引 言

随着材料技术和大规模集成电路技术的发展与进步，美国军方首先提出了智能自修复材料与结构的设想和概念，随后便展开了大规模的研究。近年来，国外的研究机构和一些公司对该技术进行了深入的研究，也有一些自修复汽车涂料产品问世并得到一定的应用。在国内，从本世纪初开始，少数研究机构开始对自修复复合材料进行了研究。

例如，中山大学的章明秋课题组针对结构用自修复型高分子材料的强度恢复问题，综合利用高分子化学、高分子物理、材料力学等学科的理论和方法，设计、合成了一系列外植型和本征型自修复高分子材料，提出的自修复策略适用于典型热固性和热塑性高分子材料。深入研究了相关的合成路线、配方优化、制备工艺、材料结构与性能、自修复的微观机制、使用稳定性等，为此类自修复高分子材料的应用提供了充分的依据。

目前最成熟的自修复技术采用的是基于微胶囊体系的技术路线。微胶囊体系是一种复合材料技术，在固体或者液体颗粒的表面包裹一层稳定的聚合物膜形成核壳，微胶囊技术在基质中植入微胶囊，在外力的作用下，基体材料发生断裂时，胶囊材料释放，在空隙虹吸的作用下，修复材料充满裂纹，完成自修复过程。目前国内外关于自修复材料的研究主要限于溶剂型体系，对于水性体系的研究完全处于空白，而随着人们对健康的日益重视和政府环保法规的不断完善，水性涂料成为必然的趋势。因此，研究水性体系自修复涂层具有深远的技术和市场价值。

本研究利用合适的单体和聚合方法制备了含有修复剂的微胶囊，并利用制备的微胶囊、主体树脂、水性异氰酸酯固化剂和颜填料制备了可自修复智能涂料。

 实验部分

微胶囊的制备

将12 g尿素和24 g甲醛溶液（37%）加入到装有机械搅拌的250 mL 三口烧瓶中。在完全溶解尿素后，使用三乙醇胺将溶液的pH值缓慢调整到约8左右，以5 ℃/min的加热速度升温到50～65 ℃，升温后保持1h，得到尿素和甲醛的预聚合物。产品自然冷却后将30 g的水性异氰酸酯固化剂XP 2655缓慢加入到上述溶液中，转速调整为350 r/min。搅拌20～30 min后，用10％的稀H

2

SO

4

溶液缓慢调节溶液的pH值至2～3....