CN115784655A - 一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微胶囊缓蚀技术领域，具体涉及一种氯‑力触发多功能缓蚀微胶囊及其制备方法。该多功能缓蚀微胶囊包括囊壁、囊芯；所述囊壁为氯触发器杂化有机聚合物壁材；所述囊芯可通过触发囊壁释放。制得的多功能缓蚀微胶囊通过离子交换固化水泥基复合材料的氯离子，释放出具有缓蚀功能的NO2 ‑或NO3 ‑。离子交换过程提高了多功能缓蚀微胶囊在水泥基复合材料的力学触发效率。通过微裂纹愈合、氯离子固化及缓蚀性阴离子释放的协同作用提升水泥基材料中钢筋的耐蚀性能。本发明操作简单高效、重复性好，对设备条件要求不高，适宜工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及微胶囊缓蚀技术领域，具体涉及一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊及其制备方法。
背景技术
水泥基材料由于自身的高脆性特点，在服役过程中易产生微裂纹，微裂纹为腐蚀性物质(如Cl-、H2O等)加速入侵提供了通道。氯离子导致钢筋表面的钝化层失效并诱发钢筋锈蚀，形成钢材体积6～10倍的腐蚀产物。由于具有独特的核壳结构，微胶囊自修复缓蚀技术被应用于水泥基复合材料。作为实现自修复缓蚀功能的关键步骤，微胶囊的触发起着关键作用。
自修复微胶囊不仅需要响应微裂纹触发，腐蚀性离子侵蚀对微胶囊触发性能提出了新挑战。为实现微胶囊靶向缓蚀的目标，研究人员开发了氯离子触发微胶囊和pH响应型微胶囊。中国专利(CN114933441A)公开了一种用于混凝土环境的复响应同质膨胀型自修复微胶囊。壁材由氯离子触发剂和囊壁材料组成，自修复微胶囊将“氯离子响应”引入到触发方式中，实现了应力与氯离子触发双重响应，损伤修复灵敏度高，修复响应快。中国专利(CN114920493A)提供了一种pH自免疫型水滑石阻锈剂及其制备方法。采用纤维素***和苯乙烯乳胶作为表面pH响应包覆层，采用水滑石负载有机无污染阻锈剂及pH自免疫组分作为囊芯材料的主要成分。包覆材料具备pH响应功能，在环境pH下降至一定值时，包覆层破裂，释放囊芯材料。但是存在自修复缓蚀微胶囊力学触发效率不足及层状双氢氧化物(LDH)在水泥基复合材料易团聚等问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊制备方法及应用，本发明以氯离子触发器杂化自修复微胶囊，合成了一种新型的氯-力复合响应多功能缓蚀微胶囊。该多功能缓蚀微胶囊通过离子交换固化水泥基复合材料的氯离子，并释放出具有缓蚀功能的NO2 -或NO3 -，离子交换过程破坏了杂化囊壁的完整性，降低了杂化囊壁的强度和弹性模量，提高了微胶囊在水泥基复合材料的力学触发效率。通过微裂纹愈合、氯离子固化及缓蚀性阴离子释放的协同作用提升水泥基材料中钢筋的耐蚀性能。
为了解决本发明的上述技术问题，本发明提供采用以下技术方案：
本发明的第一目的提供了一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊，多功能缓蚀微胶囊包括囊壁、囊芯；所述囊壁为氯触发器杂化有机聚合物壁材；所述囊芯可通过触发囊壁释放，通过氧化聚合和自由基聚合固化形成高分子聚合物填充水泥基材料微裂纹。
优选地，所述多功能缓蚀微胶囊，直径为45～300μm，壁厚为3～10μm，壁厚约为直径的1/10～1/30。
优选地，所述所述囊壁由囊壁混合液制备而得，囊壁混合液按重量份计，包含以下组分：氯触发器0.4～0.9份，有机聚合物壁材0.9～2.5份，有机溶剂18～32份。
优选地，所述囊芯由囊芯混合液制备而得，囊芯混合液按重量份计，包含以下组分：表面活性剂0.01～0.06份，芯材1.5～5份，去离子水60～75份，明胶0.8～2.5份。
优选地，所述氯触发器为CaAl-NO2 LDH、CaAl-NO3 LDH、MgAl-NO2 LDH、MgAl-NO3LDH、ZnAl-NO2 LDH、ZnAl-NO3 LDH中的一种或几种，优选CaAl-NO2 LDH和CaAl-NO3 LDH。氯触发器同时可作为高效缓蚀剂。
优选地，所述有机聚合物壁材为乙基纤维素；
所述有机溶剂为二氯甲烷。
优选地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇中的一种或几种。
优选地，所述芯材为桐油或亚麻籽油。
本发明的第二目的是提供一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将LDH粉末在450～550℃条件下煅烧4.0～5.5h，冷却到环境温度后，得LDO，将LDO投入NaNO2或NaNO3溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到氯触发器；
S2，制备囊芯：将质量为囊芯质量0.3％～0.5％的表面活性剂溶解于800～1600ml质量浓度为2％～5％的明胶溶液，形成复合乳化剂体系，投入30～60g芯材，得囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将15～30g有机聚合物壁材、S1所得质量为有机聚合物壁材质量5％～30％的氯触发器溶解于280～560g有机溶剂中，得囊壁混合液；
S4，囊壁固化：将S3所得囊壁混合液倒入S2所得囊芯混合液，在搅拌速率700～900rpm和25～33℃水浴温度下囊化3～5h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至39～43℃，在搅拌速率700～900rpm条件下保持0.5～1.5h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，将微胶囊悬浮液过滤得到微胶囊颗粒，微胶囊颗粒清洗、干燥、筛分后即得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
进一步，S1中，所述LDH粉末为CaAl LDH、MgAl LDH或ZnAl LDH中的一种或几种。
本发明的有益效果：
1、由于层状双氢氧化物(LDH)的高电荷密度及高比表面积特性，将其在水溶液中杂化微胶囊导致纳米片状发生团聚而降低其固氯效应。本发明通过将乙基纤维素溶解于有机溶剂二氯甲烷，LDH负载于具有优异成膜性能及高比表面积的乙基纤维素模板实现对囊壁的杂化，采用微胶囊物理制备方法稳固LDH的固氯性能。得到的氯-力触发多功能缓蚀微胶囊微观形貌良好，粒径分布窄，表面光滑，微胶囊产率和芯材含量高，化学结构稳定、具有优异抗氯离子渗透性及缓蚀性能。
2、本发明制得的多功能缓蚀微胶囊通过离子交换固化水泥基复合材料的氯离子，释放出具有缓蚀功能的NO2 -或NO3 -。离子交换过程提高了多功能缓蚀微胶囊在水泥基复合材料的力学触发效率。通过微裂纹愈合、氯离子固化及缓蚀性阴离子释放的协同作用提升水泥基材料中钢筋的耐蚀性能。
3、本发明操作简单高效、重复性好，对设备条件要求不高，适宜工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是实施例1所制备的多功能缓蚀微胶囊放大为1mm的ESEM图谱；
图2是实施例2所制备的多功能缓蚀微胶囊放大为100μm的ESEM图谱；
图3是实施例3所制备的多功能缓蚀微胶囊EDS图谱；
图4是实施例4所制备的多功能缓蚀微胶囊及原材料的FTIR图谱；
图5是实施例5所制备的多功能缓蚀微胶囊、自修复微胶囊(不含触发器)及触发器的XRD图谱；
图6是实施例6所制备的多功能缓蚀微胶囊氯吸附前后的XPS图谱；
图7是实施例7所制备的多功能缓蚀微胶囊在模拟混凝土孔溶液中氯触发4，8，12和16h的微观形貌；
图8(a)为实施例8所制备的多功能缓蚀微胶囊的荧光形貌；图8(b-d)为本发明多功能缓蚀微胶囊在模拟混凝土孔溶液中氯触发4、8、12h后的荧光形貌；
图9是实施例9所制备的多功能缓蚀微胶囊掺杂于水泥基材料的触发性能；
图10是实施例10所制备的多功能缓蚀微胶囊掺杂于水泥净浆试样的电通量、抗渗性修复率与恢复率；
图11是实施例10所制备的多功能缓蚀微胶囊掺杂于水泥净浆，制备钢筋电极试样的动电位极化图谱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，并非用于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将CaAl LDH粉末在450℃条件下煅烧5.5h，冷却到环境温度后制得LDO。将LDO投入NaNO2溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到CaAl-NO2LDH；
S2，制备囊芯：将0.15g十二烷基苯磺酸钠投入800ml质量浓度为2％的明胶溶液形成复合乳化剂体系，投入30g桐油在30℃水浴、700rpm条件下形成囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将15g乙基纤维素、3.75g CaAl-NO2LDH溶解于280g二氯甲烷，在30℃磁力搅拌下形成囊壁混合液；
S4，囊壁固化：将囊壁混合液倒入囊芯混合液，在搅拌速率700rpm、30℃水浴温度下囊化4h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至42℃，在搅拌速率700rpm条件下保持1h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，过滤、清洗、干燥、筛分后得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
实施例2
一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将CaAl LDH粉末在500℃条件下煅烧5h，冷却到环境温度后制得LDO。将LDO投入NaNO2溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到CaAl-NO2LDH；
S2，制备囊芯：将0.18g十二烷基苯磺酸钠投入1600ml质量浓度为5％的明胶溶液形成复合乳化剂体系，投入60g桐油在32℃水浴、700rpm条件下形成囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将30g乙基纤维素、3g CaAl-NO2LDH溶解于560g二氯甲烷，在32℃磁力搅拌下形成囊壁混合液；
S4，囊壁固化：将囊壁混合液倒入囊芯混合液，在搅拌速率700rpm、32℃水浴温度下囊化3.5h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至43℃，在搅拌速率700rpm条件下保持1h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，过滤、清洗、干燥、筛分后得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
实施例3
一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将CaAl LDH粉末在450℃条件下煅烧5.5h，冷却到环境温度后制得LDO。将LDO投入NaNO3溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到CaAl-NO3LDH；
S2，制备囊芯：将0.12g十二烷基苯磺酸钠投入800ml质量浓度为3％的明胶溶液形成复合乳化剂体系，投入30g亚麻籽油在25℃水浴、800rpm条件下形成囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将15g乙基纤维素、4.5gCaAl-NO3LDH溶解于280g二氯甲烷，在25℃磁力搅拌下形成囊壁混合液；
3、将囊壁混合液倒入囊芯混合液，在搅拌速率800rpm和25℃水浴温度下囊化4h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至39℃，在搅拌速率800rpm条件下保持1.5h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，过滤、清洗、干燥、筛分后得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
实施例4
一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将CaAl LDH粉末在550℃条件下煅烧4.5h，冷却到环境温度后制得LDO。将LDO投入NaNO3溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到CaAl-NO3LDH；
S2，制备囊芯：将0.3g十二烷基苯磺酸钠投入1600ml质量浓度为2％的明胶溶液形成复合乳化剂体系，投入60g亚麻籽油在33℃水浴、900rpm条件下形成囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将30g乙基纤维素、3g CaAl-NO3 LDH溶解于560g二氯甲烷，在33℃磁力搅拌下形成囊壁混合液；
3、将囊壁混合液倒入囊芯混合液，在搅拌速率900rpm和33℃水浴温度下囊化4h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至43℃，在搅拌速率900rpm条件下保持0.5h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，过滤、清洗、干燥、筛分后得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
实施例5
一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将CaAl LDH粉末在500℃条件下煅烧5h，冷却到环境温度后制得LDO。将LDO投入NaNO3溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到CaAl-NO3LDH；
S2，制备囊芯：将0.21g十二烷基苯磺酸钠投入1200ml质量浓度为2％的明胶溶液形成复合乳化剂体系，投入45g亚麻籽油在33℃水浴、900rpm条件下形成囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将22.5g乙基纤维素、2.25g CaAl-NO3 LDH溶解于420g二氯甲烷，在33℃磁力搅拌下形成囊壁混合液；
3、将囊壁混合液倒入囊芯混合液，在搅拌速率900rpm和33℃水浴温度下囊化4.5h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至42℃，在搅拌速率900rpm条件下保持0.5h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，过滤、清洗、干燥、筛分后得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
实施例6
一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将CaAl LDH粉末在500℃条件下煅烧5h，冷却到环境温度后制得LDO。将LDO投入NaNO3溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到CaAl-NO3LDH；
S2，制备囊芯：将0.09g十二烷基苯硫酸钠投入800ml质量浓度为4％的明胶溶液形成复合乳化剂体系，投入30g桐油在27℃水浴、800rpm条件下形成囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将15g乙基纤维素、0.75g CaAl-NO3LDH溶解于420g二氯甲烷，在27℃磁力搅拌下形成囊壁混合液；
S4，囊壁固化：将囊壁混合液倒入囊芯混合液，在搅拌速率800rpm、27℃水浴温度下囊化3h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至40℃，在搅拌速率800rpm条件下保持1.5h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，过滤、清洗、干燥、筛分后得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
实施例7
一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将CaAl LDH粉末在550℃条件下煅烧4.5h，冷却到环境温度后制得LDO。将LDO投入NaNO2溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到CaAl-NO2LDH；
S2，制备囊芯：将0.09g十二烷基苯硫酸钠投入800ml质量浓度为5％的明胶溶液形成复合乳化剂体系，投入30g亚麻籽油在28℃水浴、700rpm条件下形成囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将15g乙基纤维素、2.25g CaAl-NO2LDH溶解于280g二氯甲烷，在28℃磁力搅拌下形成囊壁混合液；
S4，囊壁固化：将囊壁混合液倒入囊芯混合液，在搅拌速率700rpm、28℃水浴温度下囊化3h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至39℃，在搅拌速率700rpm条件下保持1.5h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，过滤、清洗、干燥、筛分后得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
实施例8
一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将CaAl LDH粉末在550℃条件下煅烧4h，冷却到环境温度后制得LDO。将LDO投入NaNO2溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到CaAl-NO2LDH；
S2，制备囊芯：将0.3g十二烷基苯硫酸钠投入1600ml质量浓度为3％的明胶溶液形成复合乳化剂体系，投入60g亚麻籽油在26℃水浴、800rpm条件下形成囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将30g乙基纤维素、4.5g CaAl-NO2LDH溶解于560g二氯甲烷，在26℃磁力搅拌下形成囊壁混合液；
S4，囊壁固化：将囊壁混合液倒入囊芯混合液，在搅拌速率800rpm、26℃水浴温度下囊化4.5h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至41℃，在搅拌速率800rpm条件下保持0.5h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，过滤、清洗、干燥、筛分后得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
实施例9
一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将CaAl LDH粉末在500℃条件下煅烧5h，冷却到环境温度后制得LDO。将LDO投入NaNO3溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到CaAl-NO3LDH；
S2，制备囊芯：将0.18g十二烷基苯磺酸钠投入1200ml质量浓度为5％的明胶溶液形成复合乳化剂体系，投入45g亚麻籽油在28℃水浴、900rpm条件下形成囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将22.5g乙基纤维素、4.5g CaAl-NO3LDH溶解于420g二氯甲烷，在28℃磁力搅拌下形成囊壁混合液；
3、将囊壁混合液倒入囊芯混合液，在搅拌速率900rpm和28℃水浴温度下囊化5h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至43℃，在搅拌速率900rpm条件下保持0.5h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，过滤、清洗、干燥、筛分后得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
实施例10
一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将CaAl LDH粉末在550℃条件下煅烧5h，冷却到环境温度后制得LDO。将LDO投入NaNO2溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到CaAl-NO2LDH；
S2，制备囊芯：将0.18g十二烷基苯硫酸钠投入1200ml质量浓度为5％的明胶溶液形成复合乳化剂体系，投入45g亚麻籽油在33℃水浴、800rpm条件下形成囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将22.5g乙基纤维素、4.5g CaAl-NO2LDH溶解于420g二氯甲烷，在33℃磁力搅拌下形成囊壁混合液；
S4，囊壁固化：将囊壁混合液倒入囊芯混合液，在搅拌速率800rpm、33℃水浴温度下囊化4.5h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至40℃，在搅拌速率800rpm条件下保持1h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，过滤、清洗、干燥、筛分后得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
实施例1-10多功能缓蚀微胶囊的制备参数见表1。
表1：各实施例制备参数
不同制备参数下所获得的多功能缓蚀微胶囊的特征参数及在模拟氯混凝土孔溶液中的固氯容量见表2。
表2各实施例特征参数
由表2可以看出，实施例1-10所获得的多功能缓蚀微胶囊的包封率在55.6～72.3％，平均粒径在86.75～136.48μm，固氯含量在4.76～11.35mg/g。
对实施例1所形成的多功能缓蚀微胶囊放大为1mm的ESEM图谱见图1，从图1中可以看出，多功能缓蚀微胶囊呈规则球状，囊壁表面致密连续，微胶囊颗粒分散性良好无团聚现象，表明微胶囊具有均匀分散于基体的潜力。
对实施例2所形成的多功能缓蚀微胶囊放大为100μm的ESEM图谱见图2，从图2中可以看出，多功能缓蚀微胶囊表面光滑，观测到部分由于溶剂蒸发留下的孔洞，微胶囊表面还可观测到少量片状LDH。
对实施例3所形成的多功能缓蚀微胶囊EDS图谱见图3，从图3中可以看出，C、O、Ca、Al和N元素在球状微胶囊的富集，其中C和O元素主要来自于乙基纤维素壁材和芯材成分，Ca、Al和N元素源自于杂化壁的LDH成分，说明Ca-Al LDH已成功负载于微胶囊表面。
对实施例4所形成的多功能缓蚀微胶囊及原材料的FTIR图谱见图4，从图4中可以看出，合成的多功能缓蚀微胶囊的FTIR图谱中可观测到芯材和壁材的特征峰，说明壁材已成功包覆芯材，即微胶囊制备成功。
对实施例5所形成的多功能缓蚀微胶囊、自修复微胶囊(不含触发器)及触发器的XRD图谱见图5，从图5中可以看出，合成的多功能缓蚀微胶囊整体上仍保持了自修复微胶囊的非晶结构特征，同时还兼具触发器晶体结构的特性。
对实施例6所形成的多功能缓蚀微胶囊氯吸附前后的XPS图谱见图6，从图6中可以看出，氯吸附后的多功能缓蚀微胶囊出现了归属于Cl 2p的XPS峰，N 1s的XPS峰消失，符合LDH的离子交换机制。
对实施例7所形成的多功能缓蚀微胶囊在模拟混凝土孔溶液中氯触发4，8，12和16h的微观形貌见图7，从图7中可以看出，随着触发时间的延长，破裂微胶囊明显增多。其中触发16h的多功能缓蚀微胶囊ESEM图谱显示了大量呈碎屑状破裂的囊壁，已很难观测到规则球状微胶囊。
对实施例8所形成的多功能缓蚀微胶囊，其荧光形貌见图8(a)，微胶囊呈现出明显的核壳结构特征；多功能缓蚀微胶囊在模拟混凝土孔溶液中氯触发4、8、12h后的荧光形貌见图8(b-d)，可以看出，随着触发时间的延长，微胶囊破裂程度加剧，证实了多功能缓蚀微胶囊在模拟混凝土孔溶液中可响应氯触发。
对实施例9所形成的多功能缓蚀微胶囊掺杂于水泥基材料的触发性能见图9，从图9(a)可以看出微胶囊在水泥基材料分散性良好，图9(b)说明说明单一的力学触发效率不佳。图9(c)说明氯/力学耦合作用显著提高了多功能缓蚀微胶囊在水泥浆体的触发效率，图9(d)显示微胶囊能够在水泥水化产物形成的强碱性条件贮存。图9(d)和(e)显示微胶囊的LDH成分参与了水泥水化反应，图9(f)说明分散于水泥浆体的微胶囊可通过囊壁破裂释放芯材响应微裂纹，阻止微裂纹的进一步延伸。
对实施例10所形成的多功能缓蚀微胶囊微胶囊掺杂于水泥净浆试样的电通量、抗渗性修复率与恢复率见图10，SEL系列代表自修复微胶囊掺杂于砂浆试样，MUL系列表示多功能缓蚀微胶囊掺杂于砂浆试样，3，6，9分别代表微胶囊掺量为水泥质量的3％，6％和9％。图10显示空白样的抗渗性修复性能不佳，对于掺有多功能缓蚀微胶囊的砂浆试样，抗渗性修复率和恢复率随着微胶囊掺量的增加而提高。
对实施例10所形成的多功能缓蚀微胶囊微胶囊掺杂于水泥净浆，制备钢筋电极试样的动电位极化图谱见图11，分别为空白组(标记为SE1)，自修复缓蚀组(掺入自修复微胶囊，标记为SE2)和多功能缓蚀组(掺入多功能缓蚀微胶囊，标记为SE3)。具体数据见表3。
表3动电位极化图谱拟合参数
从表3可以看出，不含微胶囊的空白组钢筋电极试样的腐蚀电流密度最大，腐蚀电位绝对值最大。其次为掺有自修复微胶囊的钢筋电极试样，掺有多功能缓蚀微胶囊的钢筋电极试样具有最小的腐蚀电流密度和最小的腐蚀电位绝对值。SE2试样在24h和96h的缓蚀效率分别为42.48％和73.32％，SE3试样在24h和96h的缓蚀效率分别为90.93％和97.85％，说明多功能缓蚀微胶囊显示出优异的缓蚀效率。
以上所描述的实施例仅表达了本发明的几种优选实施例，其描述较为具体和详细，但并不用于限制本发明。应当指出，对于本领域的技术人员来说，本发明还可以有各种变化和更改，凡在本发明的构思和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氯-力触发多功能缓蚀微胶囊，其特征在于，所述多功能缓蚀微胶囊包括囊壁、囊芯；
所述囊壁为氯触发器杂化有机聚合物壁材；
所述囊芯通过触发囊壁释放。
2.根据权利要求1所述的氯-力触发多功能缓蚀微胶囊，其特征在于，所述多功能缓蚀微胶囊，直径为45～300μm，壁厚为3～10μm，壁厚约为直径的1/10～1/30。
3.根据权利要求1所述的氯-力触发多功能缓蚀微胶囊，其特征在于，所述囊壁由囊壁混合液制备而得，囊壁混合液按重量份计，包含以下组分：氯触发器0.4～0.9份，有机聚合物壁材0.9～2.5份，有机溶剂18～32份。
4.根据权利要求1所述的氯-力触发多功能缓蚀微胶囊，其特征在于，所述囊芯由囊芯混合液制备而得，囊芯混合液按重量份计，包含以下组分：表面活性剂0.01～0.06份，芯材1.5～5份，去离子水60～75份，明胶0.8～2.5份。
5.根据权利要求3所述的氯-力触发多功能缓蚀微胶囊，其特征在于，所述氯触发器为CaAl-NO2 LDH、CaAl-NO3 LDH、MgAl-NO2 LDH、MgAl-NO3LDH、ZnAl-NO2 LDH、ZnAl-NO3 LDH中的一种或几种，优选CaAl-NO2 LDH和CaAl-NO3 LDH。
6.根据权利要求3所述的氯-力触发多功能缓蚀微胶囊，其特征在于，所述有机聚合物壁材为乙基纤维素；
所述有机溶剂为二氯甲烷。
7.根据权利要求4所述的氯-力触发多功能缓蚀微胶囊，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇中的一种或几种。
8.根据权利要求4所述的氯-力触发多功能缓蚀微胶囊，其特征在于，所述芯材为桐油或亚麻籽油。
9.根据权利要求1-8任一项所述的氯-力触发多功能缓蚀微胶囊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，制备氯触发器：将LDH粉末在450～550℃条件下煅烧4.0～5.5h，冷却到环境温度后，得LDO，将LDO投入NaNO2或NaNO3溶液磁力搅拌、离心分离、洗涤沉淀、产物烘干、研磨得到氯触发器；
S2，制备囊芯：将质量为囊芯质量0.3％～0.5％的表面活性剂溶解于800～1600ml质量浓度为2％～5％的明胶溶液，形成复合乳化剂体系，投入30～60g芯材，得囊芯混合液；
S3，制备囊壁：将15～30g有机聚合物壁材、S1所得质量为有机聚合物壁材质量5％～30％的氯触发器溶解于280～560g有机溶剂中，得囊壁混合液；
S4，囊壁固化：将S3所得囊壁混合液倒入S2所得囊芯混合液，在搅拌速率700～900rpm和25～33℃水浴温度下囊化3～5h，完成囊壁对囊芯的包封；将水浴温度升高至39～43℃，在搅拌速率700～900rpm条件下保持0.5～1.5h，完成溶剂的蒸发，得到微胶囊悬浮液，将微胶囊悬浮液过滤得到微胶囊颗粒，微胶囊颗粒清洗、干燥、筛分后即得到氯-力触发多功能缓蚀微胶囊。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，S1中，所述LDH粉末为CaAl LDH、MgAlLDH或ZnAl LDH中的一种或几种。
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