兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物及其制备方法，本发明专利技术通过界面聚合与原位聚合相结合的方法制备光响应微胶囊，在普通织物或光纤织物表面涂覆有包埋光响应微胶囊的涂层，获得光引发自预警或自修复的微胶囊涂层织物。涂层织物破损并引起该位置处的微胶囊破裂，光响应性材料流出，对该织物外部引入UV光或可见光照射，或织物内部通入UV光或可见光，光响应性材料会根据接收到的光信号产生光响应，进行涂层织物的自预警和自修复，使得涂层织物具有良好的自修复功能。本发明专利技术的工艺简单，微胶囊形貌规整，稳定性好，通过包覆光响应微胶囊，在涂层织物表面照射或内部通入UV光或可见光可实现对织物裂纹的预警和修复。修复。修复。

【技术实现步骤摘要】
兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及功能性织物领域，具体讲的是一种兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚合物复合材料以其优异的物理化学特性、易加工、价格低廉等特点，被广泛应用于航空、交通、建筑、机械工业和电子科技等领域。其在加工成型以及使用过程中，受到环境、外力等的影响，表面和内部不可避免会产生微裂纹。这种微裂纹如果不能及时检测并修复，继续扩展会导致复合材料的基体开裂或层间脱胶，从而导致复合材料机械性能下降，由此可能引发宏观裂缝并出现脆性断裂，最终使复合材料失效，并引发重大事故。
[0003]针对这一问题，自预警和自修复材料应运而生。随着几十年的发展，各式各样的荧光材料层出不穷，荧光涂层的发展也尤为迅速，其巨大的研究应用前景也吸引了科研人员的目光。以荧光物质为基础的智能材料在外界刺激下可以显示相应的荧光变化，将其用于涂层，从而实现人们期望的一些功能，如腐蚀预警、离子检测、防伪加密等特异性的荧光显示。自修复材料是模仿生物体组织损伤自动愈合的原理，聚合物复合材料能够对内部或者外部微裂纹进行自动修复，从而增强材料的力学性能,延长服役寿命，对降低装备维修费用、减少装备维修时间、延长装备使用寿命等方面均具有非常重要的意义。
[0004]当材料破损时，对材料破损处能够进行及时的自我预警，可促使人们及时的发现材料破损处并对其进行评估，以采取合理的措施进行人工维护，以延长材料的使用寿命。自修复体系可分为本征型自修复体系和埋伏型自修复体系；其中埋伏型自修复体系构造简单，修复效果好，受到了广泛重视。埋伏型自修复体系是以微胶囊、玻璃纤维或脉管包裹的修复剂为单元，埋入到聚合物基体中进行修复；微胶囊自修复材料的修复过程为:基体中的裂纹扩展至微胶囊致其破裂,微胶囊中的修复剂在毛细作用下流到裂纹处,在催化剂的作用下修复剂发生聚合反应修复裂纹。由于微胶囊复合材料的制备工艺简单,可修复的基体广泛,对材料的多种损伤均可修复,成为自修复材料的热点和重点。
[0005]随着裂纹的出现，微胶囊破损内容物流出，呈现出可视化的破损位点，在室温下，若裂纹处含有可以形成新的化学键的光敏性基团，聚合物就可以在光照下进行自修复在裂纹的表面获取大量的光敏性基团对聚合物的自修复行为是至关重要的。这些光敏性基团是聚合物结构中的一部分，同时也不会影响聚合物其他性能。使用UV光、可见光来作为外部条件的刺激可实现，聚合物结构再次交联，完成自修复过程。
[0006]以纺织品材料为基底，将光响应微胶囊和涂层粘合剂混合负载在基底上，可通过UV光、可见光照射呈现出涂层破损位点进行及时的自我预警，利用UV光、可见光诱导光响应性材料实现自修复，从而制备光引发自预警自修复的功能性纺织品。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题一种兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物及
其制备方法。
[0008]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物，包括织物基布以及负载自预警和自修复光响应微胶囊的涂层，所述负载微胶囊的涂层附着于织物基布的一面或两面。
[0010]进一步地，所述织物基布为普通基布或光纤织物，所述普通基布由涤纶、锦纶、丙纶、氨纶、腈纶、聚乳酸、粘胶、棉、麻或羊毛中的任意一种或多种混纺纤维经机织、针织或非织造工艺织造而成；所述光纤织物是采用侧面发光光纤经机织工艺织造或者是侧面发光光纤和普通纱线按要求间隔机织法织造。
[0011]进一步地，侧面发光光纤可以是成品侧面发光光纤或利用激光处理、机械打磨或化学刻蚀端面发光光纤获得侧面发光光纤。
[0012]进一步地，光源为280～400nm的UV光或400～780nm的可见光，对于普通织物，采用外置特定光源照射织物表面实现自预警和自修复；对于光纤织物，采用外置特定光源照射织物表面或将所需特定光引入到侧面发光光纤中，来实现织物的自修复和自修复。
[0013]进一步地，所述负载自预警和自修复光响应微胶囊的涂层包括涂层粘合剂和光响应微胶囊，所述光响应微胶囊平均粒径≤80μm，分散于涂层中，其中涂层粘合剂是PVC、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷和聚乙烯中的一种或几种，光响应微胶囊由壁材和芯材构成，涂层粘合剂和光响应微胶囊的质量百分比为10:1～20:1。
[0014]进一步地，光响应微胶囊的壁材包括SiO2、脲醛树脂、壳聚糖、聚脲甲醛或蜜胺
‑
甲醛预聚体中一种或多种。
[0015]进一步地，光响应微胶囊的芯材包括自预警材料和自修复材料，且自预警与自修复材料的质量比为1:4～4:1。
[0016]进一步地，所述自预警材料包括紫外响应的光致变色染料、荧光液OIL
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GLO 44
‑
P、罗丹明基荧光分子、2'，7'
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二氯酚荧光素、四氯荧光素、结晶紫内酯或聚集诱导发光效应(AIE效应)分子其中一种或多种作为自预警材料。
[0017]进一步地，所述自修复材料包括光固化树脂脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、环氧树脂、乙烯基硅油、石蜡、甲基丙烯酸甲脂、聚氨酯预聚物和双环戊二烯其中一种或几种以及光引发剂、肉桂酰基、香豆素基或蒽基聚合物材料其中一种或几种。
[0018]兼具自预警和自修复光引发微胶囊的涂层织物的制备方法，包括以下步骤：
[0019]步骤1、将涂层粘合剂、光响应微胶囊、其他添加剂按一定配比称重，超声波分散、充分混合一段时间，制成包覆光响应微胶囊涂层浆料；
[0020]步骤2、织物基布(1)经退卷，烫平、等离子体处理/激光刻蚀/化学处理等预处理后，经滚筒涂层或刮刀涂层将包覆光响应微胶囊涂层浆料均匀涂布于预处理织物基布表面，按要求正反一次或多次涂覆，90～120℃温度烘燥固化，在织物表面形成一层或多层光响应微胶囊涂层薄膜，经卷绕制备具有自预警和自修复光引发微胶囊的涂层织物。
[0021]本专利技术采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
[0022](1)利用光纤优异的光传导功能及侧面发光特性，使光响应性材料高效吸收光发挥光触发自修复功能，特别适合黑暗环境下织物的自修复；(2)本专利技术将端面发光光纤处理成侧面发光光纤，有利于提升光照效率；(3)本专利技术制备得到的自预警涂层，当具有划痕时，可通过UV光或可见光照射，涂层划痕处会出现明显的颜色，使得原本肉眼无法观察到的裂
纹变得能够利用肉眼进行捕捉；(4)本专利技术提供了一种通过UV光或可见光的外部照射，使得表面出现裂纹的以普通织物为基布的涂层织物呈现自预警效果，并对裂纹进行自修复；(5)本专利技术提供了一种在织物内部通UV光或可见光达到自预警自修复效果的涂层织物，微胶囊可负载不同种类的自预警自修复材料，当复合材料表面或内部出现微裂纹，通入UV光或可见光，裂纹处溶出修复剂和光引发剂对微裂纹进行修复。光纤分别接通不同类型或波长的光源，从而激活对应的光响应性材料，就本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物，其特征在于，包括织物基布(1)以及负载自预警和自修复光响应微胶囊的涂层，所述负载微胶囊的涂层附着于织物基布(1)的一面或两面。2.根据权利要求1所述的兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物，其特征在于，所述织物基布(1)为普通基布或光纤织物，所述普通基布由涤纶、锦纶、丙纶、氨纶、腈纶、聚乳酸、粘胶、棉、麻或羊毛中的任意一种或多种混纺纤维经机织、针织或非织造工艺织造而成；所述光纤织物是采用侧面发光光纤(12)经机织工艺织造或者是侧面发光光纤(12)和普通纱线(11)按要求间隔机织法织造。3.根据权利要求2所述的兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物，其特征在于，侧面发光光纤(12)是成品侧面发光光纤(12)或利用激光处理、机械打磨或化学刻蚀端面发光光纤获得侧面发光光纤(12)。4.根据权利要求2所述的兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物，其特征在于，光源为280～400nm的UV光或400～780nm的可见光，对于普通织物，采用外置特定光源照射织物表面实现自预警和自修复；对于光纤织物，采用外置特定光源照射织物表面或将所需特定光引入到侧面发光光纤(12)中，来实现织物的自修复和自修复。5.根据权利要求2所述的兼具自预警和自修复的光引发微胶囊涂层织物，其特征在于，所述负载自预警和自修复光响应微胶囊的涂层包括涂层粘合剂(2)和光响应微胶囊(3)，所述光响应微胶囊(3)平均粒径≤80μm，分散于涂层中，其中涂层粘合剂(2)是PVC、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷和聚乙烯中的一种或几种，光响应微胶囊(3)由壁材和芯材构成，涂层粘合剂和光响应微胶囊的质量百分比为10:1～20:1。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹汉涛，鄢雾，高超，饶金才，邹汉勇，聂福山，王霖，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：