一种自修复涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种自修复涂料及其制备方法，属于金属防护技术领域。本发明专利技术将自制的介孔二氧化硅纳米微球加入苯并三唑乙醇溶液中搅拌，得负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球，再将负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球加入正丙醇锆乙醇溶液中进行搅拌，并加入硝酸溶液搅拌后过滤，得滤渣，将滤渣加入壳聚糖溶液中，超声分散后离心分离得沉淀物，将沉淀物加入海藻酸钠溶液中，超声分散后离心分离，得层层封装缓蚀剂，最后将环氧树脂，稀释剂，固化剂，层层封装缓蚀剂，分散剂，搅拌均匀后超声分散，得自修复涂料。本发明专利技术具有制备简单、负载容量大和缓蚀剂释放‑响应功能，对于由自然环境所引起的涂层腐蚀损伤具有良好的修复能力。

Self repairing coating and preparation method thereof

The invention relates to a self repairing coating and a preparation method thereof, belonging to the technical field of metal protection. The invention of the mesoporous silica nanoparticles made mixed benzene and three triazole alcohol solution, mesoporous silica nanoparticles loaded inhibitor, mesoporous silica nanoparticles and then load the inhibitor zirconium N-PROPOXIDE ethanol solution stirring, adding nitrate solution stirring and filtering, too the filter residue, the residue into the chitosan solution, ultrasonic dispersion after centrifugation to precipitate the precipitate, adding sodium alginate solution, ultrasonic dispersion after centrifugal separation, have layers of package corrosion inhibitor, the epoxy resin, diluent, curing agent, encapsulation layers of corrosion inhibitor, dispersant, stirring and ultrasonic dispersion well, self repair coatings. The invention has the advantages of simple preparation, large load capacity and corrosion inhibitor release response function, has the capability of repairing coating for corrosion caused by natural environment damage.

【技术实现步骤摘要】
一种自修复涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种自修复涂料及其制备方法，属于金属防护

技术介绍
近年来，利用有机涂层进行金属保护的有效性已成共识，一般认为，有机涂层对金属基体的保护作用主要表现在涂层对水和其它侵蚀性粒子的阻隔作用，还有特殊颜料、调料的缓蚀、钝化、阴极保护以及涂层与金属表面粘结力的作用，然而自然环境的侵蚀及涂层缺陷所导致的破损在所难免，侵蚀性粒子可以透过这些缺陷到达涂层/基体界面，最终导致涂层失效。自修复涂料的出现为金属的长效保护和降低涂层维护频率提供了现实的途径，自修复涂料就是当涂层的完整性受到破坏后，其自身能够对外部刺激产生响应，通过某种方式修复受损部位，从而恢复涂层对基体的保护性能。为实现涂层的自修复功能，采用有机涂层保护金属是一种阻止金属腐蚀的有效方法。为实现涂层的自修复功能，有一种基于微胶囊技术的自修复涂料，该方法将缓蚀剂直接加入溶胶-凝胶中间层，则缓蚀剂不可避免发生自然流失，对于由自然环境所引起的涂层缺陷则效果有限，因为在自然环境下发生的腐蚀损伤，难以产生能够使涂层中微胶囊破裂的外部刺激，而无法达到自修复效果。因此，亟待寻找一种对自然环境引起的腐蚀损伤修复效果好的自修复涂料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对传统的微胶囊自修复涂料在自然环境下发生的腐蚀损伤修复效果差的问题，提供了一种自修复涂料及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种自修复涂料，包括环氧树脂、稀释剂、固化剂、缓蚀剂、分散剂，其特征在于，所述缓蚀剂为层层封装缓蚀剂。所述环氧树脂为E-44、E-51、E-57中的一种。所述稀释剂为正丁醇、二甲苯、丙酮中的一种或两种。所述固化剂为聚酰胺。所述分散剂为分散剂BYK-180。所述层层封装缓蚀剂为负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球包覆氧化锆层后包覆壳聚糖层，再包覆海藻酸钠层制得。自修复涂料的具体制备步骤为：S1.制备介孔二氧化硅纳米微球；S2.将介孔二氧化硅纳米微球加入质量分数为12%苯并三唑乙醇溶液中，在10～50kPa下搅拌2～3h，静置离心后重复低压搅拌静置离心操作2～3次，得负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球；S3.将负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球加入质量分数为2%正丙醇锆乙醇溶液中，在40～50℃下搅拌20～30min，再加入质量分数为3%硝酸溶液，搅拌1～2h后过滤，得滤渣，将滤渣加入质量分数为0.2～0.3%壳聚糖溶液中，超声分散后离心分离得沉淀物，再将沉淀物加入质量分数为0.2～0.3%海藻酸钠溶液中，超声分散15～20min后离心分离，得层层封装缓蚀剂。S4.按重量份数计，取50～80份环氧树脂，20～40份稀释剂，25～40份固化剂，1～3份层层封装缓蚀剂，1～2份分散剂，搅拌均匀后超声分散5～10min，得自修复涂料。所述苯并三唑乙醇溶液为介孔二氧化硅纳米微球质量的10～30倍。所述正丙醇锆乙醇溶液为负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球质量的10～30倍，所述壳聚糖溶液为负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球质量的30～60倍，所述海藻酸钠溶液为壳聚糖溶液为负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球质量的150～180倍。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术利用制备的高表面积、大孔容积的介孔二氧化硅纳米微球负载缓蚀剂，再通过层层自组装技术，将氧化锆、壳聚糖、海藻酸钠组成聚电解质层封装缓蚀剂，且聚电解质层与环氧树脂相容性较好，有利于层层封装缓蚀剂在涂层中的分散，同时通过聚电解质层能感知温度、压力、pH值及涂层局部变化并释放缓释剂，在缺陷处重新成膜。（2）本专利技术具有制备简单、负载容量大和缓蚀剂释放-响应功能，对于由自然环境所引起的涂层腐蚀损伤具有良好的修复能力。具体实施方式取0.50～0.75g十六烷基三甲基溴化铵，加入200～300mL去离子水中混合均匀，再加入1.5～3.0mL质量分数为8%氢氧化钠溶液，在70～80℃下，以300～400r/min搅拌1～2h，再以0.1～0.2mL/min滴加2.5～4.0mL正硅酸乙酯，以500～600r/min保温搅拌1～2h，过滤得前驱体，用质量分数为5%盐酸洗涤前驱体3～5次，得预处理前驱体；取0.50～0.75g预处理前驱体，5.0～7.5mL质量分数为37%盐酸，加入100～150mL异丙醇中，在60～65℃下保温反应4～5h，过滤得滤饼，用去离子水和甲醇洗涤滤饼5～8次，再将洗涤后的滤饼置于真空干燥箱中，在30～40℃下干燥至恒重，得介孔二氧化硅纳米微球；取0.50～0.75g介孔二氧化硅纳米微球加入10～15mL质量分数为12%苯并三唑乙醇溶液中，在10～50kPa下，以500～600r/min搅拌2～3h，再置于真空箱中静置1～2h，随后离心分离得沉淀，将沉淀再加入10～15mL质量分数为12%苯并三唑乙醇溶液中重复低压搅拌静置离心操作2～3次，得负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球；取0.50～0.75g负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球，加入10～15mL质量分数为2%正丙醇锆乙醇溶液中，在40～50℃下以300～400r/min搅拌20～30min，再加入3～5mL质量分数为3%硝酸溶液，继续搅拌1～2h后过滤，得滤渣；将滤渣加入25～30mL质量分数为0.2～0.3%壳聚糖溶液中，以300W超声分散15～20min后离心分离得沉淀物，再将沉淀物加入75～100mL质量分数为0.2～0.3%海藻酸钠溶液中，以300W超声分散15～20min，再离心分离得层层封装缓蚀剂；按重量份数计，取50～80份环氧树脂E-44，10～20份正丁醇，10～20份二甲苯，25～40份聚酰胺，1～3份层层封装缓蚀剂，1～2份分散剂BYK-180，以100～200r/min搅拌5～10min后超声分散5～10min，得自修复涂料。实例1取0.75g十六烷基三甲基溴化铵，加入300mL去离子水中混合均匀，再加入3.0mL质量分数为8%氢氧化钠溶液，在80℃下，以400r/min搅拌2h，再以0.2mL/min滴加4.0mL正硅酸乙酯，以600r/min保温搅拌2h，过滤得前驱体，用质量分数为5%盐酸洗涤前驱体5次，得预处理前驱体；取0.75g预处理前驱体，7.5mL质量分数为37%盐酸，加入150mL异丙醇中，在65℃下保温反应5h，过滤得滤饼，用去离子水和甲醇洗涤滤饼8次，再将洗涤后的滤饼置于真空干燥箱中，在40℃下干燥至恒重，得介孔二氧化硅纳米微球；取0.75g介孔二氧化硅纳米微球加入15mL质量分数为12%苯并三唑乙醇溶液中，在50kPa下，以600r/min搅拌3h，再置于真空箱中静置2h，随后离心分离得沉淀，将沉淀再加入15mL质量分数为12%苯并三唑乙醇溶液中重复低压搅拌静置离心操作3次，得负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球；再取0.75g负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球，加入15mL质量分数为2%正丙醇锆乙醇溶液中，在50℃下以400r/min搅拌30min，再加入5mL质量分数为3%硝酸溶液，继续搅拌2h后过滤，得滤渣；将滤渣加入30mL质量分数为0.3%壳聚糖溶液中，以300W超声分散20min后离心分离得沉淀物，再将沉淀物加入100mL质量分数为0.3%海藻酸钠溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自修复涂料，包括环氧树脂、稀释剂、固化剂、缓蚀剂、分散剂，其特征在于，所述缓蚀剂为层层封装缓蚀剂。

【技术特征摘要】
1.一种自修复涂料，包括环氧树脂、稀释剂、固化剂、缓蚀剂、分散剂，其特征在于，所述缓蚀剂为层层封装缓蚀剂。2.如权利要求1所述的一种自修复涂料，其特征在于，所述环氧树脂为E-44、E-51、E-57中的一种。3.如权利要求1所述的一种自修复涂料，其特征在于，所述稀释剂为正丁醇、二甲苯、丙酮中的一种或两种。4.如权利要求1所述的一种自修复涂料，其特征在于，所述固化剂为聚酰胺。5.如权利要求1所述的一种自修复涂料，其特征在于，所述分散剂为分散剂BYK-180。6.如权利要求1所述的一种自修复涂料，其特征在于，所述层层封装缓蚀剂为负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球包覆氧化锆层后包覆壳聚糖层，再包覆海藻酸钠层制得。7.如权利要求1～6任一项所述的一种自修复涂料的制备方法，其特征在于，自修复涂料的具体制备步骤为：S1.制备介孔二氧化硅纳米微球；S2.将介孔二氧化硅纳米微球加入质量分数为12%苯并三唑乙醇溶液中，在10～50kPa下搅拌2～3h，静置离心后重复低压搅拌静置离心操作2～3次，得负载缓蚀剂的介孔二氧化硅纳米微球；...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛银福，薛焱璟，王之霖，
申请(专利权)人：常州福隆工控设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32