一种基于微流控技术的光敏自修复微胶囊及其制备方法技术

技术编号：44967233 阅读：4 留言：0更新日期：2025-04-12 01:39

本发明专利技术公开了一种基于微流控技术的光敏自修复微胶囊及其制备方法，包括将阿拉伯树胶(GA)和双亲性TiO<subgt;2</subgt;作为连续相；脂环族光敏树脂作为芯材，与甲苯‑2,4‑二异氰酸酯(TDI)预聚体混合作为分散相；基于微流控技术收集水包油(O/W)乳液，通过调节两相流速准确控制液滴大小；在乳液中加入1，4丁二醇(BDO)与TDI预聚体反应生成聚氨酯外壳，同时加入Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;@SiO<subgt;2</subgt;纳米颗粒使微胶囊具有磁靶向功能，减少团聚，最终得到粒径均一可控、具有自修复功能的光敏微胶囊。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微胶囊自修复材料，具体涉及到一种基于微流控技术的光敏自修复微胶囊及其制备方法。

技术介绍

1、环氧树脂是制造高压开关、变压器、电机、发电机等电力设备中不可或缺的绝缘材料。但在面对高机械应力和高电场时，可能会出现微小的表面划痕或裂纹，以及内部的放电损伤。可能对材料的整体性能和安全性产生重大影响。

2、微胶囊是一种包含有活性物质的核心和保护性的外壳的智能材料。因其独特的封装特性，在材料的自修复中被广泛应用。其主要原理是：在材料固化前，将微胶囊与材料进行混合嵌入，当外界出现刺激，微胶囊外壳受到破坏流出内部的修复剂填满裂缝，发生聚合反应，修复裂缝，从而减少了经济损失，延长了材料的使用寿命。而目前微胶囊的制备过程中，必不可少的一步为形成乳化液滴，现主要通过机械搅拌的方式形成水包油体系，这种方式得到的液滴可控性差，形成的液滴大小直接决定了微胶囊的大小，影响微胶囊的性质与后续的材料修复与聚合反应。因此，有必要针对乳化液滴的可控性开展研究，能够提高微胶囊的修复能力，降低经济损失，具有重大的工程意义。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。

3、因此，本专利技术的目的是，克服

4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：

5、去离子水、阿拉伯树胶、双亲性n-tio2按照10:0.8～0.85:0.2～0.25的质量比搅拌均匀，得到水相；

6、甲苯-2,4-二异氰酸酯预聚体、油性溶剂氯苯、脂环族光敏树脂按照0.2～0.25:0.1:1的质量比搅拌均匀，得到油相；

7、在pdms基微流控芯片的注入口通入水相和油相，水相通过两个连续相注入口等量注入，油相通过分散相注入口注入，调节油相的流速为20～25μl/min，水相与油相的流速比为22～25:1，得到o/w乳液；

8、fe3o4@sio2磁性纳米颗粒加入o/w乳液中，分散处理后加入1,4-丁二醇，水浴加热搅拌，最后进行干燥得到微胶囊；

9、其中，所述n-tio2为氮掺杂的二氧化钛；所述1,4-丁二醇的添加量为o/w乳液的10～12wt％。

10、作为本专利技术所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法的一种优选方案，其中：所述水相的搅拌速度为500～600r/min，所述水相的搅拌时间为2～2.5h。

11、作为本专利技术所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法的一种优选方案，其中：所述油相的搅拌速度为400～500r/min，所述油相的搅拌时间为1.5～2h。

12、作为本专利技术所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法的一种优选方案，其中：所述fe3o4@sio2磁性纳米颗粒的制备方法包括，

13、将三氯化铁、二水合柠檬酸三钠和乙二醇搅拌均匀，加入乙酸钠，并进行加热，冷却后收集fe2o3磁性纳米颗粒；

14、将fe2o3磁性纳米颗粒与浓氨水、无水乙醇混合均匀后油浴加热，随后加入正硅酸四乙酯搅拌均匀，最终制备得到的fe3o4@sio2磁性纳米颗粒；

15、其中，所述三氯化铁、二水合柠檬酸三钠、乙二醇和乙酸钠的质量比为1～1.5:2～2.2:10:2；所述加热的温度为100～110℃，时间为2～3h；所述fe2o3磁性纳米颗粒、浓氨水、无水乙醇、正硅酸四乙酯的质量比为1～1.5:2～2.5:10:1～1.5；所述油浴加热的温度为90～100℃，时间为3～4h。

16、作为本专利技术所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法的一种优选方案，其中：所述氮掺杂的二氧化钛的制备方法包括，

17、钛酸丁酯与无水乙醇搅拌均匀后，加入硝酸并调节溶液的ph值，然后加入氨水得到分散液，烘干、研磨后得到氮掺杂的二氧化钛粉末。

18、其中，所述钛酸丁酯、无水乙醇与氨水的质量比为2:7～8:1；所述搅拌的时间为1～1.5h；所调节溶液的ph值为2～2.5；所述烘干温度为100～110℃；烘干时间为5～6h。

19、作为本专利技术所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法的一种优选方案，其中：所述fe3o4@sio2磁性纳米颗粒的添加量为0.2～0.5g。

20、作为本专利技术所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法的一种优选方案，其中：所述水浴加热的温度为55～60℃。

21、作为本专利技术所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法的一种优选方案，其中：所述水浴加热的时间为1～1.5h。

22、本专利技术的另一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于微流控技术的光敏自修复微胶囊制备方法制备得到的光敏自修复微胶囊。

23、本专利技术的再一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种基于微流控技术的光敏自修复微胶囊在修复环氧树脂材料中的应用。

24、本专利技术有益效果：

25、基于微控流技术搭建的微流控实验平台，通过调整两相流速，寻找出效果最优液滴粒径，研制出一种尺寸均匀、可控的光敏微胶囊，将光敏微胶囊与环氧树脂进行复合，环氧树脂出现损伤时，可利用强光照射使其对损伤进行无接触修复。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：所述水相的搅拌速度为500～600r/min，所述水相的搅拌时间为2～2.5h。

3.如权利要求1所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：所述油相的搅拌速度为400～500r/min，所述油相的搅拌时间为1.5～2h。

4.如权利要求1所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：所述Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的制备方法包括，

5.如权利要求1所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：所述氮掺杂的二氧化钛的制备方法包括，

6.如权利要求1所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：所述Fe3O4@SiO2磁性纳米颗粒的添加量为0.2～0.5g。

7.如权利要求1所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：所述水浴加热的温度为55～60℃。

8.如权利要

9.如权利要求1～8任一所述的制备方法制备得到的一种基于微流控技术的光敏自修复微胶囊。

10.如权利要求9所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊在修复环氧树脂材料中的应用。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：所述水相的搅拌速度为500～600r/min，所述水相的搅拌时间为2～2.5h。

3.如权利要求1所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：所述油相的搅拌速度为400～500r/min，所述油相的搅拌时间为1.5～2h。

4.如权利要求1所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在于：所述fe3o4@sio2磁性纳米颗粒的制备方法包括，

5.如权利要求1所述的基于微流控技术的光敏自修复微胶囊的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹泽，赵科，王存超，高山，李洪涛，孙魄韬，司马文霞，杨景刚，胡成博，赵磊，高文杰，丁飞，宗小红，陈炳豪，徐佳萌，唐文旭，李玉杰，肖焓艳，庄添鑫，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人