一种自修复聚合物的制作方法

文档序号:3682909阅读:1280来源:国知局
一种自修复聚合物的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自修复聚合物,其特征在于:由可聚合树脂载体与含有乙烯基单体的胶囊构成:其中可聚合树脂载体由单体、引发剂和催化剂制备;单体、引发剂、催化剂和含有乙烯基单体的胶囊按以下重量百分数组成:单体79-90%,引发剂0.9-1.2%,催化剂3-7%,含有乙烯基单体的胶囊5-20%。本发明所述自修复聚合物具有高修复效率:本发明所公开的修复体系,在载体和修复剂之间发生化学作用,增加了修改材料的粘结能力。在室温下完成自修复:在进行自修复的过程中无需加热,室温下进行裂纹修复。环境友好,成本低,修复剂分布均匀。
【专利说明】一种自修复聚合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自修复聚合物。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展,具有轻质高强、耐腐蚀性和良好绝缘性能等特点的聚合物复合材料被广泛应用于航空、交通、建筑和体育用品中。然而,在材料的加工和使用过程中,受到外界条件的影响,材料的表面和内部不可避免地产生微裂纹和各类损伤。这些微裂纹导致材料的力学性能下降,缩短材料的使用期限,最终引发材料的整体破坏;在猝不及防的情况下,会产生极其恶劣的后果。在聚合物材料中,肉眼可见的分层和宏观裂纹可通过手工修复;而对于出现在材料内部的微损伤,检测困难,如果不及时修复,将可能造成重大安全事故。因此,研究聚合物材料的自修复、使其能自动修复微损伤部位,对维护材料的正常使用和延长材料寿命有重要意义,有利于聚合物材料更安全、广泛的应用。
[0003]目前,根据自修复的基体种类,可以分为热塑性材料的自修复和热固性材料的自修复。对于热固性材料的自修复,又分为有修复剂和无修复剂两种。在无修复剂的情况下修复热固性材料,主要是利用热可逆交联反应:在受到加热等外部刺激时,通过聚合物分子发生可逆的化学反应形成共价键。该法虽不用引入额外的修复剂、也无需进行特殊的表面处理,但要求材料分子本身具有能自我修复的机制,使得该修复方式应用的基体选择范围有限,而且尚无法实现室温下的自修复。

【发明内容】

[0004]为解决上述问题,本发明提供了一种室温自修复型的热塑性聚合物材料。
[0005]一种自修复聚合 物,由可聚合树脂载体与含有乙烯基单体的胶囊构成:其中可聚合树脂载体由单体、引发剂和催化剂制备;单体、引发剂、催化剂和含有乙烯基单体的胶囊按以下重量百分数组成:
单体79-90%,引发剂0.9-1.2%,催化剂3-7%,含有乙烯基单体的胶囊5_20%。
[0006]进一步的,所述可聚合树脂载体所用单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸金刚烷酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯中的一种或几种的混合物。
[0007]进一步的,所述引发剂为偶氮二异庚腈、氢过氧化对孟烷、过氧化十二酰中的一种或几种的混合物。
[0008]进一步的,所述催化剂由双硫代苯甲酸异丁腈酯、氯化亚铜以质量比4:6组成。
[0009]进一步的,胶囊壁为SiO2、石蜡和丁基橡胶按质量比7:2:1组成。
[0010]本发明的积极效果在于:具有高修复效率:本发明所公开的修复体系,在载体和修复剂之间发生化学作用,增加了修改材料的粘结能力。
[0011]在室温下完成自修复:在进行自修复的过程中无需加热,室温下进行裂纹修复。
[0012]环境友好,成本低,修复剂分布均匀。【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例详细说明本发明的技术方案,但保护范围并不受此限制。
[0014]实施例1
含有乙烯基单体微胶囊的制备:
将11.36g三聚氰胺和24.3g质量分数为37%的甲醛溶液及30毫升去离子水加入到三颈瓶中,在65°C、pH为8的条件下反应25分钟,得到三聚氰胺_甲醛预聚体溶液。自然冷却后,加入0.4 g十二烷基苯磺酸钠、0.12 g聚乙烯醇和41 g甲基丙烯酸缩水甘油酯,在转速400 rpm条件下乳化30分钟。用5%冰醋酸缓慢调节反应体系pH值至4.1左右,同时缓慢升温至65 °C,维持该反应温度3小时。反应液冷却至室温,水洗留下层产物,过滤。
[0015]实施例2
将25g甲基丙烯酸甲酯和1.055g乙酸乙酯,加入到通氮气的三口烧瓶中,使其充分溶解,然后继续通氮气,依次加入0.071g偶氮二异庚腈和0.0SOg双硫代苯甲酸异丁腈酯、氯化亚铜混合物,以400-600r/min的转速搅拌均匀,在27°C下反应3小时。取3g实施例1中制备的微胶囊,在室温下均匀分散到上述产物中,混合,脱气后室温固化72小时。
[0016]实施例3
将25g甲基丙烯酸甲酯和1.055g乙酸乙酯,加入到通氮气的三口烧瓶中,使其充分溶解,然后继续通氮气,依次加入0.085g苯乙烯和0.065g双硫代苯甲酸异丁腈酯、氯化亚铜混合物,以400-600r/min的转速搅拌均匀,在27°C下反应3小时。取3g实施例1中制备的微胶囊,在室温下均匀分散到上述产物中,混合,脱气后室温固化48小时。
【权利要求】
1.一种自修复聚合物,其特征在于:由可聚合树脂载体与含有乙烯基单体的胶囊构成:其中可聚合树脂载体由单体、引发剂和催化剂制备;单体、引发剂、催化剂和含有乙烯基单体的胶囊按以下重量百分数组成: 单体79-90%,引发剂0.9-1.2%,催化剂3-7%,含有乙烯基单体的胶囊5_20%。
2.根据权利要求1所述的一种自修复聚合物,其特征在于:所述可聚合树脂载体所用单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸金刚烷酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种自修复聚合物,其特征在于:所述引发剂为偶氮二异庚腈、氢过氧化对孟烷、过氧化十二酰中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种自修复聚合物,其特征在于:所述催化剂由双硫代苯甲酸异丁腈酯、氯化亚铜以质量比4:6组成。
5.根据权利要求1所述的一种自修复聚合物,其特征在于:胶囊壁为SiO2、石蜡和丁基橡胶按质量比7:2:1组成。`
【文档编号】C08F265/04GK103665696SQ201310555129
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】苏建丽 申请人:青岛文创科技有限公司
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