[发明专利]一种具有室温下自修复功能的环氧涂层的制备方法

说明书

一种具有室温下自修复功能的环氧涂层的制备方法，涉及一种含四重氢键单元的化合物2‑脲基‑4[1H]嘧啶酮(UPy)。所述具有自修复功能的环氧涂层由三种组份固化而成，以双酚A型的环氧树脂为组分1，以聚酰胺型的固化剂D400为组分2，以支链带有可逆四重氢键基团的聚酰胺D400(D400‑UPy)为组份3。将以上三组份按一定比例混合并在金属表面涂装以制备自修复环氧涂层。该方法制备的涂层可以在室温下迅速愈合划伤，划伤愈合后，涂层依然可以保持长时间的防腐效果，可显著提高涂层的使用寿命。该自修复涂层在金属防护、人造皮肤、临床医疗等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于材料合成技术领域，具体涉及一种具有室温下自修复功能的环氧材料及其涂层的制备方法。

背景技术

环氧材料是分子中含有至少两个环氧基团的一类高分子材料，广泛用于航天、交通、医疗、胶粘剂、涂料防腐等领域，由于环氧树脂固化后可以形成三维交联网络，使之具有良好的物理、化学性能，分子网络的极性可以使它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，同时环氧树脂还具有介电性能良好、固化收缩率小、柔韧性较好、耐酸碱、耐溶剂等特点。然而，这些使用环氧保护或制备的材料在使用期间不可避免地受到应力或者划伤，尤其在防腐涂层领域，恶劣的外部环境将直接导致材料内部微裂纹加速扩展从而降低材料的寿命甚至导致材料形成宏观的裂纹使之报废，因此环氧材料的损伤与及时修复能够大大提高材料的使用安全性和延长使用寿命。

就目前的研究来看，对环氧涂层的修复主要是通过使用外援型的修复机制，即将修复试剂或者缓蚀剂填充在树脂基质中，当材料局部产生微裂纹或损伤时，负载修复试剂或者缓蚀剂的微胶囊破裂，释放修复试剂，从而实现自修复过程。中国专利CN201610186380.1采用双胶囊体系，将环氧树脂与四乙烯五胺通过皮克林包覆法分别包在胶囊中，将双胶囊混在环氧树脂中加入固化剂使混合均匀，最后固化制备自修复环氧涂层。当这种材料其内部产生损伤时，两种微胶囊破裂立即释放液态环氧树脂与四乙烯五胺填充到裂纹中，此时填充的双组份在高温下发生固化，将微裂纹重新粘合，使材料得以修复。这种方法虽然能够达到修复目的，但是其微胶囊的制备过程相当复杂，修复效率大概率依赖两种胶囊的分散与加热，并非真正意义上的自修复。另外，近年来本征型的自修复涂层也受到了广泛的关注，本征自修复基于独特分子结构，因此不需要嵌入外援材料即可实现自修复，但是，可能需要外部刺激才可触发修复机制。中国专利CN 201410489624.4中涉及一种含四重氢键单元UPy聚合物。所述具有自修复功能的环氧树脂以PBuMA为主体，带有环氧基团和可逆四重氢键基团为功能性基团的无规共聚物。该材料实现在自修复过程，但是，此交联网络提供的软段虽然可以闭合伤口，但是闭合过程过慢，这显然无法满足防腐涂层领域的要求，因为修复的过程中腐蚀早已发生。

就目前来说，以环氧网络为基础，可以在室温下进行迅速且良好修复的自修复环氧涂层及其制备技术尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用含有四重氢键单元的化合物D400-UPy、环氧树脂E51和聚醚胺D400复配的具有室温自修复功能的环氧涂层及其制备方法，所述自修复涂层的制备过程简便，修复效率高。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有室温自修复功能的环氧涂层，其特征在于以环氧网络为主体，带有可逆四重氢键基团为功能性基团的四重氢键单元，记为D400-UPy。

一种如上所述具有室温自修复功能的环氧涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)D400-UPy的合成