[发明专利]水触发型双壁微胶囊、自修复防腐涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及智能防腐技术领域，尤其涉及水触发型双壁微胶囊、自修复防腐涂层及其制备方法和应用。本发明提供了一种水触发型双壁微胶囊，所述水触发型双壁微胶囊由内到外包括依次设置的芯材、内壁和外壁；所述芯材为异氰酸酯类物质，所述内壁为聚氨酯，所述外壁为聚脲醛。所述双层结构中，聚氨酯层有利于芯材的流出，聚脲醛层能够与环氧树脂嵌合，使其中的极性基团能够与防腐涂层基体之间形成强键，使微胶囊与防腐涂层基体之间的连接更加紧密。

技术领域

本发明涉及智能防腐技术领域，尤其涉及水触发型双壁微胶囊、自修复防腐涂层及其制备方法和应用。

背景技术

在具有复杂溶液体系的海洋环境中，金属及合金远比地上环境更容易出现腐蚀现象。机械损伤及生物堆积是导致海洋涂层失败的主要原因。同时，水下特殊的环境导致人工干预难以进行，涂层的失效问题无法得到有效解决。

为了解决涂层机械损伤问题，引入自修复概念，通过涂层的自愈合来解决水下环境的涂层损伤。以水触发型单组分固化剂为微胶囊芯材，无需催化物质，遇水即可进行修复，可以有效解决海洋环境中自修复涂层普适性的问题。在单组分固化剂中，水性异氰酸酯类物质因操作简单、防腐性能好而受到广泛关注。但由于异氰酸酯与水的高反应活性，会导致异氰酸酯过早消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供水触发型双壁微胶囊、自修复防腐涂层及其制备方法和应用，所述水触发型双壁微胶囊可以有效提升微胶囊的稳定性能，增强微胶囊的抗渗性，进一步延长介质容器在水中的使用寿命。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种水触发型双壁微胶囊，所述水触发型双壁微胶囊由内到外包括依次设置的芯材、内壁和外壁；

所述芯材为异氰酸酯类物质，所述内壁为聚氨酯，所述外壁为聚脲醛。

本发明还提供了上述技术方案所述的水触发型双壁微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

将尿素、氯化铵、间苯二酚和所述乳化剂溶液混合，调节pH值至酸性后，加入正辛醇，得到第一溶液；

将聚氨酯预聚物与乙酸乙酯混合后，加入异氰酸酯，得到第二溶液；

将所述第二溶液加入所述第一溶液中，进行包覆后，加入甲醛溶液，进行聚合反应，得到所述水触发型双壁微胶囊。

优选的，所述乳化剂溶液中的乳化剂为阿拉伯树胶、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种；

所述聚氨酯预聚物为以甲苯二异氰酸酯为基础的芳香族聚异氰酸酯；

所述乳化剂、尿素、氯化铵和间苯二酚的质量比为(40～60)：(10～15)：1：1；

所述聚氨酯预聚物、乙酸乙酯和异氰酸酯的质量比为1:1：(1.5～5)；

所述尿素和聚氨酯预聚物的质量比为(5～7.5):22。

本发明还提供了上述技术方案所述的水触发型双壁微胶囊或上述技术方案所述的制备方法制备得到的水触发型双壁微胶囊在防腐涂层中的应用。

本发明还提供了一种自修复防腐涂层，包括环氧树脂自修复防腐涂层，所述环氧树脂自修复防腐涂层包括环氧树脂体系和分散在所述环氧树脂体系中的水触发型双壁微胶囊；所述水触发型双壁微胶囊为上述技术方案所述的水触发型双壁微胶囊或上述技术方案所述的制备方法制备得到的水触发型双壁微胶囊。

优选的，所述环氧树脂体系和水触发型双壁微胶囊的质量比为100：(3～10)。

优选的，所述自修复防腐涂层还包括以接枝的形式附着在所述环氧树脂自修复防腐涂层表面的含氟聚合物层；

所述含氟聚合物层中的含氟聚合物的表面能≤20mN/m。