电学性能优异、使用方便等优点，其被广泛应用于涂料、粘接剂、电子电器材料、工程塑料和复合材料、建筑材料等领域。

鉴于环氧树脂的广泛应用，当使用微胶囊化技术将其包封保护起来后，所形成的含环氧树脂的微胶囊在各领域内更具应用潜力。最简单地，使用微胶囊化技术包裹起来的环氧树脂单体，可与其他固化剂一起预混，形成使用便利的单组分预混体系，从而避免原双组分体系在储存、运输、现场混合、施工等环节中存在的麻烦。同时这种基于微胶囊的预混体系可以方便的通过囊壁的设计，制备出对热、机械力、光等各种不同外部刺激敏感的预混树脂，从而实现外部响应下的可控释放及预混体系的固化。比如，经过简单的配方计算，使用含环氧树脂的微胶囊、胺类固化剂及其他填充剂，可形成螺栓螺孔紧固密封的预敷胶。这种预敷胶可方便地预先施涂于螺栓表面，并在与螺孔装配时由于剪切力及挤压力的作用而破裂，从而实现螺栓螺孔的化学粘接，大大提高其紧固程度、紧固稳定性及紧固密封性。

环氧树脂微胶囊另外一个更为广阔的应用在自修复领域。由于当前所开发的外植型自修复体系绝大部分都以环氧树脂基体为修复对象，因此发展基于微胶囊化的环氧化学的同质自修复体系(即用环氧化学修复环氧基体)具有极为重要的现实意义。高质量含环氧树脂微胶囊的合成与制备将极大地促进同质自修复体系的实用化发展。

由于环氧树脂微胶囊具有极为广泛的潜在应用，研究人员已使用不同的微胶囊化技术成功实现了环氧树脂的包裹，其中使用最为广泛与成熟的微胶囊化技术为乳液法，即将环氧树脂溶液在剪切力的作用下分散于水溶液中形成稳定的乳液，然后再采用不同的技术在稳定的微液滴表面形成囊壁，从而实现环氧树脂的包裹。较为常见的成壳方法包括原位聚合法(即水相中生成的高分子沉淀在环氧树脂微液滴界面上)与界面聚合法(即水相中的成壳单体与环氧树脂微液滴中的成壳单体扩散至界面处反应生成高分子)。然而，现有的方法在包裹环氧树脂时表现出了一定的局限性。首先，所制备的含环氧树脂的微胶囊性能较差，在存储、运输、使用等过程中会由于微胶囊密封性、热稳定性等问题出现芯材泄露而发生结块，从而造成无法使用的问题。特别是在微胶囊较小的时候，微胶囊极易团聚结块，最终无法获得分散性良好、可自由流动的微胶囊。其次，当使用现有的微胶囊化技术制备含环氧树脂的微胶囊时，制备过程中所形成的杂质难以与微胶囊相分离。这一方面造成最终所收集的微胶囊中含有一定的杂质，降低了微胶囊产品的质量；另一方面由于分离过程复杂且耗时，导致部分微胶囊在分离过程中流失，从而降低了微胶囊的收率。

因此，亟需通过制备含环氧树脂的微胶囊的技术创新，制备分散性良好、囊壁均匀致密、芯材含量高、杂质含量低、热稳定性好等综合性能优异的微胶囊。

发明内容