摘要
目前，建材腐蚀退化给国内外各行业经济造成巨大损失。防腐涂料在长期服役过程中因外界环境、物理损伤等因素，导致涂层内部密度不均，形成微孔以及裂纹缝隙，钢材与涂层产生剥离造成界面腐蚀，从而降低其防护性能，影响建材的使用期限、增加维护成本、造成严重环境污染，导致前功尽弃。传统的防护涂层无法克服和解决建筑钢材等腐蚀严重问题。自修复技术作为新兴技术，应用于传统防腐涂料成为目前主要研究方向之一。新模式下的涂层将微胶囊掺入其中，当基体产生裂缝延伸至微胶囊时，外壳破裂，修复剂流入裂缝面修复裂纹，达到自修复效果。本文主要研究内容如下： 首先，以三聚氰胺-脲醛树脂为壁材，以桐油、羊毛脂为芯材，选用原位聚合法制备具有良好修复效果的微胶囊。通过系统优化乳化时间、乳化转速、芯璧比等参数，得出合成自修复微胶囊的最佳工艺。利用光学显微镜、电子扫描仪、热重分析仪等表征仪器，研究微胶囊表面形貌、粒径分布、囊壁厚度、热稳定性和包覆性情况。当乳化时间10min，转速1800rpm，芯璧比1:1时，微胶囊呈囊性较好、表面形貌规则、外壁致密、粒径分布均匀、热性能稳定。 其次，通过实验所得的最佳工艺参数进行有限元分析，模拟单个微胶囊受力情况，在上下两块刚性板挤压下，应力主要集中在二者接触区域，形变位移为20μm，微胶囊应力达到9.946MPa时，两端出现破裂。单个微胶囊最大破裂强度符合工程实际要求，微胶囊强度跟随基体开裂而破裂，进而证明微胶囊最佳配方工艺符合实际要求。 最后，选用掺量为5wt.%、10wt.%、15wt.%和粒径均值为70μm、100μm、150μm的微胶囊，将其分散到丙烯酸、聚氨酯、环氧和富锌环氧四种涂料体系，制得微胶囊改性的复合涂层，并测试防锈性能、厚度、硬度和附着力性能，并量化老化性能和附着力等级。丙烯酸涂料的耐腐蚀性能和基本力学性能最优，与微胶囊适配性最佳。随着掺量和粒径的增大，复合涂层附着力逐渐下降。微胶囊改性丙烯酸复合涂层的防锈性能表现优秀，附着力良好。
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