[发明专利]表面改性自修复微胶囊及其制备方法、自修复微胶囊复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了表面改性自修复微胶囊及其制备方法、自修复微胶囊复合材料及其制备方法，复合材料制备的方法为1)以尿素、甲醛制备囊壁的预聚体；2)以环氧树脂为芯材制备O/W型乳液；3)将预聚体和乳液混匀，缩聚，洗涤，干燥后，得自修复微胶囊；4)将制备的微胶囊浸泡在已配制的钛酸酯偶联剂溶液中，反应后洗涤，过滤，干燥后，获得表面改性的自修复型微胶囊；5)将制备的改性的自修复微胶囊加入到不饱和聚酯复合材料中，固化后再后处理，获得复合材料。采用钛酸酯偶联剂对自修复型微胶囊进行表面改性，并应用到不饱和聚酯复合材料中，显著改善了自修复微胶囊与复合材料的界面相容性，改善了不饱和聚酯复合材料力学性能。

主权项

一种表面改性自修复微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将尿素、甲醛按摩尔比1:1～1:3的量加入到容器中搅拌，形成脲甲醛溶液；在脲甲醛溶液中加入占脲甲醛质量百分数为0％～50％的三聚氰胺，采用调碱剂调节pH值为8～9，缓慢升温至60～80℃，水浴恒温反应至终点，停止加热降温至室温，制得透明粘稠的预聚体，其中，壁材原料为尿素、甲醛和三聚氰胺；2)取壁材原料与芯材原料质量比为(3～5)：10的环氧树脂为芯材，加入100份去离子水、1.5～3份囊芯稀释剂、0.5～3份乳化剂、0.05～1份消泡剂，搅拌速率600～800rpm下乳化1～2h，形成O/W型乳液；3)将步骤1)得到的预聚体加入步骤2)制备的O/W型乳液中，搅拌恒温60～80℃，反应1～3h，此阶段分批加入调酸剂溶液，缓慢调节pH值为2～3，200～400rpm下继续搅拌，1～3h完成微胶囊的固化过程，最后加入调碱剂溶液将体系pH调至5～7，得到自修复微胶囊的悬浮液；4)将步骤3)得到的悬浮液自然冷却至室温，过滤，蒸馏水洗涤，冷冻干燥，即得自修复微胶囊产品；5)按照重量份计，称取5～15份的溶剂，将3～10份的钛酸酯偶联剂缓慢加入，搅拌待其充分溶解稀释后加入100份步骤4制得的自修复微胶囊产品，钛酸酯偶联剂经过醇解或水解后反应生成的Ti‑OH和微胶囊表面的‑OH形成氢键，通过化学吸附附在微胶囊的表面；混合均匀室温反应30～60min后洗涤，过滤，30～50℃真空干燥20～30h即得表面改性自修复微胶囊；所述溶剂为溶剂油、石油醚、苯醇或异丙醇；所述钛酸酯偶联剂为异丙基三(二辛基磷酰基)钛酸酯、异丙氧基三(磷酸二辛酯)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、三异硬酯酸钛酸异丙酯、三(二辛基焦磷酰氧基)钛酸异丙酯或四异丙基二(亚磷酸二辛酯)钛酸酯。