[发明专利]一种基于PU/PUF微胶囊的自修复水性涂料的制备方法在审
| 申请号： | 201810909650.6 | 申请日： | 2018-08-10 |
| 公开（公告）号： | CN109206971A | 公开（公告）日： | 2019-01-15 |
| 发明（设计）人： | 陈荣华;陈鑫;田雨;梁斌;罗俊君;刘涛;白永康;陈莉;田然;靳荣华;王向东;袁萍芸;张纪雯;郭晓燕;于小倩 | 申请（专利权）人： | 西安交通大学;广东嘉宝莉科技材料有限公司 |
| 主分类号： | C09D7/63 | 分类号： | C09D7/63;C09D7/65;B01J13/14 |
| 代理公司： | 西安通大专利代理有限责任公司 61200 | 代理人： | 安彦彦 |
| 地址： | 710049 陕*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 微胶囊 水性涂料 自修复 涂料 修复剂 裂痕 制备 修复 材料使用 交联固化 裂纹产生 湿度条件 擦伤 粒径 嵌入 诱导 破裂 释放 外部 响应 维护 | ||
【说明书】：
一种基于PU/PUF微胶囊的自修复水性涂料的制备方法，按质量百分数计，将12～20％的PU/PUF微胶囊加入到80～88％的水性涂料中，混合均匀，得到自修复水性涂料；其中，PU/PUF微胶囊的粒径为30～170μm。本发明采用微胶囊嵌入涂料的方法，在涂料内部发生裂纹以及外部擦伤后，在裂纹处的微胶囊会对裂纹产生响应随即发生破裂，释放修复剂于裂痕处，在湿度条件诱导下，修复剂会产生交联固化从而修复裂痕，本发明在不改变涂料本身成分的同时对材料进行自修复，且修复率达80％以上；本发明延长了材料使用寿命，极大减少了材料维护的成本。
技术领域
本发明属于高分子涂料领域，具体涉及一种基于PU/PUF微胶囊的自修复水性涂料的制备方法。
背景技术
所谓涂料是一种呈流动状态，能在物体表面扩展形成薄膜，并随时间延续与加热以及供给其他能量，能在被涂饰表面牢固黏附固化，形成具有特定性能的连续皮膜的物质。在木材加工生产中用于木制品或木质材料的表面装饰，旧称油漆，自20世纪以来，随着高分子材料的发展，各种合成树脂漆越来越多，故改称涂料。为了改善其外观，物理和机械性能，将涂料涂覆在材料表面上。阻止材料被大气中的水和氧气氧化腐蚀。据报导，2001年以来，全世界每年用于防腐蚀的费用约有3000亿美元。按一个国家每年的GDP值来算，占该国GDP值的2％～5％，这个数字使人感到十分震惊，深深感到涂料行业工作者的重担在身。
然而，涂料并不理想，在使用寿命期间易受到许多降解过程的影响。发现顶层附近的裂纹会损坏涂层并显着降低其使用寿命。在保护涂层中存在微观缺陷(微裂纹，针孔，空腔，机械刮擦和划痕)使得环境可以容易且更快速地到达金属。
涂层可能具有一些缺陷，例如凹坑，模痕和划痕等。涂层中的裂纹可能由于涂层材料的结晶而导致。涂层中的高拉伸应力状态也会导致涂层开裂；例如，铬酸盐涂层具有高拉伸应力值。类似地，由于涂布不当，错误选择涂层或暴露于意外的环境考察因素，涂层可能会发生降解。在长期的涂层使用寿命中，诸如温度，紫外线辐射和机械作用(划痕或裂纹)等因素会影响其物理和机械完整性，并产生孔隙和裂缝，使腐蚀性元素容易到达基材除了外部因素，涂层内部的残余应力也会在涂层中产生裂纹。拉伸残余应力将导致垂直微裂纹的产生和压应力产生界面微裂纹。如果涂层中存在预先存在的裂纹并且压缩应力高于其临界值，则会发生屈曲。这可能会导致剪切力的产生并最终导致涂层和基材之间的剥离。因此，可以说裂化会引起界面粘着并会影响涂层的机械一致性。
传统的修复方法，如焊接和修补等，完全无法恢复由于微裂纹和最终腐蚀造成的损害，因为很难检测和监测涂层内部的非常小的深度缺陷和损坏，尤其是它们的在这样的微观水平上愈合或修复。因此，对具有固有自愈能力的材料进行了检索并尝试了修复微裂纹的方法。在这方面，生物体中不同的自然发生的器官和器官是以这种自我修复能力递送，其中有时在分子中发生愈合，例如DNA修复和宏观水平，例如伤口和骨骼的愈合。
自修复涂料是一种有自动愈合能力的新型涂料，近十多年发展很快。在过去的15年中，自修复材料一直是一个巨大的研究领域。主要目的是设计和合成具有内置自修复能力的材料，在损坏后可以快速恢复其物理和机械完整性。材料自修的能力是宝贵的财产，因为它有效地扩大了材料的使用周期。它一方面可及时与周围环境隔离开来，防止进一步扩大受创伤的范围，特别在极端腐蚀的情况下，避免重大泄漏而造成严重环境污染的事故发生。它又能及时自动修复被划伤、擦伤或受损的表面，保持其表面高装饰性的美观与光泽，从而延长涂膜的使用寿命。从经济意义上讲也是很大的，这正是用户与供应商长期以来所追求的目标。
诱导自修复机制最常见的刺激是机械，热或光引发的自愈。对于内置自修复材料，微胶囊是最易实现工业化的方法。微胶囊是微米范围内的球形微小颗粒，所包封的液体修复剂(核心材料)，封装在不同种类的聚合物壁(壳壁)内。这些胶囊可根据所需应用封装不同的材料，如固体，液体和气体。由于化学和机械稳定性，涂层相容，无孔或漏壳壁，能够感知损害的发生，并且通过释放芯材来响应损伤。因此我们选择内置微胶囊来制备自修复水性涂料。
发明内容
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- 2018-08-01 - 2019-01-04 - C09D7/63
- 本发明涉及一种高粱红色素的应用、水性着色剂及其制备方法和水性木器漆。其中，按重量份计，所述水性着色剂包括以下原料组分：高粱红色素10～45份，水20～51份，防腐剂0.1～1份，色相稳定剂0.5～1份，粘度稳定剂0.1～2份；所述水性着色剂的pH值为7～10。该水性着色剂不但在水性树脂中展色性好，而且高粱红色素的色相最稳定的着色pH值范围与水性树脂的中性偏碱的pH值范围相匹配，着色能力强，以该着色剂进行着色后漆膜颜色鲜、亮、透，耐光、耐热、耐化学性好，无毒无害，能够达到金属络合染料的着色效果，且可以避免金属络合染料带来的重金属离子和有机挥发物的环保、安全问题。
- 一种防水稳定型颜料分散剂的制备方法-201811078451.1
- 胡次兵;陈珺;王素香 - 佛山市禅城区诺高环保科技有限公司
- 2018-09-17 - 2018-12-14 - C09D7/63
- 本发明公开了一种防水稳定型颜料分散剂的制备方法，属于分散剂制备技术领域。本发明首先使用乙醇溶液从玉米油中提取得到玉米油磷脂，玉米油磷脂是疏水性的基团，多巴胺的邻苯二酚基团很容易被氧化生成具有邻苯二醌结构的多巴胺醌化物，将碱浸泡后的玉米秸秆和有机羧酸溶液混合在高温高压下蒸煮，在高压蒸煮的过程中，玉米秸秆中的纤维发生水解，水解产生糠醛，糠醛会与苯酚反应生成糠醛树脂，糠醛树脂具有很强的耐水性、耐碱性，另外，玉米秸秆中有羟基、羧基，这些活性基团的存在使得分散剂在颜料表面交联成膜，还能与颜料的基团发生交联结合，使得该分散剂制备的水性色浆具有高稳定性和高着色力，具有广阔的应用前景。
- 单体，聚合物，以及包括至少一种N-卤胺前体、阳离子中心和涂层整合基团的涂层制剂-201680078454.8
- S·刘;R·考尔;Z·J·沃尔夫;G·S·宾德拉 - 埃克斯根杰技术公司
- 2016-11-10 - 2018-11-23 - C09D7/63
- 具有至少一种阳离子中心和至少一种化合物的改性表面。该表面可以通过各种方法进行改性。这些方法的结果是阳离子中心和化合物连接到改性表面。阳离子中心和化合物连接到改性表面，使得阳离子中心和化合物都可以在改性表面上与接触改性表面或接近改性表面的其他化学物质或微生物反应。阳离子中心和化合物的可用性导致改性表面具有其以其他方式不具有的功能。与至少一种化合物的分子数量相对的阳离子中心的分子数量可以影响改性表面的功能。
- 用于建筑物密封的低排放液体膜-201780013998.0
- H·哈比尔勒;U·布尔克哈德特 - SIKA技术股份公司
- 2017-02-14 - 2018-11-09 - C09D7/63
- 本发明涉及组合物作为液体施加密封膜的用途，该组合物包含至少一种在室温下为液体的含有硅烷基团的聚合物，至少一种液体环氧树脂和至少一种具有至少115g/mol分子量并且含有至少三个对环氧基团具有反应性的胺氢的脂族多元胺。所述液体施加密封膜是不含异氰酸酯的无气味并且由于低粘度和长的开放时间而可简便加工。其固化迅速并形成具有良好机械性质和良好耐候稳定性的高品质的弹性材料。
- 可固化聚酯多元醇及其在热固性柔感涂料配制品中的用途-201780019201.8
- 周建晖;L.T.巴克 - 伊士曼化工公司
- 2017-03-17 - 2018-11-09 - C09D7/63
- 柔感可固化聚酯组合物，包含以下物质的残基：2,2,4,4‑四烷基环丁烷‑1,3‑二醇、除2,2,4,4‑四烷基环丁烷‑1,3‑二醇之外的C2‑C20二醇、C2‑C20多元醇、脂环族二酸和无环脂族二酸，其中所述可固化聚酯含有基于二酸残基总摩尔数的至少90摩尔%的脂族二酸残基，并且其中所述可固化聚酯具有大约100至大约250 mgKOH/g的羟值，0至大约30 mgKOH/g的酸值，和大约500至大约10,000克/摩尔的数均分子量，软链段多元醇，异氰酸酯交联剂和溶剂或溶剂混合物。
- 专利分类
