一種含有微膠囊的自修復環氧粉末涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種含有微膠囊的自修復環氧粉末涂料的制備及應用，屬于涂料技術 領域。
【背景技術】
[0002] 自修復環氧粉末涂料是由自修復材料與傳統的環氧粉末涂料相結合的一種具有 自修復功能的表面涂料。自修復環氧粉末涂料使材料能夠實現自修復，但與此同時不會影 響原有的操作流程，也不會影響材料表面效果。易于操作、反應平穩、工藝條件易于控制、表 面效果好且環保等特點使它廣泛的應用于金屬和木質材料的表面噴涂。
[0003] 傳統的粉末涂料不能在沒有外界條件的輔助下進行自我恢復，所以當涂層表面產 生微裂紋時，傳統粉末材料會慢慢積累最終導致外觀發生形變。而自修復涂料表面產生微 小裂紋時，材料內部的納米級微膠囊會逐步釋放并與催化劑結合使裂紋重新黏結，可以從 根本上愈合或防止裂紋產生，最終實現涂料性能的恢復。在不影響材料表面美觀與光澤的 同時，延長了涂料的使用壽命，減少了后期不必要的成本維護。
[0004] 目前，粉末涂料的技術正在不斷完善，并廣泛的應用在機械外殼、家電、家具領域。 環氧樹脂粉末涂料的使用總量也在逐年上漲。而一般的粉末涂料美觀、環保，所以被應用于 裝飾涂料，但涂層在損壞后重新涂刷修復會增加一定的經濟成本，為了降低修復成本，延長 環氧粉末涂料的使用壽命，于是我們想到研究一種含有微膠囊的自修復環氧粉末涂料，用 于材料表面微小裂紋的修復，從而節約經濟成本，其制備方法具有十分重要的意義和應用 價值。
【發明內容】
[0005] 本發明目的是，提出一種含有微膠囊的自修復環氧粉末涂料的制備，將自修復微 膠囊與粉末涂料共混后通過靜電噴涂和高溫固化工藝制備使用。
[0006] 本發明的技術方案是：將自修復微膠囊與粉末涂料共混后通過靜電噴涂和高溫固 化工藝制備；含有微膠囊的自修復環氧粉末涂料，由以下重量份的成分構成：
[0007] 微裂紋自修復膠囊 5~15份；
[0008]Grubbs催化劑 2~4份；
[0009] 環氧粉末或/與聚酯樹脂 51~57份；
[0010] 自修復微膠囊的囊壁為：尿素和37%的甲醛溶液以物質的量之比為0. 5~0. 6 :1 的比例制備的脲醛樹脂，囊芯為二聚環戊二烯。
[0011] 將自修復微膠囊與環氧粉末涂料共混后通過靜電噴涂和高溫固化工藝應用：尤其 是100KV靜電條件噴涂，在150°C~180°C下高溫固化。
[0012] 可增加各類添加劑劑 34~38份。
[0013] 其中納米級微膠囊顆粒其有較好的修復效果。
[0014] 所述的含有微膠囊的自修復環氧粉末涂料及其制備方法，包括以下步驟：
[0015] (1)自修復微膠囊的制備：在攪拌環境下將尿素溶于2. 5%乙烯馬來酸酐EMA溶 液中，待尿素全部溶解后，加入適量氯化銨和間苯二酚；用鹽酸和氫氧化鈉調節反應體系 pH= 4~5,再加入二聚環戊二烯，待穩定形成乳液后，最后加入37 %甲醛溶液，尿素和 37%的甲醛溶液以物質的量之比為0. 5~0. 6 :1 ;上述體系加熱至55±8°C反應3~6h;冷 卻至室溫，抽濾洗滌，自然風干；用篩子篩取備用；
[0016] ⑵粉末涂料的重量份配比：
[0017] 環氧樹脂： 250~400份；
[0018] 聚酯樹脂： 250~400份；
[0019] 其它添加劑：
[0020] 鈦白粉： 20(廣250份 沉淀硫酸鋇：120~160份； 流平劑： KT15份； 光亮劑: 5~15份; 安息香： 5~15份； 蠟粉： 2、份；
[0021] (3)靜電噴涂：將制備好的微膠囊與粉末涂料混合均勻用于靜電噴涂，在160°C~ 180°C下高溫固化。
[0022] 步驟（1)中控制攪拌速度300~600r/min，以獲得粒徑范圍在180nm~300nm的 納米級微膠囊。
[0023] 步驟（2)中，需要將粉末混合均勻，然后對之進行加熱擠出，以消除水對粉末涂料 的影響，然后再經過粉碎機進行粉碎，用篩子篩選留下400目以下的粉末，加入自修復微膠 囊和催化劑與之混合均勻，在靜電條件下噴涂，在150°C~180°C下高溫固化。
[0024] 步驟（1)，反應體系處于密封條件下進行反應制備。
[0025] 微膠囊與樹脂混合后制備自恢復性涂料，其中微膠囊的質量含量為5wt%~ 15wt%〇
[0026] 所述樹脂為環氧樹脂和聚酯樹脂混合，二者重量比為30-70:70-30。制備自修復微 膠囊需控制攪拌速度為300~600r/min，以獲得粒徑范圍在180nm~300nm的納米級微膠 囊。
[0027] 含有微膠囊的自修復環氧粉末涂料需要將配比好的粉末混合均勻，加熱擠出，以 消除水對粉末涂料的影響，然后進行粉碎，用篩子篩選留下400目以下的粉末，加入自修復 微膠囊和催化劑混合均勻，在靜電條件下噴涂，在150°C~180°C下高溫固化。
[0028] 微膠囊與樹脂混合后制備自恢復性涂料，其中微膠囊的質量含量為5wt%~ 15wt% 〇
[0029] 本發明一種含有微膠囊的自修復環氧粉末涂料，所述樹脂為環氧樹脂或/和聚酯 樹脂。其中不飽和聚酯種類眾多可選性也大大增加。
[0030]本發明一種含有微膠囊的自修復環氧粉末涂料，在修復過程中，需要額外添加催 化劑，當涂層發生裂紋時，微膠囊破裂，二聚環戊二烯會迅速滲入，遇到Grubbs催化劑作用 產生聚合交聯，以達到修復的目的。抑制了涂層產生裂紋后導致的涂層破損、剝離等失效形 式的擴大。
[0031] 本發明采用原位聚合法的基本原理，來合成自修復微膠囊，并將其按照一定功能 配比制成粉末涂料。其中不飽和聚酯的種類眾多，可選性也大大增加。本發明的修復機理 是裂紋產生誘導微膠囊的自修復發生，減少了人工檢測的繁瑣工作。涂層內有裂紋萌生和 生長、涂層受外力擠壓變形、有微裂紋能促使修復微膠囊的囊壁破裂，智能防腐涂層中的修 復劑可以從囊內流出，填充裂紋。
[0032] 在一般的條件下環境下，本發明粉末涂料儲存穩定，可用于機械外殼，家具表面的 防護。
[0033] 有益效果：本發明采用自修復型微膠囊與環氧樹脂相結合，顯著改善了傳統環氧 類涂料破壞后不能自修復的現狀，將自修復微膠囊與粉末涂料共混后通過靜電噴涂和高溫 固化工藝制備使用具有更好的效果。因此本發明提供了更好的用于