一种含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料的制备及应用，属于涂料技术 领域。
【背景技术】
[0002] 自修复环氧粉末涂料是由自修复材料与传统的环氧粉末涂料相结合的一种具有 自修复功能的表面涂料。自修复环氧粉末涂料使材料能够实现自修复，但与此同时不会影 响原有的操作流程，也不会影响材料表面效果。易于操作、反应平稳、工艺条件易于控制、表 面效果好且环保等特点使它广泛的应用于金属和木质材料的表面喷涂。
[0003] 传统的粉末涂料不能在没有外界条件的辅助下进行自我恢复，所以当涂层表面产 生微裂纹时，传统粉末材料会慢慢积累最终导致外观发生形变。而自修复涂料表面产生微 小裂纹时，材料内部的纳米级微胶囊会逐步释放并与催化剂结合使裂纹重新黏结，可以从 根本上愈合或防止裂纹产生，最终实现涂料性能的恢复。在不影响材料表面美观与光泽的 同时，延长了涂料的使用寿命，减少了后期不必要的成本维护。
[0004] 目前，粉末涂料的技术正在不断完善，并广泛的应用在机械外壳、家电、家具领域。 环氧树脂粉末涂料的使用总量也在逐年上涨。而一般的粉末涂料美观、环保，所以被应用于 装饰涂料，但涂层在损坏后重新涂刷修复会增加一定的经济成本，为了降低修复成本，延长 环氧粉末涂料的使用寿命，于是我们想到研究一种含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料，用 于材料表面微小裂纹的修复，从而节约经济成本，其制备方法具有十分重要的意义和应用 价值。
【发明内容】
[0005] 本发明目的是，提出一种含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料的制备，将自修复微 胶囊与粉末涂料共混后通过静电喷涂和高温固化工艺制备使用。
[0006] 本发明的技术方案是：将自修复微胶囊与粉末涂料共混后通过静电喷涂和高温固 化工艺制备；含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料，由以下重量份的成分构成：
[0007] 微裂纹自修复胶囊 5~15份；
[0008]Grubbs催化剂 2~4份；
[0009] 环氧粉末或/与聚酯树脂 51~57份；
[0010] 自修复微胶囊的囊壁为：尿素和37%的甲醛溶液以物质的量之比为0. 5~0. 6 :1 的比例制备的脲醛树脂，囊芯为二聚环戊二烯。
[0011] 将自修复微胶囊与环氧粉末涂料共混后通过静电喷涂和高温固化工艺应用：尤其 是100KV静电条件喷涂，在150°C~180°C下高温固化。
[0012] 可增加各类添加剂剂 34~38份。
[0013] 其中纳米级微胶囊颗粒其有较好的修复效果。
[0014] 所述的含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料及其制备方法，包括以下步骤：
[0015] (1)自修复微胶囊的制备：在搅拌环境下将尿素溶于2. 5%乙烯马来酸酐EMA溶 液中，待尿素全部溶解后，加入适量氯化铵和间苯二酚；用盐酸和氢氧化钠调节反应体系 pH= 4~5,再加入二聚环戊二烯，待稳定形成乳液后，最后加入37 %甲醛溶液，尿素和 37%的甲醛溶液以物质的量之比为0. 5~0. 6 :1 ;上述体系加热至55±8°C反应3~6h;冷 却至室温，抽滤洗涤，自然风干；用筛子筛取备用；
[0016] ⑵粉末涂料的重量份配比：
[0017] 环氧树脂： 250~400份；
[0018] 聚酯树脂： 250~400份；
[0019] 其它添加剂：
[0020] 钛白粉： 20(广250份 沉淀硫酸钡：120~160份； 流平剂： KT15份； 光亮剂: 5~15份; 安息香： 5~15份； 蜡粉： 2、份；
[0021] (3)静电喷涂：将制备好的微胶囊与粉末涂料混合均匀用于静电喷涂，在160°C~ 180°C下高温固化。
[0022] 步骤（1)中控制搅拌速度300~600r/min，以获得粒径范围在180nm~300nm的 纳米级微胶囊。
[0023] 步骤（2)中，需要将粉末混合均匀，然后对之进行加热挤出，以消除水对粉末涂料 的影响，然后再经过粉碎机进行粉碎，用筛子筛选留下400目以下的粉末，加入自修复微胶 囊和催化剂与之混合均匀，在静电条件下喷涂，在150°C~180°C下高温固化。
[0024] 步骤（1)，反应体系处于密封条件下进行反应制备。
[0025] 微胶囊与树脂混合后制备自恢复性涂料，其中微胶囊的质量含量为5wt%~ 15wt%〇
[0026] 所述树脂为环氧树脂和聚酯树脂混合，二者重量比为30-70:70-30。制备自修复微 胶囊需控制搅拌速度为300~600r/min，以获得粒径范围在180nm~300nm的纳米级微胶 囊。
[0027] 含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料需要将配比好的粉末混合均匀，加热挤出，以 消除水对粉末涂料的影响，然后进行粉碎，用筛子筛选留下400目以下的粉末，加入自修复 微胶囊和催化剂混合均匀，在静电条件下喷涂，在150°C~180°C下高温固化。
[0028] 微胶囊与树脂混合后制备自恢复性涂料，其中微胶囊的质量含量为5wt%~ 15wt% 〇
[0029] 本发明一种含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料，所述树脂为环氧树脂或/和聚酯 树脂。其中不饱和聚酯种类众多可选性也大大增加。
[0030]本发明一种含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料，在修复过程中，需要额外添加催 化剂，当涂层发生裂纹时，微胶囊破裂，二聚环戊二烯会迅速渗入，遇到Grubbs催化剂作用 产生聚合交联，以达到修复的目的。抑制了涂层产生裂纹后导致的涂层破损、剥离等失效形 式的扩大。
[0031] 本发明采用原位聚合法的基本原理，来合成自修复微胶囊，并将其按照一定功能 配比制成粉末涂料。其中不饱和聚酯的种类众多，可选性也大大增加。本发明的修复机理 是裂纹产生诱导微胶囊的自修复发生，减少了人工检测的繁琐工作。涂层内有裂纹萌生和 生长、涂层受外力挤压变形、有微裂纹能促使修复微胶囊的囊壁破裂，智能防腐涂层中的修 复剂可以从囊内流出，填充裂纹。
[0032] 在一般的条件下环境下，本发明粉末涂料储存稳定，可用于机械外壳，家具表面的 防护。
[0033] 有益效果：本发明采用自修复型微胶囊与环氧树脂相结合，显著改善了传统环氧 类涂料破坏后不能自修复的现状，将自修复微胶囊与粉末涂料共混后通过静电喷涂和高温 固化工艺制备使用具有更好的效果。因此本发明提供了更好的用于