CN114410190A - 一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料、制备方法及涂层 - Google Patents

一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料、制备方法及涂层 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料、制备方法及涂层,属于化工材料技术领域。所述涂层材料中的填料为一种双功能微胶囊,其具有核壳结构,芯材为液态的异佛尔酮二异氰酸酯,壳材为纳米二氧化铈改性聚脲醛树脂。所述涂层材料制备方法工艺简单,反应条件温和,将其涂覆在金属材质基体上固化反应后得到一种自修复防腐蚀涂层。所述涂层机械性能优越,附着力可达3.36Mpa,冲击强度可达50Kg.cm,柔韧性为1mm;自修复和防腐蚀性能优异,涂层在质量分数为3.5%的NaCl水溶液中浸泡60天后低频阻抗值为7.05×109Ohm.cm2,浸泡90天无起泡、脱落和锈蚀,施工性能良好,具有实际应用价值和前景。

Description

一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料、制备方法及涂层
技术领域
本发明涉及一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料、制备方法及涂层,属于化工材料技术领域。
背景技术
目前,涂层仍然是金属防腐蚀领域最常用、最有效的技术手段之一。随着工业、经济和社会的迅速发展,腐蚀问题日益受到关注,对于高性能防腐蚀涂料的需求也越来越迫切。然而,在防腐蚀涂料的使用过程中发现,涂层往往易发生服役性能不佳或早期失效,无法达到预期的防护效果。研究发现,尽管大部分涂料在实验室条件下表现出非常优异的性能,但在实际应用过程中由于受到外部机械力和涂层内应力的作用,可能会产生肉眼难以观察到的微观裂缝,使涂层的阻隔性能受到极大损伤。而环境中的腐蚀性介质,例如水,氧气,氯离子等,则可以通过这些微观缺陷,快速渗透到达涂层/金属界面,进而诱发基底金属的腐蚀。因此,迫切需要研制开发一种具有自修复功能的涂料,能够针对涂层应用过程中出现的微观缺陷进行及时修复,提高涂层服役阶段的防腐蚀性能,确保涂料的防腐蚀使用效能。
近年来,自修复涂料技术得到了快速发展,按机理主要分为三种类型:即利用超分子聚合物分子内/间相互作用力实现的本征自修复,利用埋植修复剂固化实现的被动自修复和利用缓蚀剂钝化成膜的主动自修复。其中,微胶囊型自修复防腐蚀涂料技术发展得最为成熟。目前,埋植单一修复功能的微胶囊防腐蚀涂料已经得到较为系统的研究,并取得一定范围的应用。MA等报道了一种自修复异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)微胶囊的合成方法(MaA,Lmc A,Mgt A,et al.Autonomous self-healing in epoxy coatings provided byhigh efficiency isophorone diisocyanate(IPDI)microcapsules for protection ofcarbon steel-ScienceDirect[J].Progress in Organic Coatings,139.),所述方法将尿素、氯化铵、间苯二酚和十二烷基苯磺酸钠分散在水溶液中,再加入异佛尔酮二异氰酸酯形成水包油微乳,最后加入甲醛水溶液,得到一种核壳结构的自修复微胶囊。液态的IPDI为芯材,固态的聚脲醛为外壳,将所述核壳结构胶囊加入环氧涂层中,当涂层受到损伤时胶囊外壳破裂,液态的芯材异佛尔酮二异氰酸酯流出能够修复破损涂层,起到自修复的效果。但是,所述自修复微胶囊只具有单一的自修复功能,修复时间较长,一般需要12h以上,涂层下金属在修复过程中无法得到有效保护,基底金属也容易在此期间发生腐蚀而丧失最佳修复时机。为此,基于单一修复机理和具有单一功能的微胶囊已无法满足自修复涂料技术的应用和发展需要,迫切需要研制开发基于多功能微胶囊的自修复防腐蚀涂层材料。
发明内容
针对现有单一功能的微胶囊型自修复防腐蚀涂料存在的修复功能单一、修复效果不佳的问题,本发明的目的之一在于提供一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,所述涂层材料的填料为一种双功能微胶囊,所述微胶囊具有核壳结构,芯材为液态的异佛尔酮二异氰酸酯,壳材为纳米二氧化铈改性的聚脲醛树脂。本发明的目的之二在于提供一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料的制备方法。
本发明的目的之三在于提供一种自修复防腐蚀涂层。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,所述涂层材料是由甲组份和乙组份组成的一种双组份型涂层材料;其中,甲组份与乙组份的质量比为(6.5~7.5):1;
所述甲组份的组成成分以及各成分的重量份数如下:
Figure BDA0003495063650000021
其中,所述填料为一种双功能微胶囊,所述微胶囊具有核壳结构,芯材为液态的异佛尔酮二异氰酸酯,壳材为纳米二氧化铈改性的聚脲醛树脂;所述双功能微胶囊由如下重量份原料组分组成:
Figure BDA0003495063650000031
所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种。
所述双功能微胶囊的制备方法步骤如下:
(1)将乳化剂和纳米二氧化铈在水中分散均匀,得到乳化剂分散液;
优选的,分散转速为1000r/min。
(2)将尿素、间苯二酚、氯化铵和异佛尔酮二异氰酸酯依次加入到步骤(1)所得乳化剂分散液中,调节乳化剂分散液的pH至3~4,加入甲醛水溶液,在50℃~60℃反应3~4小时。
(3)将步骤(2)反应后产物进行固液分离,干燥固体沉淀物中残余溶剂,得到本发明所述的一种双功能微胶囊。
优选的,固液分离方式为真空抽滤。
所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合溶液,优选二甲苯和正丁醇的质量比为(4~6):1。
所述消泡剂为德谦化学消泡剂6800、德谦化学消泡剂6600和毕克化学消泡剂BYK-066中的一种以上。
所述分散剂为毕克化学分散剂BYK-163。
所述流平剂为毕克化学流平剂BYK-301。
优选的,所述环氧树脂为环氧树脂E-20、环氧树脂E-44和环氧树脂E-51中的一种以上。
所述乙组分为脂肪族多元胺类固化剂;优选所述乙组分为乙二胺和二亚乙基三胺中的至少一种。
一种本发明所述双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料的制备方法,所述方法步骤如下:
(1)将环氧树脂加入到溶剂中,分散至环氧树脂完全溶解,混合均匀得到混合浆料;
优选的,分散转速为600r/min。
(2)将填料加入到步骤(1)得到的混合浆料中,加入消泡剂、分散剂和流平剂,以2000r/min~3000r/min转速分散均匀,得到甲组份;
(3)将甲组份和乙组分混合均匀,得到所述双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料。
一种自修复防腐蚀涂层,所述涂层为将本发明所述双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料涂覆在金属材质基体上,固化反应后得到。
有益效果
1.本发明提供了一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,所述涂层材料中的填料为一种双功能微胶囊,所述双功能微胶囊具有核壳结构,以具有修复作用的液态的异佛尔酮二异氰酸酯为芯材,纳米二氧化铈、尿素、间苯二酚、氯化铵和甲醛水溶液反应生成的固态的二氧化铈改性的聚脲醛作为保护性壳材;该壳材一方面可以保护内部的异佛尔酮二异氰酸酯,防止其提前失活;另一方面,表面的纳米二氧化铈可释放出铈离子,使得涂层下的金属发生化学钝化,在异佛尔酮二异氰酸酯固化填补缝隙完成修复之前为涂层下的金属提供腐蚀防护,从而抑制金属在涂层修复阶段发生腐蚀,所述涂层材料具有自修复和防腐蚀双功能。
2.本发明提供了一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,所述涂层材料中除双功能微胶囊填料为浅黄色外,其余组分均为无色,且填料添加量较低,使漆膜具有浅的表观颜色,便于对涂层下金属的腐蚀情况进行目视检查。
3.本发明提供了一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料的制备方法,所述涂层材料制备方法工艺简单,原料易得,反应条件温和;其中具有核壳结构的双功能微胶囊可通过将尿素、间苯二酚、氯化铵和异佛尔酮二异氰酸酯依次加入乳化剂分散液中一步合成,制备方法简单,产物结构稳定。4.本发明提供了一种自修复防腐蚀涂层,所述涂层为将本发明所述双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料涂覆在金属材质基体上,固化反应后得到;涂层中的双功能微胶囊填料可以有效地填充到涂层的微小缺陷中,增强涂层的物理阻隔性能;一方面,当涂层由于外部环境作用产生微观裂痕时,裂痕附近的微胶囊由于应力作用破裂,释放出异佛尔酮二异氰酸酯与渗透到涂层中的水反应固化成膜,从而填补微观裂痕,达到自修复的效果;另一方面,微胶囊表面包裹着一层纳米二氧化铈,二氧化铈表面吸附的铈离子能够在基底金属表面发生化学钝化,从而增强涂层的耐腐蚀性能。所述涂层机械性能优越,附着力可达3.36Mpa,冲击强度可达50Kg.cm,柔韧性为1mm;自修复性能良好,涂层在质量分数为3.5%的NaCl水溶液中浸泡60天后的低频阻抗值(|Z|0.01Hz,60d)为7.05×109Ohm.cm2;防腐蚀性能优异,涂层在质量分数为3.5%的NaCl水溶液中浸泡90d不起泡、不脱落、无锈蚀等现象。
附图说明
图1为实施例1制备得到的双功能微胶囊的扫描电子显微镜(SEM)图片。
图2为异佛尔酮二异氰酸酯(pureIPDI)、聚脲醛树脂(PUF resin)和实施例1中制备得到的双功能微胶囊(bifunctional MCs)的傅立叶变换红外光谱(FTIR)图谱。
图3为纳米二氧化铈(CeO2)、聚脲醛树脂(PUF resin)和实施例1中制备得到的双功能微胶囊(bifunctional MCs)的X射线衍射(XRD)图谱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。所述方法如无特别说明均为常规方法,所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
以下对比例和实施例中:
高速分散机:广州标格达实验室仪器用品有限公司,BGD 740/1。
以下对比例和实施例进行如下测试:
(1)外观及颜色:依据GB/T 9761-2008,采用目视比色测试。
(2)干燥时间:依据GB/T 1728-1979采用漆膜干燥时间测量仪测试。
(3)附着力:依据GB/T5210-2006,采用广州标格达实验室仪器用品有限公司BGD500数显拉开发测试仪测试。
将所述涂层材料刷涂到四块Sa2.5级喷砂钢板上,固化后在所述钢板上所形成的涂层的厚度均为120μm左右,通过使用双组分粘合剂(3M Scotch-Weld Acrylic Low OdorAdhesive)将直径为20mm的锭子胶合在所述涂层的表面上,24h后,所述粘合剂完全固化,以垂直于所述涂层表面1MPa/s的速度拉出锭子,直到所述涂层与所述钢板分离。
(4)冲击强度:依据GB/T 1732-1993,采用广州标格达实验室仪器用品有限公司BGD304漆膜冲击器测试。
(5)柔韧性:依据GB/T 1731-1993,采用广州标格达实验室仪器用品有限公司BGD560漆膜柔韧性测试仪测试。
(6)防腐蚀性能:将涂层材料刷涂到碳钢样板长×宽×厚度为150mm×70mm×0.8mm的BGD 2318--喷砂钢板上,固化后形成120μm的涂层,对所述涂层参照GB/T10834-2008进行防腐性能测试,观察和对比涂层表观变化。
(7)电化学阻抗谱(EIS)测试:参照ASTM G3-2014,采用电化学工作站测试,通过对比涂层在质量分数为3.5%的NaCl水溶液中浸泡1天的低频阻抗值(|Z|0.01,1d)与60天后的低频阻抗值(|Z|0.01Hz,60d),评价涂层的自修复性能。
对比例1
一种环氧树脂涂层材料,所述涂层材料是由混合浆料和乙二胺组成的双组份型涂层材料,所述涂层材料的制备方法步骤如下:
(1)将35重量份的环氧树脂E-20置于分散罐中,加入35重量份的溶剂,溶剂为二甲苯与正丁醇质量比为4:1的混合溶剂,在600r/min的转速下分散至环氧树脂E-20完全溶解,混合均匀;
(2)再加入1.5重量份的德谦化学消泡剂6800、1.5重量份的毕克化学分散剂BYK-163和1.5重量份的毕克化学流平剂BYK-301制备得到混合浆料,将混合浆料和乙二胺按照质量比为6.5:1混合,得到一种纯环氧树脂涂层材料。
对比例2
一种复合涂层材料,所述涂层材料是由混合浆料和乙二胺组成的双组份型涂层材料,所述涂层材料的制备方法步骤如下:
(1)将30重量份的环氧树脂E-20置于分散罐中,加入25重量份的溶剂,溶剂为二甲苯与正丁醇质量比为6:1的混合溶剂,在600r/min的转速下分散至环氧树脂E-20完全溶解,混合均匀;
(2)再加入3重量份的聚脲醛树脂粉末、1.5重量份的德谦化学消泡剂6800、1.5重量份的毕克化学分散剂BYK-163和1.5重量份的毕克化学流平剂BYK-301、在2000r/min的转速下分散得到混合浆料;
(3)将混合浆料和乙二胺按照质量比为6.5:1混合均匀,得到一种复合涂层材料。
实施例1
一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,所述涂层材料是由甲组份和乙组份组成的双组份型涂层材料,所述涂层材料的制备方法步骤如下:
(1)将30重量份的E-20置于分散罐中,加入25重量份的溶剂,溶剂为二甲苯与正丁醇质量比为6:1的混合溶剂,在400r/min的转速下分散至环氧树脂E-20完全溶解,混合均匀;
(2)再加入1.5重量份的德谦化学消泡剂6800、1.5重量份的分散剂BYK163、1.5重量份的流平剂BYK-301和3重量份的双功能微胶囊,在2000r/min的转速下分散均匀,得到混合浆料,即为甲组份;
(3)将甲组份和乙二胺按照质量比为6.5:1混合均匀后,得到本发明所述一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料。所述双功能微胶囊具有核壳结构,芯材为液态的异佛尔酮二异氰酸酯,壳材为纳米二氧化铈改性的聚脲醛树脂,制备方法步骤如下:
一种本实施例所述双功能微胶囊的制备方法,所述方法步骤如下:
(1)将0.5份十二烷基苯磺酸钠和0.5份纳米二氧化铈以1000r/min在水中分散均匀,得到乳化剂分散液;
(2)将5份尿素、0.5份间苯二酚、0.5份氯化铵和11份异佛尔酮二异氰酸酯依次加入到步骤(1)所得乳化剂分散液中,调节乳化剂分散液的pH至3,加入5份甲醛,在50℃反应4小时。
(3)真空抽滤,干燥固体沉淀物中残余溶剂,得到本实施例所述双功能微胶囊。
利用扫描电子显微镜(SEM)对实施例1制备得到的双功能微胶囊进行表征,结果如图1所示,产物呈现规则的中空球状。
利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对异佛尔酮二异氰酸酯(pureIPDI)、聚脲醛树脂(PUF resin)和实施例1制备得到的双功能微胶囊(bifunctional MCs)进行测试表征,结果如图2所示,双功能微胶囊(bifunctional MCs)的FTIR曲线在2245cm-1处出现了异佛尔酮二异氰酸酯的特征峰,在1640cm-1和1544cm-1处出现了聚脲醛的特征峰。
利用X射线衍射(XRD)对纳米二氧化铈(cerium oxide)、聚脲醛树脂(PUF resin)和实施例1中制备得到的双功能微胶囊(bifunctional MCs)进行测试表征,结果如图3所示,双功能微胶囊(bifunctional MCs)的XRD曲线在16°<2θ<26°范围内出现了聚脲醛的特征峰,在20°<2θ<80°范围内出现了(111)、(200)、(220)、(311)、(222)、(400)、(331)和(420)二氧化铈的特征晶面。
以上微观测试结果说明本实施例所述双功能微胶囊具有核壳结构,芯材是液态的异佛尔酮二异氰酸酯,壳材是固态的二氧化铈改性聚脲醛树脂,异佛尔酮二异氰酸酯被成功包覆在二氧化铈改性聚脲醛外壳中。
实施例2
一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,所述涂层材料是由甲组份和乙组份组成的双组份型涂层材料,所述涂层材料的制备方法步骤如下:
(1)将40重量份的环氧树脂E-44置于分散罐中,加入35重量份的溶剂,溶剂为二甲苯与正丁醇质量比为4:1的混合溶剂,在600r/min的转速下分散至环氧树脂E-44完全溶解,混合均匀;
(2)再加入2重量份的德谦化学消泡剂6600、2重量份的分散剂BYK-163、2重量份的流平剂BYK-301和4重量份的双功能微胶囊,在3000rpm/min的转速下分散均匀,得到混合浆料,即为甲组份;
(3)将甲组份和二亚乙基三胺按照质量比为7.5:1混合均匀后,得到本发明所述的一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料。
所述双功能微胶囊具有核壳结构,芯材为液态的异佛尔酮二异氰酸酯,壳材为纳米二氧化铈改性的聚脲醛树脂,制备方法步骤如下:
(1)将1份十二烷基磺酸钠和1份纳米二氧化铈以1000r/min在水中分散均匀,得到乳化剂分散液;
(2)将6份尿素、1份间苯二酚、1份氯化铵和12份异佛尔酮二异氰酸酯依次加入到步骤(1)所得乳化剂分散液中,调节乳化剂分散液的pH至4,加入6份甲醛,在60℃反应3小时。
(3)真空抽滤,干燥固体沉淀物中残余溶剂,得到本实施例所述双功能微胶囊。
利用扫描电子显微镜(SEM)对实施例2制备得到的双功能微胶囊进行表征,产物呈现规则的中空球状。
利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)异佛尔酮二异氰酸酯(pureIPDI)、聚脲醛树脂(PUF resin)和对实施例2制备得到的双功能微胶囊(bifunctional MCs)进行测试表征,结果与实施例1相类似,双功能微胶囊(bifunctional MCs)的FTIR曲线在2245cm-1处出现了异佛尔酮二异氰酸酯的特征峰,在1640cm-1和1544cm-1处出现了聚脲醛的特征峰。
利用X射线衍射(XRD)对纳米二氧化铈(cerium oxide)、聚脲醛树脂(PUF resin)和实施例2中制备得到的双功能微胶囊(bifunctional MCs)进行测试表征,结果与实施例1相类似,双功能微胶囊(bifunctional MCs)的XRD曲线在16°<2θ<26°范围内出现了聚脲醛的特征峰(发明人反馈:峰宽,所以图上不明显,但是图上存在峰),在20°<2θ<80°范围内出现了(111)、(200)、(220)、(311)、(222)、(400)、(331)和(420)二氧化铈的特征晶面。
以上微观测试结果说明本实施例所述双功能微胶囊具有核壳结构,芯材是液态的异佛尔酮二异氰酸酯,壳材是固态的二氧化铈改性聚脲醛树脂,异佛尔酮二异氰酸酯被成功包覆在二氧化铈改性聚脲醛外壳中。
对以上对比例1、对比例2、实施例1和实施例2所制备得到的涂层材料进行如下性能测试,结果如表1所示:
表1对比例1、2和实施例1、2制备得到的涂层性能测试结果
Figure BDA0003495063650000091
Figure BDA0003495063650000101
测试结果可以看出,对比例1未在环氧树脂中添加填料,对比例2在环氧树脂中添加填料为聚脲醛树脂粉末,实施例1和2在环氧树脂中添加填料为本发明所述双功能微胶囊,由于环氧树脂中未添加填料或填料添加量较少,环氧树脂固化过程中固固化收缩产生的内应力会使得涂层内部存在一定数量的微观缺陷。涂层的防腐蚀性能测试结果表明,实施例1和实施例2的涂层得到了修复,其防腐蚀性能得到显著提升,具体表现为|Z|0.01Hz,60d经修复后提高1个数量级,90d浸泡后涂层不起泡、不脱落、无锈蚀。综合性能测试结果表明,实施例1和实施例2制备的双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料具有优异的力学性能、防腐蚀性能和自修复性能,施工性能良好,具有实际应用价值和应用前景。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,其特征在于:所述涂层材料是由甲组份和乙组份组成的一种双组份型涂层材料;其中,甲组份与乙组份的质量比为(6.5~7.5):1;
所述甲组份的组成成分以及各成分的重量份数如下:
Figure FDA0003495063640000011
其中,所述填料为一种双功能微胶囊,所述微胶囊具有核壳结构,芯材为液态的异佛尔酮二异氰酸酯,壳材为纳米二氧化铈改性的聚脲醛树脂;所述双功能微胶囊由如下重量份原料组分组成:
Figure FDA0003495063640000012
所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种;
所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合溶液;
所述消泡剂为德谦化学消泡剂6800、德谦化学消泡剂6600和毕克化学消泡剂BYK-066中的一种以上;
所述分散剂为毕克化学分散剂BYK-163;
所述流平剂为毕克化学流平剂BYK-301;
所述乙组分为脂肪族多元胺类固化剂。
2.根据权利要求1所述一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,其特征在于:所述双功能微胶囊的制备方法步骤如下:
(1)将乳化剂和纳米二氧化铈在水中分散均匀,得到乳化剂分散液;
(2)将尿素、间苯二酚、氯化铵和异佛尔酮二异氰酸酯依次加入到乳化剂分散液中,调节乳化剂分散液的pH至3~4,加入甲醛水溶液,在50℃~60℃反应3~4小时;
(3)将反应后产物进行固液分离,干燥固体沉淀物中残余溶剂,得一种双功能微胶囊。
3.根据权利要求2所述一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,其特征在于:所述分散转速为1000r/min;所述固液分离方式为真空抽滤。
4.根据权利要求1或2所述一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,其特征在于:所述环氧树脂为环氧树脂E-20、环氧树脂E-44和环氧树脂E-51中的一种以上。
5.根据权利要求1或2所述一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,其特征在于:所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合溶液,二甲苯和正丁醇的质量比为(4~6):1。
6.根据权利要求1或2所述一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,其特征在于:所述乙组分为乙二胺和二亚乙基三胺中的至少一种。
7.根据权利要求2所述一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料,其特征在于:所述环氧树脂为环氧树脂E-20、环氧树脂E-44和环氧树脂E-51中的一种以上;所述溶剂为二甲苯和正丁醇的混合溶液,二甲苯和正丁醇的质量比为(4~6):1;:所述乙组分为乙二胺和二亚乙基三胺中的至少一种;所述分散转速为1000r/min;所述固液分离方式为真空抽滤。
8.一种如权利要求1~7中任意一项所述双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料的制备方法,其特征在于:所述方法步骤如下:
(1)将环氧树脂加入到溶剂中,分散至环氧树脂完全溶解,混合均匀得到混合浆料;
(2)将填料加入混合浆料中,依次加入消泡剂、分散剂和流平剂,以2000r/min~3000r/min转速分散均匀,得到甲组份;
(3)将甲组份和乙组分混合均匀,得到一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料。
9.根据权利要求8所述一种双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料的制备方法,其特征在于:所述分散转速为600r/min。
10.一种自修复防腐蚀涂层,其特征在于:所述涂层为将权利要求1~7中任意一项所述双功能微胶囊自修复防腐蚀涂层材料涂覆在金属材质基体上,固化反应后得到。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115651479A (zh) * 2022-10-19 2023-01-31 武汉材料保护研究所有限公司 二氧化铈容器掺杂改性的水性环氧防腐涂料的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102702838A (zh) * 2012-06-28 2012-10-03 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 微裂纹自修复微胶囊及其制备方法
CN111925681A (zh) * 2020-08-11 2020-11-13 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种防腐防污一体化自修复微胶囊及其制备方法
CN113083175A (zh) * 2021-04-07 2021-07-09 信和新材料(苏州)有限公司 一种防腐涂料用缓蚀剂@二氧化铈微胶囊的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102702838A (zh) * 2012-06-28 2012-10-03 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 微裂纹自修复微胶囊及其制备方法
CN111925681A (zh) * 2020-08-11 2020-11-13 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种防腐防污一体化自修复微胶囊及其制备方法
CN113083175A (zh) * 2021-04-07 2021-07-09 信和新材料(苏州)有限公司 一种防腐涂料用缓蚀剂@二氧化铈微胶囊的制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115651479A (zh) * 2022-10-19 2023-01-31 武汉材料保护研究所有限公司 二氧化铈容器掺杂改性的水性环氧防腐涂料的制备方法
CN115651479B (zh) * 2022-10-19 2024-01-23 中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司 二氧化铈容器掺杂改性的水性环氧防腐涂料的制备方法

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