【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工材料和金属防腐，特别涉及一种具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法及应用。
技术介绍
1、镁合金是目前最轻的工程材料，由于其高比强度和刚度、优异的阻尼和电磁屏蔽性能，广泛应用于汽车、电子通信和航空航天行业。不幸的是，镁合金的低标准电极电位和多孔氧化膜通常导致耐腐蚀性较差，不能满足不同应用场景的要求。与化学转化涂层、微电弧氧化涂层、电化学聚合、合金等传统防腐涂层技术相比，有机涂层具有优异的防腐性能和良好的界面附着力。但是，一个不可避免的缺点是，在固化过程中溶剂的蒸发可以在纯有机涂层中产生大量的微孔，如广泛使用的环氧树脂（ep）涂层，允许腐蚀性离子和水穿透金属和涂层的界面。因此，必须在ep涂层中添加合适的填料，以延长或防止电解扩散路径。
2、涂层防护作为物理屏蔽可以有效抑制金属基体表面腐蚀现象的发生，它是最有效的金属防腐蚀手段之一。然而，涂层在防腐过程中不可避免地会产生破损和开裂，造成防腐性能的下降。因此，需开发具有自行修复破损功能的智能涂层。自修复涂层可以通过光、电、热、磁等外界刺激，促使受损区域的涂层熔融而愈合损伤界面，该方法可以修复较大尺寸的表面损伤，有利于恢复涂层自身的物理化学性质和屏蔽作用。近年来，通过光照产热的新型自修复涂层受到了学者们的广泛关注。光热触发自修复具有以下显著的优点：(1)它可以远程激活、无损地愈合受损区域；(2)高度可控，可以立即开启/关闭；(3) 光可以聚焦在选定的区域，对完整的涂层没有明显干扰；(4)与传统的加热和化学刺激需要长时间相比，光热触发的愈合过程是超快的
3、离子液体（ionic liquids，ils）是完全由离子组成的液体，由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温下呈液态的有机盐，通常可称为室温离子液体。离子液体作为一种新型的极性溶剂，几乎没有蒸汽压、不可燃性、非挥发性、良好的化学稳定性和热稳定性、可循环利用及对环境友好，故称之为“绿色”化学溶剂，可以用来代替传统的易挥发有毒溶剂，已广泛应用于金属的腐蚀防护中。
4、聚己内酯（pcl）是目前最常用的热塑性试剂之一，具有可逆的塑性机制。一些研究使用pcl纤维或微球作为治疗剂，因为它们的整体有效性、可用性和低成本。此外，pcl微球可能作为载体，首次在制药领域得到展示，主要应用于药物传递系统，最近在自愈涂层领域，作为缓蚀剂的载体，为其提供额外的自愈能力。
5、目前，所开发的保护涂层一般只具有防腐功能，只有极少数涂层兼具自愈合等其他功能。总的来说，性能优异、功能多样的自愈合防腐涂层还极为匮乏。因此，在环氧涂层中加入特殊材料(比如，pda/pcl@il微球)以提升镁合金的整体性能，赋予镁合金其他新的功能，势必是未来自愈合防腐涂层发展的重要方向之一。
技术实现思路
1、基于此，针对如何提高镁合金腐蚀防护功能的技术问题，本专利技术提供了一种具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层（也称为ep/pda/pcl@il自愈合防腐涂层），该自愈合防腐涂层不仅能够极大地提高镁合金的耐蚀性，同时还兼具光热自愈合新功能。
2、本专利技术的另一目的在于提供上述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法及其在金属腐蚀光热自愈合中的应用。
3、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、一种具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其包括如下步骤：
5、1）制备pcl@il微球
6、采用双乳液(w1/o/w2)溶剂蒸发法制备了pcl@il微球，具体为：将离子液体[hmim][c12h25so4]（il）溶解于聚乙烯醇（pva）溶液中，然后与聚己内酯（pcl）的二氯甲烷溶液混合，搅拌反应10~14 h，固液分离，制得pcl@il微球；
7、2）制备pda/pcl@il微球
8、将pcl@il微球浸泡在多巴胺（pda）的tris-hcl溶液中，并在30~40 ℃下搅拌反应10~14 h，固液分离，得到pda/pcl@il微球；
9、3）制备ep/pda/pcl@il复合涂层
10、将pda/pcl@il微球通过超声均匀分散在丙酮中，然后加入双酚a二缩水甘油醚（dgeba）、新戊二醇二缩水甘油醚（ngde），混匀，旋蒸除去丙酮，加入固化剂，分散均匀，涂覆在镁合金表面，固化，即得具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层。
11、具体的，步骤1）中，所述聚己内酯与离子液体[hmim][c12h25so4]的质量比可以为(0.4~0.6) : (0.04~0.06)，进一步优选为(9~12): 1。
12、具体的，步骤2）中，所述多巴胺与pcl@il微球的质量比为(0.1~0.3) : (0.05~0.15)。
13、进一步的，步骤2）中，多巴胺的tris-hcl溶液浓度为(1.5~2.5) g/l。
14、具体的，步骤3）中，所述双酚a二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、固化剂的质量比为(1.5~2) : (0.9~1.1) : (1.1~1.2)。
15、进一步的，步骤3）中，pda/pcl@il微球的添加量为双酚a二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚与固化剂质量总和的5%~15%。步骤3）中，所述固化剂为聚醚胺固化剂d230，在45~55 ℃的温度下固化12~24 h。所述环氧树脂制备时，选用双酚a二缩水甘油醚dgeba、新戊二醇二缩水甘油醚ngde等。
16、本专利技术提供了采用上述制备方法制备所得的具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层。
17、本专利技术还提供了上述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层在金属腐蚀光热自愈合中的应用，尤其是在镁合金腐蚀光热自愈合中的应用。
18、应用于镁合金时，镁合金需要进行预处理，包括但不限于打磨、清洗、干燥等。
19、上述的应用，具体的，可以利用1~2 w/cm2的近红外激光照射涂层的受损区域，4~6min内涂层逐渐熔融并愈合损伤界面。
20、和现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
21、本专利技术提供了聚己内酯包裹离子液体（pcl@il）的制备方法，还提供了聚多巴胺沉积在聚己内酯包裹离子液体微球表面（pda/pcl@il）的制备方法，将上述得到的pda/pcl@il作为填料加入到涂层中，得到具有光热响应的自愈合涂层。通过本专利技术提供的方法制备的自愈合防腐涂层不仅极大地提高了镁合金的耐蚀性，还同时赋予涂层自愈合的功能。一旦涂层遭到侵蚀，通过光照可以激发沉积在聚己内酯微球表面的聚多巴胺的光热效应，将光转化为热量，加速离子液体的释放以及聚己内酯微球的融化快速修复涂层的损伤区域，实现涂层的自愈合功能。本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述聚己内酯与离子液体[Hmim][C12H25SO4]的质量比为(9~12):1。
3.如权利要求1所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述多巴胺与PCL@IL微球的质量比为(0.1~0.3):(0.05~0.15)。
4.如权利要求3所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，步骤2）中，多巴胺的Tris-HCl溶液浓度为1.5~2.5 g/L。
5.如权利要求3所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述双酚A二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、固化剂的质量比为(1.5-2):(0.9-1.1):(1.1-1.2)。
6.如权利要求3所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，步骤3）中，PDA/PCL@IL微球的添加量为双酚A
7.如权利要求3所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述固化剂为聚醚胺固化剂D230，在45~55 ℃的温度下固化12~24 h。
8.采用权利要求1至7任一所述制备方法制备所得的具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层。
9.权利要求8所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层在金属腐蚀光热自愈合中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，利用1~2 W/cm2的近红外激光照射涂层的受损区域，4~6 min内涂层逐渐熔融并愈合损伤界面。
...【技术特征摘要】
1.一种具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述聚己内酯与离子液体[hmim][c12h25so4]的质量比为(9~12):1。
3.如权利要求1所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述多巴胺与pcl@il微球的质量比为(0.1~0.3):(0.05~0.15)。
4.如权利要求3所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，步骤2）中，多巴胺的tris-hcl溶液浓度为1.5~2.5 g/l。
5.如权利要求3所述具有光热响应纳米容器的自愈合防腐涂层的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述双酚a二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、固化剂的质量比为(1....
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