摘 要

微胶囊是最近几十年才发展起来的一个新的技术，是像一个鸡蛋的结构一样，外壳包裹着芯部，直径可以是几微米，也可以是几百微米。涂料是一种聚合物的复合材料，几乎所有的家具都会用到涂料。在使用过程中不可避免地会产生一定的局部损伤以及微裂纹，有些损伤甚至难以用肉眼看到，但是会影响基体材料的正常使用并且缩短其使用寿命，这些损伤长期积累就会引发宏观裂缝，进而使基材发生断裂，导致材料报废。因而及时修复涂层中产生的裂纹显得尤为重要[1]。本次实验，主要是制造脲醛树脂包覆水性材料的微胶囊，把它加进水性涂料里，研究对比其对木器表面涂料裂纹的自修复情况，便于以后运用于家具涂料领域方面。

Microcapsules are a new technology that has only been developed in the last few decades. They are like the structure of an egg, with a shell enclosing a core that can be several microns in diameter or several hundred microns in diameter. Coating is a kind of polymer composite material, almost all furniture can use coating. In the process of use, certain local damage and micro-cracks will inevitably occur, and some damage is even hard to see with the naked eye, but it will affect the normal use of the matrix material and shorten its service life. The long-term accumulation of these damage will lead to macro cracks, which will cause the fracture of the substrate and lead to the scrap of the material. Therefore, it is very important to repair the cracks in the coating in time. In this experiment, we mainly made uf resin coated micro-capsules of water-based materials, and added it into the water-based coating to study and compare its self-repair of wood surface coating cracks, so as to facilitate its application in the field of furniture coating.

1、研究背景

1.1微胶囊

微囊是利用天然或合成的高分子材料将芯材包在半透性或密封的囊内具有聚合物壁壳的微型容器或包装物，简称微囊。芯材一般为固体、液体或气体物质，粒径通常在 5mu;m~200mu;m，在某些情况下粒径范围可扩大到 0.25～1000mu;m。[2] 微胶囊的结构可以分为囊心物和囊材，像一个鸡蛋一样。囊心物就是被包裹在里面的物质，也称为核、囊芯或内容物；囊壁就是用于包裹材料的物质，也称为被膜、壁或壳。微囊的壁膜厚度一般在 0.1～2mu;m，其厚度与微囊的制备方法和工艺有关。微囊可呈现各种形状，囊心物为液态物质的微囊多呈球形，囊心物如果是固体或晶体，微囊的形状就可能不规则，球形、粒形、肾形、谷形或块状。从 20 世纪50年代开始，现已经广泛应用于医药、香料、热敏材料等诸多领域。

1.2水性涂料

涂料是一种聚合物的复合材料，聚合物材料广泛应用于日用品材料、工程及功能材料等领域。但在使用过程中伴随周围环境的作用下，材料本身容易受到宏观或微观的损坏。裂纹和微裂纹是微观损伤的主要表现形式。微裂纹是材料性能退化的起点，而且很难被肉眼察觉到。

自修复涂料(self-healing coatings)是20世纪90年代提出来的一种可称为智能涂料(smart coatings)的涂料类型，是指涂层遭到破坏后，具有自修复功能或者在一定条件下具有自修复功能的有机聚合物涂料。当受到损伤时，修复物质释放出来，自动地或者在外界刺激下，例如温度变化、辐射、pH值变化、压力改变或者机械作用等能量补给时，发生一系列物理或者化学反应，从而阻止损伤的进一步扩展。[3]微胶囊智能自修复材料是利用微胶囊技术模仿生物体皮肤组织受伤愈合机制。皮肤组织受到损伤后，血液流出并结痂，细胞汇集到伤口处生成新组织，从而修复伤口。生物体愈合功能的实现要有能量、物质的补充和遗传信息的控制，而复合材料不具备生命体征，因此需要人为对其构建自修复机制。[4]