内修外固型聚脲基双壁自修复微胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术提供了以脂肪族类异氰酸酯‑端氨基聚醚聚合物作为修复剂，以胺基扩链剂为固化剂的双壁微胶囊体系。内修外固型聚脲基双壁自修复微胶囊，包括内层囊壁和外层囊壁；所述内层囊壁包覆预聚物乳液，所述外层囊壁包覆胺基扩链剂乳液；所述内层囊壁和外层囊壁均为界面聚合法制备的聚脲，所述内层囊壁聚脲由内层囊壁包覆的预聚物乳液与外层囊壁包覆的胺基扩链剂乳液反应得到；所述外层囊壁聚脲由预聚物乳液与外层囊壁包覆的胺基扩链剂乳液反应得到。所述修复剂与固化剂分别存储于内层囊芯和外层囊芯中，不但解决了修复剂与固化剂的接触率偏低的问题，而且修复剂与固化剂反应快速，从而实现了裂纹的快速修复，具有广阔的应用前景。

Internal repair external solid polyurea based double wall self repairing microcapsule and preparation method thereof

The invention provides a double wall microcapsule system based on fatty isocyanate terminated amino polyether polymer as a restorative agent and amine chain extender as curing agent. Internal fixated polyurea double wall self repairing microcapsule, including inner capsule wall and outer capsule wall, the inner capsule wall is coated with prepolymer emulsion, and the outer capsule wall is coated with an amido chain extender emulsion, and the inner wall of the inner layer and the outer wall of the outer layer are polyurea prepared by interfacial polymerization, and the inner capsule wall urea is covered by the inner capsule wall. The prepolymer emulsion reacted with an amine based extender emulsion coated with the outer capsule wall, and the urea of the outer layer was obtained by the reaction of an amine based extender emulsion coated with the prepolymer emulsion and the outer capsule wall. The reparative agent and curing agent are stored in inner layer and outer layer respectively, which not only solves the problem that the contact rate of the restorant and the curing agent is low, but also reacts quickly with the curing agent, thus the rapid repair of the crack has been realized, and it has a broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
内修外固型聚脲基双壁自修复微胶囊及其制备方法
本专利技术属于有机复合材料领域，涉及一种自修复材料，具体涉及一种内修外固型聚脲基双壁自修复微胶囊及其制备方法，应用于建筑防灾减灾、涂层防护修复等工程领域。
技术介绍
随着社会的不断发展，建筑行业也发展迅速，各种高楼大厦、桥梁道路陆续掘地而起。混凝土因其来源广泛、抗压强度高、易施工以及耐久性较高等优异性能而被广泛应用于建筑领域。然而，混凝土结构在使用寿命期间极易发生裂纹。随着荷载的变化和时间的推移，裂纹逐渐会扩展成裂缝，甚至延展至表面导致混凝土材料开裂。在形成贯通裂缝后，混凝土容易遭受外界环境和各种有害因素的侵蚀和破坏，如钢筋锈蚀、碳化、氯离子侵蚀和硫酸盐侵蚀等，最终导致混凝土材料的开裂、破坏，严重影响混凝土材料的耐久性，甚至可能造成突发性建筑破坏造成无法挽回的人财损失。与之相似，涂层作为最常用的防护材料已被广泛的应用于基础设施、航空航天、汽车制造等领域。然而，涂层在服役的过程中容易受到外界因素的影响造成其内部化学结构产生变化，造成不同尺寸微裂纹和局部损伤并使涂层的力学性能大幅下降，涂层内部微裂纹不断地产生与汇集最终导致涂层剥落使其无法实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
内修外固型聚脲基双壁自修复微胶囊，包括内层囊壁和外层囊壁；其特征在于：所述内层囊壁包覆预聚物乳液，所述外层囊壁包覆胺基扩链剂乳液；所述内层囊壁和外层囊壁均为界面聚合法制备的聚脲，所述内层囊壁聚脲由内层囊壁包覆的预聚物乳液与外层囊壁包覆的胺基扩链剂乳液反应得到，所述外层囊壁聚脲由预聚物乳液与外层囊壁包覆的胺基扩链剂乳液反应得到。

【技术特征摘要】
1.内修外固型聚脲基双壁自修复微胶囊，包括内层囊壁和外层囊壁；其特征在于：所述内层囊壁包覆预聚物乳液，所述外层囊壁包覆胺基扩链剂乳液；所述内层囊壁和外层囊壁均为界面聚合法制备的聚脲，所述内层囊壁聚脲由内层囊壁包覆的预聚物乳液与外层囊壁包覆的胺基扩链剂乳液反应得到，所述外层囊壁聚脲由预聚物乳液与外层囊壁包覆的胺基扩链剂乳液反应得到。2.内修外固型聚脲基双壁自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备预聚物乳液：将适量脂肪族类异氰酸酯修复剂、端氨基聚醚、乳化剂和溶剂在高速搅拌下混合均匀，制备预聚物乳液；(2)制备胺基扩链剂乳液：将胺基扩链剂、溶剂和乳化剂在高速搅拌下混合均匀，制备胺基扩链剂乳液；(3)制备聚脲包封双壁微胶囊：将步骤(2)制备的胺基扩链剂乳液逐滴加入步骤(1)制备的预聚物乳液中，合成微胶囊内壁壁材，形成单壁微胶囊乳液，然后向上述乳液中加入乳化剂、溶剂以及过量的胺基扩链剂乳液，乳化完成后滴入预聚物乳液，合成微胶囊外壁壁材，形成双壁微胶囊乳液。3.根据权利要求2所述的内修外固型聚脲基双壁自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的制备聚脲包封双壁微胶囊具体为：①将胺基扩链剂乳液与预聚物乳液按质量比1:1.2-1:3的比例混合均匀，在800-2500rpm的转速下，60℃-70℃保温2-3h，形成单壁微胶囊乳液；②向步骤①得到的体系中加入适量的乳化剂、溶剂和过量的胺基扩链剂乳液进行乳化，得到单壁微胶囊-胺基扩链剂复合乳化液滴体系；所述乳化剂和溶剂的质量比为1:60-1:90，所述乳化剂在单壁微胶囊-胺基扩链剂复合乳化液滴体系中的质量分数为4％-6％；乳化完成后滴入预聚物乳液，所述胺基扩链剂乳液与预聚物乳液的质量比为1.5:1-3:1；在1000-2500rpm的转速下，60℃-70℃保温2-3h，形成双壁微胶囊乳液；③对双壁微胶囊乳液进行离心处理，即得到聚脲包封的内修外固型聚脲基双壁自修复微胶囊。4.根据权利要求2所述的内修外固型聚脲基双壁自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的制备预聚物乳液具体为：将脂肪族类异氰酸酯类修复剂与端氨基聚醚按照1:1-1:5的质量比混合均匀，得到预聚物；在1000-2500rpm的转速下搅拌均匀，加入乳化剂和溶剂，在1000-2500rpm的转速下，60℃-70℃保温2-3h，得到预聚物乳液；所述乳化剂的量为预聚物质量的5％-10％，所述乳化剂和溶剂的质量比为1:150-1:160。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马衍轩，张颖锐，李梦瑶，雷欣，李兴龙，王紫巍，李超，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37