簡 介:
被人們廣泛應用的材料與制品的表面功能,大都要依靠涂料的作用。導電涂料、絕緣涂料、耐熱涂料、防腐涂料、防腐涂料、防污涂料、隱形涂料等功能涂料早就被使用于商業制品和軍工制品中。自修復涂料刷新近研究開發的涂料產品,在應用上具有重大的價值和良好的前景。自修復涂料是20世紀90年代提出來的一種可稱為智能涂料的名稱,常指涂層遭到破壞后具有自修復功能,或者在一定條件下具有自修復功能的有機聚合物涂料。
涂膜受到機械損壞與化學損壞的結果,有以下幾種情況:涂膜表面損壞(如劃痕)、到達底材金屬表面的縫隙、大面積起層、脫色、微裂紋(聚合物物理學上也稱銀紋)。
要對這些不同情況下的損壞具備自修復功能,對于涂料的設計無疑提出了新的要求。由于受損的條件和原理不盡相同,因此對涂料產品的研制與開發是一個挑戰。為滿足自修復功能,涂料和自修復功能須具備以下的基本條件和要求:
① 涂料本體中需含有流動相物質(修復試劑),在修復過程中能釋放出來,而且修復試劑只有當涂膜受到損壞時或需要時才能釋放出來;
② 某些損壞如裂縫、劃痕等修復時,為有助于填入新的物質,往往要依賴外部一些修復試劑(例如濕氣、氧氣等);
③ 修復過程在無荷載條件下需要一定的時間;
④ 為了有助于涂膜中修復試劑的釋放速度和釋放量,以及縮短修復時間,往往需要施加外部的能量,如:局部加熱、紫外光或高速動能沖擊等;
⑤ 還需要損壞原因的測試手段與啟動修復的活化方法。
分 類:
從不同角度考慮,自修復涂料有以下幾種類型:
① 從涂料的基本結構,可有分相結構的助劑型與連續相結構的本征型;
② 基于涂料的基本組成,在分相涂料的助劑型涂料中,有包囊、纖維填料、有層狀膨脹型填料、納米高嶺土類型;
③ 從修復機理上看,可以有液體釋放型、化學反應型、體積膨脹型、可逆共價健型、可逆非共價鍵型和可逆聚合物網絡型等;
④ 從功能上看,可有外觀修復功能、防腐功能修復涂料等。
主要性能:
制備工藝:
發展前景:
目前,自修復涂料的開發著重在于宏觀縫隙與微觀裂紋的修復,即外觀修復與防腐性能修復。但在其它修復功能上已被注意到,如表面疏水性修復和涂料與底材粘結性修復。如果能始終保持涂料與底材之間良好的粘結性,防腐性能就會大大提高,但由于腐蝕因素極為復雜,所以給產品的開發帶來困難,但也在不但進展。
此外,還有一種那么度很高但令人感興趣的修復功能,便是顏色修復,它涉及到光學知識、顏料、助劑、樹脂點等方方面面的因素。