【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微胶囊及涂层防护领域，具体涉及一种自愈合抗菌微胶囊的制备和应用。
技术介绍
1、随着海洋防腐技术的不断发展，目前最具经济性、便利性的防腐蚀方法是材料表面涂镀层技术。然而在使用过程中，涂层受到外力冲击后容易出现损伤，从而失去对腐蚀性介质的隔绝作用，进而加速涂层与基体的剥离和脱落。若能制备出一种快速响应损伤且实现自主愈合的智能涂层将成为解决这一问题的有效方法。其中，微胶囊自愈合涂层将包裹愈合剂的微胶囊均匀分散在涂层基体中，当涂层在外力作用下发生破损时，微胶囊会破裂并释放愈合剂以填补裂缝实现自愈合，从而达到延长涂层使用寿命的目的。
2、在制备微胶囊时需要根据材料的特性选择合适的方法。溶剂蒸发是制备乙基纤维素胶囊的常用方法之一，其制作简便，可工业化程度高，但溶剂蒸发时通常在乙基纤维素微胶囊表面形成微孔，这些微孔的存在可能导致芯材的渗出或变质，不利于芯材的保护，因此如何减小乙基纤维素微胶囊表面微孔是延长微胶囊芯材保质期的关键，同时不可忽视的是，乙基纤维素微胶囊溶剂蒸发后形成的微孔结构也具有物质吸附的潜力。
3、海洋工程领域中存在的另一个不可忽视的问题是生物污损。生物污损的形成过程起初是蛋白质、多糖等在材料表面吸附形成条件膜，接着一些细菌、真菌等微生物会在条件膜上附着并生长形成生物膜，在生物膜的基础上，一些大型污损生物稳定生长和发展，最终形成宏观生物污损。同时，一些微生物及其代谢产物也会对金属基体产生腐蚀，严重影响金属的结构安全并缩短服役寿命。可以发现，生物膜的形成是海洋生物污损的一个关键阶段，因此可采
技术实现思路
1、目前海洋环境下的常规涂层极易遭受生物附着和机械损伤，如何克服这两个问题是本专利技术的主要目的。有鉴于此，本专利技术采用溶剂蒸发-真空浸渍法制备了一种破损后迅速愈合、同时具有抗菌防污效果的微胶囊，并将其用于常规涂料改性，以实现涂层自愈合和防污双重性能。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种自愈合抗菌微胶囊，由芯材、壁材、以及外部吸附层组成；所述芯材为具有自愈合功能的自愈合剂，所述壁材为辣椒素改性乙基纤维素，所述外部吸附层为金属缓蚀剂；所述芯材封装在壁材当中，所述外部吸附层均匀包覆在壁材的外部；所述芯材为桐油、梓油、亚麻籽油、大豆油、橄榄油中的任意一种或多种；所述金属缓蚀剂为8-羟基喹啉、单氟磷酸钠中的任意一种。
4、上述一种自愈合抗菌微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
5、s1：辣椒素改性乙基纤维素溶液a的制备
6、将乙基纤维素、辣椒素在400～1500rpm转速条件下溶解于有机溶剂中并均匀混合30～60min，得到辣椒素改性乙基纤维素溶液a；
7、s2：乳液c的制备
8、s2-1：将阿拉伯树胶加入到去离子水中，在60～70℃水浴条件下超声分散30～60min，而后冷却到30℃，得到水相b；
9、s2-2：将自愈合剂、乳化剂加入到水相b中，在30～40℃水浴中以400～1500rpm的转速磁力搅拌均匀混合，得到乳液c；
10、s3：微胶囊颗粒的制备
11、将辣椒素改性乙基纤维素溶液a加入到乳液c中，置40～80℃水浴上加热1～2h，以使有机溶剂蒸发，得到微胶囊悬浮液；将微胶囊悬浮液抽滤洗涤3次后在30～50℃真空干燥箱中干燥24h，得到微胶囊颗粒；
12、s4：自愈合抗菌微胶囊的制备
13、依次将0.05g金属缓蚀剂和1g步骤s3得到的微胶囊颗粒均匀分散在100ml去离子水中，在-1mpa条件下真空浸渍24h，离心干燥，得到自愈合抗菌微胶囊。
14、步骤s1中，所述乙基纤维素：辣椒素：有机溶剂的比例为1：0.1～0.3：20m/m/v，所述有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇中的任意一种。
15、步骤s2-1中，所述阿拉伯树胶：去离子水的比例为1：100～200m/v。
16、步骤s2-2中，所述自愈合剂：乳化剂：水相b的比例为1：0.1～0.5：50m/m/v/，所述乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵、op-10、pva中的任意一种。
17、步骤s3中，所述辣椒素改性乙基纤维素溶液a：乳液c的比例为2：5v/v。
18、上述一种自愈合抗菌微胶囊的应用，为如下1)至2)中的任意一种或多种：
19、1)在制备抗菌材料方面的应用；
20、2)在金属防腐蚀方面的应用。
21、本专利技术的显著优点在于：
22、(1)利用微胶囊合成后的表面微孔结构吸附缓蚀剂，通过微胶囊芯材的修复作用与外部金属缓蚀剂的缓蚀作用协同愈合涂层裂缝，降低微胶囊芯材未被机械力触发生效进而发生腐蚀的概率，提升涂层的自愈合及耐腐蚀性能。
23、(2)辣椒素改性乙基纤维素壁材体系密度增加，壁材表面孔径减小，更有利于保护微胶囊中的芯材，使制备的微胶囊具备良好的释放自愈合性能，同时可以抑制海洋细菌在其表面的生长，实现良好的防污性能。
24、(3)本专利技术针对现有涂层技术单一功能的缺陷，利用微胶囊壁材与芯材、外部吸附层三者协同作用，构建同时具有自愈合和防污效果的多功能涂层，适用于海洋工程钢结构表面涂层防护。
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1.一种自愈合抗菌微胶囊，其特征在于：由芯材、壁材、以及外部吸附层组成；所述芯材为具有自愈合功能的自愈合剂，所述壁材为辣椒素改性乙基纤维素，所述外部吸附层为金属缓蚀剂；所述芯材封装在壁材当中，所述外部吸附层均匀包覆在壁材的外部。
2.根据权利要求1所述的自愈合抗菌微胶囊，其特征在于：所述芯材为桐油、梓油、亚麻籽油、大豆油、橄榄油中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的自愈合抗菌微胶囊，其特征在于：所述金属缓蚀剂为8-羟基喹啉、单氟磷酸钠中的任意一种。
4.如权利要求1所述的自愈合抗菌微胶囊的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述乙基纤维素：辣椒素：有机溶剂的比例为1：0.1~0.3：20 m/m/v，所述有机溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇中的任意一种。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S2-1中，所述阿拉伯树胶：去离子水的比例为1：100~200 m/v。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S2-2中，所述自
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述辣椒素改性乙基纤维素溶液A：乳液C的比例为2：5 v/v。
9.如权利要求1所述的自愈合抗菌微胶囊的应用，其特征在于：为如下1）至2）中的任意一种或多种：
...【技术特征摘要】
1.一种自愈合抗菌微胶囊，其特征在于：由芯材、壁材、以及外部吸附层组成；所述芯材为具有自愈合功能的自愈合剂，所述壁材为辣椒素改性乙基纤维素，所述外部吸附层为金属缓蚀剂；所述芯材封装在壁材当中，所述外部吸附层均匀包覆在壁材的外部。
2.根据权利要求1所述的自愈合抗菌微胶囊，其特征在于：所述芯材为桐油、梓油、亚麻籽油、大豆油、橄榄油中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的自愈合抗菌微胶囊，其特征在于：所述金属缓蚀剂为8-羟基喹啉、单氟磷酸钠中的任意一种。
4.如权利要求1所述的自愈合抗菌微胶囊的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述乙基纤维素：辣椒素：有机溶剂的比例为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文成，程名，杨政险，卢林，黄杨明，黄小宇，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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