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随着社会发展和科学技术的进步,针对特定使用环境和应用对象的高性能涂料的研究开发已成为人们的重要关注点。目前,在涂料领域,一种具有自修复效应的特殊功能涂料愈来愈受到人们的广泛重视,并成为该领域的研究热点。
本论文旨在采用原位聚合法制备一种具有自修复功能的微胶囊,通过将所制备微胶囊以功能性组分添加到涂料体系中,从而赋予涂料特殊功能效果-自修复功能。当涂层出现损伤时,微胶囊经破裂释放出里面包埋的修复剂,该修复剂通过毛细作用渗流到受损部位,然后与固态膜中预先分散的催化剂接触发生反应,生成交联网络结构,从而修复受损的部位。
基于环氧树脂的结构特征及所提供的较低收缩率和优异附着力特性,它是作为微胶囊囊芯材料的首选成份,同时,为了提高微胶囊在破裂后修复剂的渗流作用和润湿效果,特别选用双酚F环氧树脂为修复剂的主体材料。有鉴于此,本研究首先在选定的双酚F环氧树脂基础上,用KH-550对其进行改性,从而制备出作为微胶囊的囊芯材料-修复剂。测定了改性后的双酚F环氧树脂的基本物性,并对其进行了FIR红外表征,结果表明:KH-550有效改性了双酚F环氧树脂,且提供了包括收缩率、粘度、附着力等方面在内的良好物理机械性能表现;考虑作为微胶囊的囊壁材料需要足够的强度支持,我们选用了聚脲甲醛作为囊壁材料的主体成份,采用原位聚合方法,包裹改性环氧树脂制得微胶囊。探讨了工艺条件对微胶囊形态、粒径和物性参数等的影响,红外光谱同时表征了其结构,优化结果表明:原位聚合的最佳合成工艺条件为:转速为300rpm,DBS乳化剂用量为1.0%,原料比为0.8:1。
将制备的微胶囊应用于设计的涂料配方体系中,空白对比实验表明:添加包埋有修复剂的微胶囊涂层在被破坏后,因能及时对受损部位进行修复,表现出较好的耐腐蚀效果。