CN107446464A - 具有腐蚀检测与自修复功能的高分子涂层材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种具有腐蚀检测与自修复功能的高分子涂层材料及制备方法，该高分子涂层材料包含高分子树脂，以及负载在高分子微胶囊上的荧光检测试剂和自修复试剂，其中，所述荧光检测试剂及自修复试剂在高分子涂层中的质量浓度均不低于5ppm；该高分子微胶囊为多孔结构或空心结构高分子，作为优选，该高分子微胶囊为空心聚苯乙烯微球、多孔聚二乙烯苯微球或空心聚二乙烯苯/聚丙烯酸微球。本发明的环境响应性的双功能化智能高分子涂层可在腐蚀发生时及时对腐蚀做出响应，可有效的实现腐蚀的自我检测和自修复，从而延长金属基体的使用寿命。

Description

具有腐蚀检测与自修复功能的高分子涂层材料及制备方法

技术领域

本发明属于腐蚀检测及智能涂层技术领域，主要涉及一种可同时用于检测金属腐蚀及自修复功能的智能高分子涂层材料及其制备方法。

背景技术

腐蚀是指金属在周围介质作用下产生损耗与破坏的过程，据中国工程院重大咨询项目“我国腐蚀状况及控制战略研究”发布的调查结果显示，2014年我国腐蚀造成的损失总额超过2.1万亿元人民币，约占当年GDP的3.34％，这个数字超过了因地震、暴风、洪水等各种自然灾害所造成的经济损失的总和。因此，金属材料的腐蚀防护一直是十分重要的科学研究课题。高分子涂层材料在腐蚀防护领域应用十分广泛，但是传统的高分子涂层材料属一次性“被动型”防腐蚀材料，一旦涂层破裂失效，就不能继续发挥防腐蚀功能。近年来，为了克服材料的一次性使用限制，延长材料的使用寿命，人们开发出了智能自修复材料。实验表明自修复涂层可以阻止涂层缺陷引起的腐蚀，实现防腐材料功能的自修复。然而，即使是自修复防腐蚀涂层材料在应用过程中也具有一定的自修复次数与使用寿命，需要在涂层失效并引起腐蚀时，尽早发现腐蚀位点，并对失效涂层进行适当的人工修复。因此，发展腐蚀检测功能对完善自修复高分子涂层和延长金属材料使用寿命具有重要的科学意义。

腐蚀检测可使人们对腐蚀位点进行精准定位，从而以最小的代价对腐蚀位点进行人工修复。现有针对腐蚀的检测方法多种多样，多是通过利用光、声、热、磁、电等手段对金属腐蚀处的物理参数变化所作的反应对腐蚀进行检测。例如，射线无损检测技术可通过X射线、γ射线以及中子射线等对材料的缺陷进行检测，由于射线穿过待检测材料时，在缺陷处的射线强度与周围的强度不同，从而在射线胶片上的感光程度也存在差异，呈现出不连续的图像信息。然而这些腐蚀检测手段只有在腐蚀发生至一定程度时，才能实现对腐蚀的有效检测，而且腐蚀测试条件较为苛刻，检测结果极易受周围环境参数变动的影响，从而使腐蚀检测结果较易出现较大偏差。为了克服以上技术的缺点，发展了一些新型腐蚀检测技术。例如采用pH响应性酸碱指示剂，当腐蚀发生时，腐蚀位点处pH的变化会造成指示剂的颜色变化，从而指示腐蚀的发生。但是该技术只能应用于透明或无色的高分子涂层中，限制了其应用。荧光检测试剂成像不受背景颜色影响，而且其灵敏高效的发光特性使其在细胞成像、荧光标记、靶基因的确定等生物领域得到了广泛的应用，可原位地对金属腐蚀进行灵敏检测。但是，对于微纳尺度的腐蚀位点而言，即使能够检测出来，采用人工修复也是得不偿失的。因此，将自修复功能和腐蚀检测功能结合起来，弥补单一功能的不足，对腐蚀防护具有重要的科学研究意义和应用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种具有腐蚀检测与自修复双功能的高分子涂层材料及其制备方法，以解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种具有腐蚀检测与自修复功能的高分子涂层材料，其特征在于，所述高分子涂层材料包含高分子树脂荧光检测试剂和自修复试剂，其中，所述荧光检测试剂及自修复试剂在高分子涂层中的质量浓度均不低于5ppm。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种具有腐蚀检测与自修复功能的高分子涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将荧光检测试剂和自修复试剂溶解，然后加入高分子微胶囊，真空浸渍后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的高分子微胶囊；

步骤2，将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的高分子微胶囊复合至高分子树脂中，得到高分子涂层材料。

基于上述技术方案可知，本发明的高分子涂层材料及其制备方法具备如下有益效果：(1)腐蚀检测试剂可以对腐蚀位点进行指示，自修复试剂可以在腐蚀位点处阻止腐蚀的进一步发生；腐蚀检测功能和自修复功能相辅相成，可弥补各自功能的不足；(2)本发明采用具有pH响应性的检测试剂和自修复试剂加入到高分子涂层中，当金属部分区域发生腐蚀时，腐蚀造成的pH环境变化使荧光检测试剂和自修复试剂从高分子微胶囊中释放，荧光检测试剂可以对腐蚀位点进行荧光指示检测，而缓蚀剂可对腐蚀早期阶段微小的腐蚀位点进行自修复防腐，从而实现自检测功能和自修复功能的一体化；该环境响应性的双功能化智能高分子涂层可在腐蚀发生时及时对腐蚀做出响应，可有效的实现腐蚀的自我检测和自修复，从而延长金属基体的使用寿命。

附图说明

图1是涂有实施例1所提供的智能涂层的碳钢在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图；

图2是涂有实施例2所提供的智能涂层的铝在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图；

图3是涂有实施例3所提供的智能涂层的镁在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图；

图4是涂有实施例4所提供的智能涂层的铜在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图；

图5是涂有对比例1所提供的智能涂层的碳钢在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图；

图6是涂有对比例2所提供的复合环氧树脂涂层的碳钢在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图；

图7是涂有纯环氧树脂(左)和实施例1所提供的智能涂层(右)的碳钢在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的光学腐蚀对比图片；

图8是涂有纯环氧树脂(左)和实施例2所提供的智能涂层(右)的铝在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的光学腐蚀对比图片；

图9是涂有纯环氧树脂(左)和实施例3所提供的智能涂层(右)的镁在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的光学腐蚀对比图片；

图10是涂有纯环氧树脂(左)和实施例4所提供的智能涂层(右)的铜在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的光学腐蚀对比图片；

图11是涂有纯环氧树脂(左)和对比例2所提供的复合环氧树脂涂层(右)的碳钢在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的光学腐蚀对比图片；

具体实施方式

本发明公开了一种具有腐蚀检测与自修复功能的高分子涂层材料及其制备方法，其发明原理为：将pH响应性的检测试剂及缓蚀剂负载至高分子微胶囊中，然后均匀分散至高分子涂层中。当金属表面发生腐蚀时，腐蚀位点处pH的变化使检测试剂和缓蚀剂从高分子微胶囊中释放出来，发挥腐蚀检测和自修复双功能。当腐蚀发生时，腐蚀区域的pH值将升高，使荧光检测试剂和缓蚀剂从微胶囊中释放出来。荧光检测试剂可以对腐蚀位点进行荧光指示检测，而缓蚀剂可对腐蚀早期阶段微小的腐蚀位点进行自修复防腐。

本发明的具体技术方案如下：

本发明的具有腐蚀检测与自修复功能的高分子涂层材料，包含高分子树脂，以及封装在高分子微胶囊中的荧光检测试剂和自修复试剂，其中，荧光检测试剂或自修复试剂在高分子树脂中的质量浓度不低于5ppm。作为优选地，相对于高分子树脂的质量，荧光检测试剂的添加浓度为10～1000ppm，进一步优选为50-500ppm，再进一步优选为100-200ppm；自修复试剂的添加浓度为100～50000ppm，进一步优选为1000-20000ppm，再进一步优选为5000-10000ppm。

根据本发明所述的高分子涂层材料，其中所述荧光分子可以为香豆素、曙红、水杨酸、奎宁、2-萘酚、1-萘胺、2-萘胺、喹啉或2-羟基-3-萘甲酸；作为优选地，所述荧光分子为香豆素、曙红、2-萘酚、1-萘胺或2-萘胺。

根据本发明所述的高分子涂层材料，其中作为优选地，所述自修复试剂为苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑、8-羟基喹啉、甲基苯并三氮唑或聚天冬氨酸。

根据本发明所述的高分子涂层材料，其中作为优选地，所述高分子微胶囊为多孔结构或空心结构高分子。

根据本发明所述的高分子涂层材料，其中作为优选地，所述高分子树脂可以为环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂或者聚硅氧烷。

本发明的上述高分子涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将荧光检测试剂或自修复试剂溶解，然后加入高分子微胶囊，真空浸渍后干燥，得到负载了荧光检测试剂或自修复试剂的高分子微胶囊；

步骤2，将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的高分子微胶囊复合至高分子树脂中，得到高分子涂层材料。

本发明中起显色作用的成分是荧光检测试剂，起自修复防腐蚀作用的是自修复试剂，只需保证换算出的荧光检测试剂或自修复试剂含量在高分子涂层中的含量不低于5ppm，所以本发明对高分子微胶囊的用量不做限定，作为优选地，相对于高分子树脂的质量，添加高分子微胶囊的质量百分比在70wt％～99wt％。

作为优选地，在步骤1中，加入微胶囊之后真空浸渍0.5h以上，最优真空浸渍时间4～8h。

根据本发明所述的制备方法，步骤2中，所述的高分子微胶囊为多孔结构或空心结构高分子即可，本发明对其具体成分不做特别限定。作为优选地，高分子微胶囊可为空心聚苯乙烯微球、多孔聚二乙烯苯微球或空心聚二乙烯苯/聚丙烯酸微球。

根据本发明所述的制备方法，步骤2中，所述的“复合”即混合，是指单纯的物理混合至均匀。

根据本发明所述的制备方法，其中优选地，步骤1中溶解所用溶剂为水、甲醇、乙醇、乙腈、甲苯、异丙醇或丙酮。所述溶剂用量只要满足真空浸渍时间要求即可，本发明不做特别限定。

本发明的高分子涂层材料可以适用于各种金属及合金，例如包括但不限于钢、铝、镁、铜等合金。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

将荧光检测试剂香豆素和自修复试剂苯并三氮唑溶解，然后加入空心聚苯乙烯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球分散至环氧树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的环氧树脂涂层材料，其中荧光检测试剂香豆素的含量为100ppm，自修复试剂苯并三氮唑的含量为5000ppm。将该树脂涂至碳钢表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，用激光共聚焦检测碳钢表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯环氧树脂的碳钢同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。涂有智能涂层的碳钢在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图见图1，该图中在划痕处腐蚀的地方具有强烈的荧光指示。涂有智能涂层(右)和纯环氧树脂(左)的碳钢在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的光学腐蚀对比图片见图7。该图片显示智能涂层比纯环氧树脂涂层对碳钢具有更好的防腐蚀性能。

实施例2

将荧光检测试剂香豆素和自修复试剂苯并三氮唑溶解，然后加入空心聚苯乙烯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球分散至环氧树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的环氧树脂涂层材料，其中荧光检测试剂香豆素的含量为5ppm，自修复试剂苯并三氮唑的含量为5ppm。将该树脂涂至铝表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，用激光共聚焦检测铝表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯环氧树脂的铝同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。涂有智能涂层的铝在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图见图2，该图中在划痕处腐蚀的地方具有强烈的荧光指示。涂有智能涂层(右)和纯环氧树脂(左)的铝在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的光学腐蚀对比图片见图8。该图片显示智能涂层比纯环氧树脂涂层对铝具有更好的防腐蚀性能。

实施例3

将荧光检测试剂香豆素和自修复试剂苯并三氮唑溶解，然后加入空心聚苯乙烯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球分散至环氧树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的环氧树脂涂层材料，其中荧光检测试剂香豆素的含量为1000ppm，自修复试剂苯并三氮唑的含量为50000ppm。将该树脂涂至镁表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，用激光共聚焦检测镁表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯环氧树脂的镁同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。涂有智能涂层的镁在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图见图3，该图中在划痕处腐蚀的地方具有强烈的荧光指示。涂有智能涂层(右)和纯环氧树脂(左)的镁在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的光学腐蚀对比图片见图9。该图片显示智能涂层比纯环氧树脂涂层对镁具有更好的防腐蚀性能。

实施例4

将荧光检测试剂香豆素和自修复试剂苯并三氮唑溶解，然后加入空心聚苯乙烯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球分散至环氧树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的环氧树脂涂层材料，其中荧光检测试剂香豆素的含量为500ppm，自修复试剂苯并三氮唑的含量为20000ppm。将该树脂涂至铜表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，用激光共聚焦检测铜表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯环氧树脂的铜同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。涂有智能涂层的铜在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图见图4，该图中在划痕处腐蚀的地方具有强烈的荧光指示。涂有智能涂层(右)和纯环氧树脂(左)的铜在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的光学腐蚀对比图片见图10。该图片显示智能涂层比纯环氧树脂涂层对铜具有更好的防腐蚀性能。

对比例1

将荧光检测试剂喹啉和自修复试剂苯并三氮唑溶解，然后加入多孔聚二乙烯苯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的多孔聚二乙烯苯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的多孔聚二乙烯苯微球分散至环氧树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的环氧树脂涂层材料，其中荧光检测试剂喹啉的含量为200ppm，自修复试剂苯并三氮唑的含量为10000ppm。将该树脂涂至碳钢表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，用激光共聚焦检测碳钢表面的腐蚀。涂有智能涂层的碳钢在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图见图5，该图中在划痕处腐蚀的地方具有荧光指示，但是与实施例1-4相比，对腐蚀的指示效果差。

对比例2

将荧光检测试剂香豆素和自修复试剂苯并三氮唑溶解，然后直接分散至环氧树脂中，得到复合环氧树脂涂层材料，其中荧光检测试剂香豆素的含量为200ppm，自修复试剂苯并三氮唑的含量为10000ppm。将该树脂涂至碳钢表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，用激光共聚焦检测碳钢表面的腐蚀。同时将涂有该复合涂层和纯环氧树脂的碳钢同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。涂有该复合环氧树脂涂层的碳钢在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的激光共聚焦图见图6，该图中在划痕处腐蚀的地方极其周围均有荧光指示，专一性差。涂有该复合涂层(右)和纯环氧树脂(左)的碳钢在3.5％NaCl溶液中浸泡6h之后的光学腐蚀对比图片见图11。该图片显示复合涂层和纯环氧树脂涂层对碳钢的防腐蚀性能均差。

实施例5

将荧光检测试剂水杨酸和自修复试剂8-羟基喹啉溶解，然后加入空心聚二乙烯苯/聚丙烯酸微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚二乙烯苯/聚丙烯酸微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚二乙烯苯/聚丙烯酸微球分散至丙烯酸树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的丙烯酸树脂涂层材料，其中荧光检测试剂水杨酸的含量为100ppm，自修复试剂8-羟基喹啉的含量为5000ppm。将该树脂涂至铝合金表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，检测铝合金表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯丙烯酸树脂的铝合金同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。

实施例6

将荧光检测试剂奎宁和自修复试剂甲基苯并三氮唑溶解，然后加入空心聚苯乙烯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球分散至醇酸树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的醇酸树脂涂层材料，其中荧光检测试剂奎宁的含量为500ppm，自修复试剂甲基苯并三氮唑的含量为5000ppm。将该树脂涂至镁合金表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，检测镁合金表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯醇酸树脂的镁合金同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。

实施例7

将荧光检测试剂2-萘酚和自修复试剂聚天冬氨酸溶解，然后加入空心聚苯乙烯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球分散至酚醛树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的酚醛树脂涂层材料，其中荧光检测试剂2-萘酚的含量为200ppm，自修复试剂聚天冬氨酸的含量为10000ppm。将该树脂涂至碳钢表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，检测碳钢表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯酚醛树脂的碳钢同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。

实施例8

将荧光检测试剂1-萘胺和自修复试剂苯并三氮唑溶解，然后加入空心聚苯乙烯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球分散至聚硅氧烷中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的聚硅氧烷涂层材料，其中荧光检测试剂1-萘胺的含量为100ppm，自修复试剂苯并三氮唑的含量为5000ppm。将该树脂涂至碳钢表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，检测碳钢表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯聚硅氧烷的碳钢同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。

实施例9

将荧光检测试剂2-萘胺和自修复试剂苯并三氮唑溶解，然后加入空心聚苯乙烯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球分散至环氧树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的环氧树脂涂层材料，其中荧光检测试剂2-萘胺的含量为300ppm，自修复试剂苯并三氮唑的含量为5000ppm。将该树脂涂至碳钢表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，检测碳钢表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯环氧树脂的碳钢同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。

实施例10

将荧光检测试剂喹啉和自修复试剂2-巯基苯并噻唑溶解，然后加入空心聚苯乙烯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球分散至环氧树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的环氧树脂涂层材料，其中荧光检测试剂喹啉的含量为200ppm，自修复试剂2-巯基苯并噻唑的含量为20000ppm。将该树脂涂至碳钢表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，检测碳钢表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯环氧树脂的碳钢同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。

实施例11

将荧光检测试剂2-羟基-3-萘甲酸和自修复试剂8-羟基喹啉溶解，然后加入空心聚苯乙烯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的空心聚苯乙烯微球分散至环氧树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的环氧树脂涂层材料，其中荧光检测试剂2-羟基-3-萘甲酸的含量为200ppm，自修复试剂8-羟基喹啉的含量为5000ppm。将该树脂涂至碳钢表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，检测碳钢表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯环氧树脂的碳钢同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。

实施例12

将荧光检测试剂曙红和自修复试剂2-巯基苯并噻唑溶解，然后加入多孔聚二乙烯苯微球，真空浸渍一段时间后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的多孔聚二乙烯苯微球。将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的多孔聚二乙烯苯微球分散至聚氨酯树脂中，得到可对腐蚀进行自我检测和自修复的聚氨酯树脂涂层材料，其中荧光检测试剂曙红的含量为500ppm，自修复试剂2-巯基苯并噻唑的含量为2000ppm。将该树脂涂至铜合金表面固化，然后浸入3.5％NaCl溶液中，检测铜合金表面的腐蚀。同时将涂有智能涂层和纯聚氨酯树脂的铜合金同时浸入3.5％NaCl溶液中，比较其抗腐蚀性能。

上述实施例1-12及对比例1-2中所使用的荧光检测试剂、自修复试剂及高分子微胶囊的种类，以及各个实施例或对比例的荧光检测性能与抗腐蚀性能均列于表1。

表1

通过上表1可知，并不是所有的现有的荧光检测试剂和自修复试剂均适合本发明的应用场景，本发明通过大量的试验，精选出若干种荧光检测试剂和自修复试剂，并将其承载在空心微胶囊上，可以实现荧光检测试剂及时、准确地对腐蚀位点进行荧光指示检测，且自修复试剂对腐蚀早期阶段微小的腐蚀位点进行自修复防腐，有效的实现腐蚀的自我检测和自修复，从而延长金属基体的使用寿命。由于微胶囊上有pH响应性基团的存在，当金属部分区域发生腐蚀时，腐蚀造成的pH环境变化使荧光检测试剂和自修复试剂从高分子微胶囊中释放，从而发挥各自功能。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有腐蚀检测与自修复功能的高分子涂层材料，其特征在于，所述高分子涂层材料包含高分子树脂荧光检测试剂和自修复试剂，其中，所述荧光检测试剂及自修复试剂在高分子涂层中的质量浓度均不低于5ppm。

2.根据权利要求1所述的高分子涂层材料，其特征在于，所述荧光检测试剂为香豆素、曙红、水杨酸、奎宁、2-萘酚、1-萘胺、2-萘胺、喹啉或2-羟基-3-萘甲酸；作为优选地，所述荧光分子为香豆素、曙红、2-萘酚、1-萘胺或2-萘胺。

3.根据权利要求1所述的高分子涂层材料，其特征在于，所述自修复试剂为苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑、8-羟基喹啉、甲基苯并三氮唑或聚天冬氨酸。

4.根据权利要求1所述的高分子涂层材料，其特征在于，所述高分子微胶囊为多孔结构或空心结构高分子；

作为优选，所述高分子微胶囊为空心聚苯乙烯微球、多孔聚二乙烯苯微球或空心聚二乙烯苯/聚丙烯酸微球。

5.根据权利要求1所述的高分子涂层材料，其特征在于，所述高分子树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂或者聚硅氧烷中。

6.一种具有腐蚀检测与自修复功能的高分子涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将荧光检测试剂和自修复试剂溶解，然后加入高分子微胶囊，真空浸渍后干燥，得到负载了荧光检测试剂和自修复试剂的高分子微胶囊；

步骤2，将负载了荧光检测试剂和自修复试剂的高分子微胶囊复合至高分子树脂中，得到高分子涂层材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤1中溶解所用溶剂为水、甲醇、乙醇、乙腈、甲苯、异丙醇或丙酮。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述荧光检测试剂及自修复试剂在高分子涂层材料中的浓度不低于5ppm。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述荧光检测试剂为香豆素、曙红、水杨酸、奎宁、2-萘酚、1-萘胺、2-萘胺、喹啉或2-羟基-3-萘甲酸；作为优选地，所述荧光分子为香豆素、曙红、2-萘酚、1-萘胺或2-萘胺；

所述自修复试剂为苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑、8-羟基喹啉、甲基苯并三氮唑或聚天冬氨酸；

所述高分子微胶囊为多孔结构或空心结构高分子；

作为优选，所述高分子微胶囊为空心聚苯乙烯微球、多孔聚二乙烯苯微球或空心聚二乙烯苯/聚丙烯酸微球。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述高分子树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、酚醛树脂或者聚硅氧烷。