水触发型双壁微胶囊、自修复防腐涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及智能防腐技术领域，尤其涉及水触发型双壁微胶囊、自修复防腐涂层及其制备方法和应用。本发明专利技术提供了一种水触发型双壁微胶囊，所述水触发型双壁微胶囊由内到外包括依次设置的芯材、内壁和外壁；所述芯材为异氰酸酯类物质，所述内壁为聚氨酯，所述外壁为聚脲醛。所述双层结构中，聚氨酯层有利于芯材的流出，聚脲醛层能够与环氧树脂嵌合，使其中的极性基团能够与防腐涂层基体之间形成强键，使微胶囊与防腐涂层基体之间的连接更加紧密。与防腐涂层基体之间的连接更加紧密。与防腐涂层基体之间的连接更加紧密。

Water triggered double wall microcapsules, self repairing anti-corrosion coatings and their preparation methods and Applications

【技术实现步骤摘要】
水触发型双壁微胶囊、自修复防腐涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及智能防腐
，尤其涉及水触发型双壁微胶囊、自修复防腐涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在具有复杂溶液体系的海洋环境中，金属及合金远比地上环境更容易出现腐蚀现象。机械损伤及生物堆积是导致海洋涂层失败的主要原因。同时，水下特殊的环境导致人工干预难以进行，涂层的失效问题无法得到有效解决。
[0003]为了解决涂层机械损伤问题，引入自修复概念，通过涂层的自愈合来解决水下环境的涂层损伤。以水触发型单组分固化剂为微胶囊芯材，无需催化物质，遇水即可进行修复，可以有效解决海洋环境中自修复涂层普适性的问题。在单组分固化剂中，水性异氰酸酯类物质因操作简单、防腐性能好而受到广泛关注。但由于异氰酸酯与水的高反应活性，会导致异氰酸酯过早消耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供水触发型双壁微胶囊、自修复防腐涂层及其制备方法和应用，所述水触发型双壁微胶囊可以有效提升微胶囊的稳定性能，增强微胶囊的抗渗性，进一步延长介质容器在水中的使用寿命。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种水触发型双壁微胶囊，所述水触发型双壁微胶囊由内到外包括依次设置的芯材、内壁和外壁；
[0007]所述芯材为异氰酸酯类物质，所述内壁为聚氨酯，所述外壁为聚脲醛。
[0008]本专利技术还提供了上述技术方案所述的水触发型双壁微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将尿素、氯化铵、间苯二酚和所述乳化剂溶液混合，调节pH值至酸性后，加入正辛醇，得到第一溶液；
[0010]将聚氨酯预聚物与乙酸乙酯混合后，加入异氰酸酯，得到第二溶液；
[0011]将所述第二溶液加入所述第一溶液中，进行包覆后，加入甲醛溶液，进行聚合反应，得到所述水触发型双壁微胶囊。
[0012]优选的，所述乳化剂溶液中的乳化剂为阿拉伯树胶、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种；
[0013]所述聚氨酯预聚物为以甲苯二异氰酸酯为基础的芳香族聚异氰酸酯；
[0014]所述乳化剂、尿素、氯化铵和间苯二酚的质量比为(40～60)：(10～15)：1：1；
[0015]所述聚氨酯预聚物、乙酸乙酯和异氰酸酯的质量比为1:1：(1.5～5)；
[0016]所述尿素和聚氨酯预聚物的质量比为(5～7.5):22。
[0017]本专利技术还提供了上述技术方案所述的水触发型双壁微胶囊或上述技术方案所述
的制备方法制备得到的水触发型双壁微胶囊在防腐涂层中的应用。
[0018]本专利技术还提供了一种自修复防腐涂层，包括环氧树脂自修复防腐涂层，所述环氧树脂自修复防腐涂层包括环氧树脂体系和分散在所述环氧树脂体系中的水触发型双壁微胶囊；所述水触发型双壁微胶囊为上述技术方案所述的水触发型双壁微胶囊或上述技术方案所述的制备方法制备得到的水触发型双壁微胶囊。
[0019]优选的，所述环氧树脂体系和水触发型双壁微胶囊的质量比为100：(3～10)。
[0020]优选的，所述自修复防腐涂层还包括以接枝的形式附着在所述环氧树脂自修复防腐涂层表面的含氟聚合物层；
[0021]所述含氟聚合物层中的含氟聚合物的表面能≤20mN/m。
[0022]本专利技术还提供了上述技术方案所述自修复防腐涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0023]将环氧树脂和水触发型双壁微胶囊混合后，进行第一固化，得到所述自修复防腐涂层。
[0024]优选的，所述第一固化完成后，还包括在所述第一固化得到的环氧树脂自修复防腐涂层表面浸涂含氟聚合物溶液后，依次进行接枝和第二固化。
[0025]本专利技术还提供了上述技术方案所述自修复防腐涂层或上述技术方案所述的制备方法制备得到的自修复防腐涂层在金属智能防腐领域中的应用。
[0026]本专利技术提供了一种水触发型双壁微胶囊，所述水触发型双壁微胶囊由内到外包括依次设置的芯材、内壁和外壁；所述芯材为异氰酸酯类物质，所述内壁为聚氨酯，所述外壁为聚脲醛。所述双层结构中，聚氨酯层有利于芯材的流出，聚脲醛层能够与环氧树脂嵌合，使其中的极性基团能够与防腐涂层基体之间形成强键，使微胶囊与防腐涂层基体之间的连接更加紧密。
附图说明
[0027]图1为实施例1所述水触发型双壁微胶囊的热重曲线；
[0028]图2为实施例1所述水触发型双壁微胶囊的SEM图；
[0029]图3为实施例所述水触发型双壁微胶囊、所述水触发型双壁微胶囊的外壳和芯材IPDI的FT
‑
IR图；
[0030]图4为实施例1制备得到的所述水触发型双壁微胶囊在海水中的结构稳定性测试结果；
[0031]图5为实施例1制备得到的所述水触发型双壁微胶囊在有机溶剂中的结构稳定性测试结果；
[0032]图6为实施例2～5和对比例1得到的环氧树脂自修复防腐涂层的盐雾实验的测试结果；
[0033]图7为实施例6～8所述自修复防腐涂层(双功能防腐涂料)的接枝密度柱形图；
[0034]图8为实施例6～8所述自修复防腐涂层(双功能防腐涂料)在模拟海水中浸泡7天前后表面的腐蚀情况。
具体实施方式
[0035]本专利技术提供了一种水触发型双壁微胶囊，所述水触发型双壁微胶囊由内到外包括
依次设置的芯材、内壁和外壁；
[0036]所述芯材为异氰酸酯类物质，所述内壁为聚氨酯(PU)，所述外壁为聚脲醛(PUF)。
[0037]本专利技术还提供了所述水触发型双壁微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
[0038]将尿素、氯化铵、间苯二酚和乳化剂溶液混合，调节pH值至酸性后，加入正辛醇，得到第一溶液；
[0039]将聚氨酯预聚物与乙酸乙酯混合后，加入异氰酸酯，得到第二溶液；
[0040]将所述第二溶液加入所述第一溶液中，进行包覆后，加入甲醛溶液，进行聚合反应，得到所述水触发型双壁微胶囊。
[0041]在本专利技术中，所述乳化剂溶液的制备方法优选包括以下步骤：将乳化剂和水混合，得到乳化剂溶液。
[0042]在本专利技术中，所述乳化剂优选为阿拉伯胶、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种，更优选为阿拉伯胶；当所述乳化剂为上述具体选择中的两种以上时，本专利技术对上述具体物质的配比没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
[0043]在本专利技术中，所述乳化剂和水的质量比优选为(1～1.5):1，更优选为(1～1.25):1，最优选为1.125:1。
[0044]在本专利技术中，所述混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速优选为400～800rpm，更优选为500～700rpm，最优选为550～650rpm；时间优选为160～210min，更优选为170～200min，最优选为180min。在本专利技术中，所述搅拌的方式优选为机械搅拌。在本专利技术中，所述混合的温度优选为室温，即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水触发型双壁微胶囊，其特征在于，所述水触发型双壁微胶囊由内到外包括依次设置的芯材、内壁和外壁；所述芯材为异氰酸酯类物质，所述内壁为聚氨酯，所述外壁为聚脲醛。2.权利要求1所述的水触发型双壁微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将尿素、氯化铵、间苯二酚和乳化剂溶液混合，调节pH值至酸性，得到第一溶液；将聚氨酯预聚物与乙酸乙酯混合后，加入异氰酸酯，得到第二溶液；将所述第二溶液加入所述第一溶液中，进行包覆后，加入甲醛溶液，进行聚合反应，得到所述水触发型双壁微胶囊。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂溶液中的乳化剂为阿拉伯树胶、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种；所述聚氨酯预聚物为以甲苯二异氰酸酯为基础的芳香族聚异氰酸酯；所述乳化剂、尿素、氯化铵和间苯二酚的质量比为(40～60)：(10～15)：1：1；所述聚氨酯预聚物、乙酸乙酯和异氰酸酯的质量比为1:1：(1.5～5)；所述尿素和聚氨酯预聚物的质量比为(5～7.5):22。4.权利要求1所述的水触发型双壁微胶囊或权利要求2或3所述的制备方法制备得到的水触发型双壁微胶囊在防腐涂层中的应用。5.一种自修复防腐涂层，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔淦，刘建国，邢潇，张楚楚，李自力，王爱玲，杨超，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：