[发明专利]一种喷雾式自修复微胶囊的制备装置及方法

说明书

本发明公开了一种喷雾式自修复微胶囊的制备装置及方法，属于微胶囊制备技术领域，该装置主要包括：压力产生装置、水包油乳液存储瓶、压力管道、喷雾喷嘴、反应瓶、搅拌装置、微胶囊输送管道和过滤瓶；压力产生装置通过压力管道连接至反应瓶上方，压力管道管口设有喷雾喷嘴对准反应瓶，水包油乳液存储瓶通过管道连接在压力管道上；搅拌装置7安装在反应瓶中；反应瓶底部通过微胶囊输送管道与过滤瓶相连通，反应结束后在反应瓶中得到的微胶囊通过管道输送到过滤瓶的上方，通过过滤瓶中的过滤装置收集微胶囊；所述水包油乳液中的水相中包含微胶囊壳层的聚合单体，油相中包含微胶囊芯材，反应瓶6中为微胶囊壳层单体引发剂溶液。

技术领域

本发明属于微胶囊制备技术领域，特别是涉及一种自修复微胶囊的制备方法及装置。

背景技术

早在2001年，White课题组采用原位聚合法制备了脲醛树脂聚合物壁包裹二环戊二烯的自修复微胶囊。从此自修复微胶囊技术得到了很多学者的研究，经过多年多位科研工作者的研究，如今的微胶囊已经有了很庞大的体系。它不仅可以运用于金属的防腐蚀领域，也可以运用到混凝土的裂纹修复以及采用阻燃剂作为芯材的微胶囊加入到阻燃材料中，可以说微胶囊已经运用到了很多方面。自修复微胶囊的工作原理可以简单概括为拥有核壳结构的微胶囊在外界力的作用下核壳结构破裂，微胶囊内部的芯材流出修补裂纹的过程。原位聚合法具有容易操作，反应易于控制，适合工厂化大量生产。

发明内容

为了能够制备粒径更小，分散性更好的自修复微胶囊。本发明提供了一种喷雾式自修复微胶囊的制备装置及方法，本发明所采用的技术方案具体如下：

一种喷雾式自修复微胶囊的制备装置，该装置主要包括：压力产生装置1、水包油乳液存储瓶3、压力管道4、喷雾喷嘴5、反应瓶6、搅拌装置7、微胶囊输送管道8和过滤瓶12；

压力产生装置1通过压力管道4连接至反应瓶6上方，压力管道4管口设有喷雾喷嘴5对准反应瓶6，水包油乳液存储瓶3通过管道连接在压力管道4上；搅拌装置7安装在反应瓶6中，用于在反应过程中不断搅拌反应瓶6中的溶液；反应瓶6底部通过微胶囊输送管道8与过滤瓶12相连通，反应结束后在反应瓶6中得到的微胶囊通过管道输送到过滤瓶12的上方，通过过滤瓶12中的过滤装置收集微胶囊；

所述水包油乳液中的水相中包含微胶囊壳层的聚合单体，油相中包含微胶囊芯材，反应瓶6中为微胶囊壳层单体引发剂溶液。

进一步地，所述反应瓶6由内外两层瓶组成，内层瓶14上方带有溢出孔15，从溢出孔15流出的溶液可以流入到外层瓶13中。在反应瓶6中，溶液需要加入到溢出孔15的位置，避免反应瓶6中液面以上留有过多的空白，使小雾滴产生挂壁现象，积聚的水包油乳液水滴流入到溶液中产生负面的影响。

进一步地，所述内层瓶14和外层瓶15之间的上方开口处有密封结构，雾滴不会飘落其中。

进一步地，所述过滤瓶12中采用双层过滤网过滤，其中上层过滤网10采用大孔径的过滤网，下层过滤网11采用小孔径的过滤网。上层过滤网10过滤出粒径较大和团聚的微胶囊，下层过滤网11滤出实验用微胶囊。

进一步地，所述压力管道4上安装有压力管道旋转阀2，微胶囊输送管道8上上安装有微胶囊输送管道旋转阀9，以保证实验过程的正常有序进行。

一种喷雾式自修复微胶囊的制备方法，具体步骤如下：

步骤1)将配置好的水包油乳液和溶液分别填装到水包油乳液储存瓶3和反应瓶6中。

步骤2)打开反应瓶6中的搅拌装置7，搅拌速度以液面产生微小漩涡为宜，随后打开压力管道旋转阀2，由压力产生装置1提供高压载气，高压载气所产生的负压将水包油乳液从水包油乳液存储瓶3抽出，并通过喷雾喷嘴5喷出气雾，通过重力飘落到溶液中，与反应瓶6中的溶液原位聚合生成微胶囊。

步骤3)待喷雾过程结束后，关闭压力管道旋转阀2，关闭反应瓶6中的搅拌装置7。