一步法高效环氧树脂微胶囊制备方法技术

本发明专利技术涉及一步法高效环氧树脂微胶囊的制备方法，采用一步原位聚合法，将聚乙二醇、间苯二酚、氯化铵、尿素、甲醛加入到去离子水中高速搅拌，之后再加入环氧树脂和pH调节剂，并在恒定温度下和搅拌速率下反应，再经过抽滤、干燥得到白色固体沉淀微胶囊。本发明专利技术的目的在于提供一种新型制备环氧树脂微胶囊的新方法，该方法相比于原有的制备方法，所需制备周期更短、产率更高，表面形貌呈现稳定的球形结构，制备方法更便捷。

【技术实现步骤摘要】
一步法高效环氧树脂微胶囊制备方法
本专利技术涉及一步法高效制备微胶囊的技术，是一种新型制备环氧树脂微胶囊的方法。
技术介绍
微胶囊化的原理是通过某种反应方法将液态修补剂进行包封，得到固体球型稳定结构。其作用为：包覆有修补剂的微胶囊填充到使用材料的内部，当材料受损时微胶囊同时破裂，流出修补剂并通过某种条件进行修补。微胶囊的制备手段相对成熟，主要有原位聚合法、界面聚合法、相分离法等。环氧树脂是一种常见的低廉粘接剂，其微胶囊化有较多研究。其中采用原位聚合法制备环氧树脂微胶囊，通过研究乳化剂、反应温度等外在因素对制备微胶囊的影响，但一步原位聚合法制备环氧树脂微胶囊却未有报告。本专利技术的目的在于提供一种新型制备环氧树脂微胶囊的方法，该方法相比于原有的制备方法，所需制备周期更短、产率更高，表面形貌呈现稳定的球形结构，制备方法更便捷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型制备环氧树脂微胶囊的方法，本方法制备微胶囊可以提高微胶囊制备产率，制备微胶囊表面形貌呈现稳定的球形结构，且制备方法比传统原位聚合法更便捷。本专利技术提供一种新型微胶囊制备方法，具体方案如下步骤：1）取一定质量尿素、甲醛（质量浓度为37%的甲醛溶液），其质量比为1:2，氯化铵和间苯二酚（质量为尿素质量的1/10），聚乙二醇（乳化剂）；1-辛醇（消泡剂），加入到200mL去离子水中搅拌溶解；控制混合溶液温度65℃，数显机械搅拌速率为1200r/min，加入环氧树脂和苯甲醇稀释剂（质量比为4:1），以及柠檬酸（pH调节剂），搅拌20min后调节搅拌速率为500r/min，恒温反应3h；2）反应得到白色固体沉淀，通过无水乙醇洗涤、抽滤、干燥，得到球形环氧树脂微胶囊。上述方案中，制备环氧树脂微胶囊方法为一步原位聚合法，简称一步法。上述方案中，聚乙二醇为乳化剂，其它乳化剂，如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等也可使用。上述方案中，氯化铵为乳化剂促进剂，间苯二酚为乳化剂稳定剂，1-辛醇为消泡剂。上述方案中，尿素与甲醛质量比为1:2，氯化铵与间苯二酚质量为尿素质量的1/10，聚乙二醇质量为0.1g，去离子水为200mL。上述方案中，环氧树脂和苯甲醇稀释剂的质量比为4:1，通过柠檬酸调节pH值在1~2，柠檬酸可使用稀盐酸代替。上述方案中，抽滤使用无水乙醇进行2-3次洗涤，干燥条件为55℃，干燥一天，除去表面残余溶剂和去离子水。上述方案中，当温度达到65℃时，反应液有无色透明变成淡白色。反应结束后，反应出现分层，下层为白色固体沉淀，上层为透明溶液。上述方案中，制备的环氧树脂微胶囊，其产率为70~91%，包覆率为75%~90%，粒径大小为130~370μm。本专利技术制备环氧树脂微胶囊的方法比传统原位聚合法，具有下列明显优点：（1）制备环氧树脂微胶囊的过程相比传统原位聚合法，制备方法更佳便捷，操作简便，时间更少；（2）制备的环氧树脂微胶囊，形貌呈现规整球形结构；（3）制备的环氧树脂微胶囊，分散性较好，粒径分布集中，尺寸可控；（4）制备微胶囊包覆率高，制备过程中不会或较少出现微胶囊破裂粘壁的现象；本专利技术的高效制备环氧树脂微胶囊的方法，可适用于芯材为油溶性的物质进行微胶囊化，可以大幅度提高该类微胶囊的制备效率，降低产生成本，可实现大批量生产。附图说明图1为实施例1的环氧树脂微胶囊的数码光学显微镜（OM）图。图2为实施例2的环氧树脂微胶囊的数码光学显微镜（OM）图。图3为实施例3的环氧树脂微胶囊的数码光学显微镜（OM）图。图4为实施例4的环氧树脂微胶囊的数码光学显微镜（OM）图。具体实施方式实施例1将5g尿素、0.5g氯化铵、0.5g间苯二酚、10g甲醛、1~2滴1-辛醇、0.05g聚乙二醇（乳化剂浓度为0.25g/L）加入到200mL去离子水，搅拌溶解呈透明溶液，当温度达到65℃时，加入15g苯甲醇稀释的环氧树脂，加入柠檬酸调节pH为1~2，在1200r/min下搅拌分散20min，之后调节转速为500r/min，反应3h。反应得到白色固体沉淀，通过无水乙醇洗涤、抽滤、干燥，得到球形环氧树脂微胶囊。实施例2将5g尿素、0.5g氯化铵、0.5g间苯二酚、10g甲醛、1~2滴1-辛醇、0.1g聚乙二醇（乳化剂浓度为0.5g/L）加入到200mL去离子水，搅拌溶解呈透明溶液，当温度达到65℃时，加入15g苯甲醇稀释的环氧树脂，加入柠檬酸调节pH为1~2，在1200r/min下搅拌分散20min，之后调节转速为500r/min，反应3h。反应得到白色固体沉淀，通过无水乙醇洗涤、抽滤、干燥，得到球形环氧树脂微胶囊。实施例3将5g尿素、0.5g氯化铵、0.5g间苯二酚、10g甲醛、1~2滴1-辛醇、0.15g聚乙二醇（乳化剂浓度为0.75g/L）加入到200mL去离子水，搅拌溶解呈透明溶液，当温度达到65℃时，加入15g苯甲醇稀释的环氧树脂，加入柠檬酸调节pH为1~2，在1200r/min下搅拌分散20min，之后调节转速为500r/min，反应3h。反应得到白色固体沉淀，通过无水乙醇洗涤、抽滤、干燥，得到球形环氧树脂微胶囊。实施例4将5g尿素、0.5g氯化铵、0.5g间苯二酚、10g甲醛、1~2滴1-辛醇、0.2g聚乙二醇（乳化剂浓度为1.0g/L）加入到200mL去离子水，搅拌溶解呈透明溶液，当温度达到65℃时，加入15g苯甲醇稀释的环氧树脂，加入柠檬酸调节pH为1~2，在1200r/min下搅拌分散20min，之后调节转速为500r/min，反应3h。反应得到白色固体沉淀，通过无水乙醇洗涤、抽滤、干燥，得到球形环氧树脂微胶囊。对比实施例1将5g尿素、0.5g氯化铵、0.5g间苯二酚、10g甲醛、1~2滴三乙醇胺在75℃反应1h，得到透明粘稠液体预聚体，冷却后备用。将1~2滴1-辛醇、0.05g聚乙二醇（乳化剂浓度为0.25g/L）加入到200mL去离子水，当温度达到65℃时，调节转速为1200r/min，加入15g苯甲醇稀释的环氧树脂，加入柠檬酸调节pH为1~2，加入全部预聚体，搅拌20min之后调节转速为500r/min，反应3h。反应得到白色固体沉淀，通过无水乙醇洗涤、抽滤、干燥，得到球形环氧树脂微胶囊。对比实施例2将5g尿素、0.5g氯化铵、0.5g间苯二酚、10g甲醛、1~2滴三乙醇胺在75℃反应1h，得到透明粘稠液体预聚体，冷却后备用。将1~2滴1-辛醇、0.1g聚乙二醇（乳化剂浓度为0.5g/L）加入到200mL去离子水，当温度达到65℃时，调节转速为1200r/min，加入15g苯甲醇稀释的环氧树脂，加入柠檬酸调节pH为1~2，加入全部预聚体，搅拌20min之后调节转速为500r/min，反应3h。反应得到白色固体沉淀，通过无水乙醇洗涤、抽滤、干燥，得到球形环氧树脂微胶囊。实施例结果验证（1）由图1~图4的表面形貌表征，可知本专利技术可以成功制备出环氧树脂微胶囊，并且实施例2得到的微胶囊表面形貌呈现规整球形结构。（2）环氧树脂微胶囊产率计算干燥得到微胶囊总质量M1，反应加入尿素质量为M尿，甲醛质量为M醛，加入稀释的环氧树脂质量为M环，其产率（η）计算公式为：η=M1/（M尿+M醛×37%+M环）×100%。经过验证：上述6个方案得到的产率分别为：80%，85%，79%本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一步法高效环氧树脂微胶囊制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）取一定质量尿素、甲醛，其质量比为1:2，氯化铵和间苯二酚，聚乙二醇；1‑辛醇，加入到200mL去离子水中搅拌溶解；控制混合溶液温度65℃，数显机械搅拌速率为1200 r/min，加入环氧树脂和苯甲醇稀释剂，以及柠檬酸，搅拌20 min后调节搅拌速率为500 r/min，恒温反应3h；2）反应得到白色固体沉淀，通过无水乙醇洗涤、抽滤、干燥，得到球形环氧树脂微胶囊。

【技术特征摘要】
1.一步法高效环氧树脂微胶囊制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）取一定质量尿素、甲醛，其质量比为1:2，氯化铵和间苯二酚，聚乙二醇；1-辛醇，加入到200mL去离子水中搅拌溶解；控制混合溶液温度65℃，数显机械搅拌速率为1200r/min，加入环氧树脂和苯甲醇稀释剂，以及柠檬酸，搅拌20min后调节搅拌速率为500r/min，恒温反应3h；2）反应得到白色固体沉淀，通过无水乙醇洗涤、抽滤、干燥，得到球形环氧树脂微胶囊。2.根据权利要求1所述的一种一步法高效环氧树脂微胶囊制备方法，其特征在于，甲醛为质量浓度37%的甲醛溶液。3.根据权利要求1所述的一种一步法高效环氧树脂微胶囊制备方法，其特征在于，制备环氧树脂微胶囊方法为一步原位聚合法，简称一步法。4.根据权利要求1所述的一种一步法高效环氧树脂微胶囊制备方法，其特征在于，聚乙二醇为乳化剂，乳化剂或采用十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠。5.根据权利要求1所述的一种一步法高效环氧树脂微胶囊制备方法，其特征在于，氯化铵为乳化...

【专利技术属性】
技术研发人员：万里鹰，张崇印，肖春平，郝冬冬，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36