【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于涂层，涉及一种基于有机电荷转移共晶的分级自预警涂层及其制备方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、由于海洋工程与装备长期服役于复杂多变的海洋环境中，其使用的金属结构材料面临严重的腐蚀问题，已成为影响安全、稳定和可靠服役的最重要因素。聚合物涂层技术是海洋工程与装备最经济有效的防腐蚀手段，例如，中国专利202211597473.5公开的一种纳米锌铝聚合物涂层，总厚度为30-80μm，主体结构包括底层及其上设置的中间层和面层，底层为渗锌层，通过电镀、化学镀或热渗工艺制备，初始厚度为20-50μm，经喷砂减薄粗化后的最终厚度为10-15μm；中间层为锌铝层，首先，通过球磨工艺对金属粉颗粒细化，然后，通过热烧结工艺制备厚度为10-50μm的锌铝层，铝的质量占比为5-50％，锌铝粉的尺寸为1-100nm；面层为封闭层，通过烘干工艺或烧结工艺制备，厚度为10-15μm。然而聚合物会因为在固化成膜过程中的溶剂挥发，以及在使用过程中受到的应力、机械冲击和环境因素影响，使涂层内部和表面不可避免地产生微孔和微裂纹等缺陷，腐蚀介质藉由缺陷逐渐侵入涂层内部，到达金属基材表面，引发局部腐蚀。此外，受涂层颜色和缺陷尺寸等因素影响，金属基材表面的早期腐蚀损伤往往不易察觉，得不到及时有效的控制，使得腐蚀程度不断加重。当肉眼可观察到锈迹、蚀坑等腐蚀现象时，此时的腐蚀已经造成了破坏。调研发现，聚合物涂层早期损伤检测不及时是导致海洋工程与装备发生严重腐蚀故障和产生高额维修费用的主要诱因。
2、自然界中生物体对损伤的自我预警现象为涂
3、微胶囊具有独特的性能和广泛的应用前景，已经在各行各业取得了发展和应用。相比于其他的微胶囊化方法，原位聚合法制备脲醛树脂微胶囊工艺简单，原料易得且经济，制得的微胶囊具有良好的物理化学性能可以满足多方面的要求。例如，中国专利202010223553.9公开的一种涂层修复剂脲醛树脂微胶囊的制备方法，包括以下步骤：(1)在反应器中加入水和乳化剂，搅拌；(2)向反应器中加入尿素、氯化铵、耐水助剂、消泡剂；(3)用酸调节ph值至3-4，开始搅拌；(4)向反应器中滴加修复剂，滴加完毕后继续搅拌；(5)向反应器中滴加甲醇，升温进行反应；(6)将反应器冷却至室温，将反应器中的混合物倒入分液漏斗，静置，分层；(7)取分液漏斗分层的上层，用去离子水和有机溶剂分别洗涤，抽滤；(8)干燥，即成。
4、有机电荷转移共晶是指在供受体之间存在π-π作用，氢键，卤素键和范德华力等非共价键相互作用的有机共晶，具有合成方法简单绿色、产率高和稳定性高的优点，且可以有效调控材料的光物理性质，已经成为新型有机光功能材料的研究热点。此外，有机电荷转移共晶相比于其他自预警指示剂的优势还在于：稳定性良好、反应迅速、光色可变和光色变化明显。
5、因此，研发设计一种分级自预警涂层及其制备方法，将有机电荷转移共晶作为自预警指示剂，将其封装于微胶囊掺杂到有机涂层中，对金属基底的损伤和腐蚀进行及时响应和预警。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种分级自预警涂层及其制备方法和应用，对涂层的微裂纹损伤状况进行及时预警，对受损程度进行有效预警。
2、为了实现上述目的，本专利技术涉及的分级自预警涂层的底层由负载电荷受体a和电荷给体d1的脲醛微胶囊与聚氨酯树脂组成，表层由负载电荷受体a和电荷给体d2的脲醛微胶囊与聚氨酯树脂组成，其中，电荷受体a包括1，2，4，5-四氰基苯，电荷给体d1和d2包括1，10-
3、菲罗啉、菲和菲啶中的一种。
4、本专利技术涉及的负载电荷受体a、电荷给体d1和电荷给体d2的脲醛微胶囊分别记为微胶囊a、b和c，微胶囊a、b和c中电荷受体a、电荷给体d1和电荷给体d2的质量分数均为0.5-5％；
5、三种微胶囊在聚氨酯树脂中的质量分数均为1-10％，直径均为10-100μm，芯材与壁材的质量比均为1-10：1；
6、底层微胶囊a与微胶囊b的质量比和表层微胶囊a与微胶囊c的质量比均为1：2-2：1。
7、本专利技术涉及的分级自预警涂层制备方法具体包括以下步骤：
8、s1、配制混合溶液
9、将尿素、间苯二酚和氯化铵按照10：1：1的质量比同时溶于水中，得到混合水溶液；
10、将混合水溶液与2.5wt％的聚乙烯马来酸酐共聚物水溶液按照3-5：1的体积比混合，调节ph值至3.5，加入2ml正辛醇，搅拌混匀，得到混合溶液；
11、其中，尿素与水的比例为1g：40ml；
12、s2、化合物溶解
13、将电子受体a、电子给体d1和电子给体d2分别溶于乙酸乙酯中，得到电子受体a溶液、电子给体d1溶液和电子给体d2溶液；
14、其中，电子受体a、电子给体d1和电子给体d2与乙酸乙酯的比例均为17.8mg：1ml；
15、s3、制备微胶囊
16、室温下，将电子受体a溶液、电子给体d1溶液和电子给体d2溶液分别加入混合溶液中，搅拌30min，使其乳化，逐滴滴加甲醛水溶液，升温至50℃，搅拌反应5h，停止加热，冷却至室温，经抽滤、洗涤和干燥分别得到微胶囊a、b和c；
17、其中，甲醛与尿素的摩尔比为1：1；
18、s4、涂层混合
19、将质量比为1：2-2：1的微胶囊a和b掺杂于聚氨酯树脂中，作为底层，微胶囊a和b在聚氨酯树脂中的质量分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分级自预警涂层，由底层和表层组成，其特征在于，底层由负载电荷受体A和电荷给体D1的脲醛微胶囊与聚氨酯树脂组成，表层由负载电荷受体A和电荷给体D2的脲醛微胶囊与聚氨酯树脂组成。
2.根据权利要求1所述的一种分级自预警涂层，其特征在于，负载电荷受体A、电荷给体D1和电荷给体D2的脲醛微胶囊分别记为微胶囊A、B和C，微胶囊A、B和C中电荷受体A、电荷给体D1和电荷给体D2的质量分数均为0.5-5％。
3.根据权利要求1所述的一种分级自预警涂层，其特征在于，三种微胶囊在聚氨酯树脂中的质量分数均为1-10％，直径均为10-100μm，芯材与壁材的质量比均为1-10：1。
4.根据权利要求2所述的一种分级自预警涂层，其特征在于，底层微胶囊A与微胶囊B的质量比和表层微胶囊A与微胶囊C的质量比均为1：2-2：1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种分级自预警涂层，其特征在于，电荷受体A包括1，2，4，5-四氰基苯，电荷给体D1和D2包括1，10-菲罗啉、菲和菲啶中的一种。
6.一种分级自预警涂层制备方法，其特征在于，步骤如
7.根据权利要求4所述的一种分级自预警涂层制备方法，其特征在于，步骤S1中：
8.根据权利要求3所述的一种分级自预警涂层制备方法，其特征在于，步骤S2中：
9.根据权利要求8所述的一种分级自预警涂层制备方法，其特征在于，步骤S3中：甲醛与尿素的摩尔比为1：1。
10.根据权利要求8或9所述的一种分级自预警涂层制备方法，其特征在于，步骤S4中：
...【技术特征摘要】
1.一种分级自预警涂层，由底层和表层组成，其特征在于，底层由负载电荷受体a和电荷给体d1的脲醛微胶囊与聚氨酯树脂组成，表层由负载电荷受体a和电荷给体d2的脲醛微胶囊与聚氨酯树脂组成。
2.根据权利要求1所述的一种分级自预警涂层，其特征在于，负载电荷受体a、电荷给体d1和电荷给体d2的脲醛微胶囊分别记为微胶囊a、b和c，微胶囊a、b和c中电荷受体a、电荷给体d1和电荷给体d2的质量分数均为0.5-5％。
3.根据权利要求1所述的一种分级自预警涂层，其特征在于，三种微胶囊在聚氨酯树脂中的质量分数均为1-10％，直径均为10-100μm，芯材与壁材的质量比均为1-10：1。
4.根据权利要求2所述的一种分级自预警涂层，其特征在于，底层微胶囊a与微胶囊b的质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：张广龙，陈鑫，齐月璇，邱峥辉，孙智勇，王利，郑纪勇，张金伟，
申请(专利权)人：洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：
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