本技術(shù)涉及植絨，尤其是涉及一種自修復(fù)微膠囊、自修復(fù)植絨粘合劑、自修復(fù)植絨材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、植絨技術(shù)作為一種將纖維材料精密地植入基底表面的工藝，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，特別是汽車內(nèi)飾、高端家具以及時(shí)尚服裝等領(lǐng)域。植絨層以其獨(dú)特的觸感、良好的視覺效果以及優(yōu)異的隔音隔熱性能，深受市場(chǎng)青睞。然而，隨著這些產(chǎn)品在日常使用中的頻繁接觸與摩擦，植絨層不可避免地會(huì)遭受到各種形式的機(jī)械損傷，如纖維的脫落、表面的磨損以及因長(zhǎng)期應(yīng)力作用而產(chǎn)生的裂紋等。

2、這些損傷不僅嚴(yán)重影響了植絨產(chǎn)品的美觀性，更縮短了其使用壽命，增加了消費(fèi)者的更換成本，同時(shí)也對(duì)制造商的品牌形象和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力構(gòu)成了挑戰(zhàn)。因此，如何有效延長(zhǎng)植絨層的使用壽命，并提升其抵抗機(jī)械損傷的能力，成為了行業(yè)內(nèi)亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了改善目前的植絨層受到機(jī)械損傷后導(dǎo)致其使用壽命不長(zhǎng)的問題，本技術(shù)提供一種自修復(fù)微膠囊、自修復(fù)植絨粘合劑、自修復(fù)植絨材料及其制備方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種自修復(fù)微膠囊，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種用于自修復(fù)植絨材料的自修復(fù)微膠囊，包括如下重量份的原料：殼材料單體15-25份，自修復(fù)劑50-70份，乳化劑25-40份；

4、所述自修復(fù)劑為異氰酸酯與聚己二酸乙二醇酯按質(zhì)量比4-5:5-6形成的混合物，所述殼材料單體為異氰酸酯。

5、可選地，所述乳化劑可以選用span?80或tween?80。

6、可選地，自修復(fù)微膠囊包括如下重量份的原料：殼材料單體20份，自修復(fù)劑55份，乳化劑25份。

7、可選地，所述異氰酸酯包括單異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)、異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)中的一種或多種。

8、本技術(shù)中的自修復(fù)劑可以通過乳化劑混合在水相中，從而形成油包水乳液，同時(shí)作為殼材料單體的異氰酸酯也會(huì)與水中的羥基發(fā)生反應(yīng)形成聚氨酯殼體，自修復(fù)劑在殼體形成過程中逐步被殼體包覆，由此形成自修復(fù)劑封裝在內(nèi)、聚氨酯殼體包裹在外的核殼結(jié)構(gòu)。

9、自修復(fù)劑由異氰酸酯與聚己二酸乙二醇酯(pes)復(fù)配混合均勻，其中，聚己二酸乙二醇酯優(yōu)選是中分子量pes(分子量通常在2000-4000g/mol之間)，這種混合物在殼體結(jié)構(gòu)遭受破壞時(shí)，能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成聚氨酯，該反應(yīng)速度較快，通常在室溫至中等溫度(例如50℃至80℃)下即可發(fā)生，這種反應(yīng)性適合應(yīng)用于快速固化和修復(fù)的場(chǎng)合。pes具有良好的耐磨性和柔韌性，在自修復(fù)微膠囊的殼體破損后，異氰酸酯與其他成分交聯(lián)形成聚氨酯網(wǎng)絡(luò)時(shí)，pes糾纏或共混在該網(wǎng)絡(luò)中，可提高材料的柔韌性和延展性，適合應(yīng)用于需要更高柔韌性或耐低溫性能的自修復(fù)材料。

10、可選地，pes可以選用以下牌號(hào)：s1045、desmophen?631a或millester4004。

11、可選地，所述自修復(fù)微膠囊采用如下制備方法制備而成：

12、步驟s11：使用所述乳化劑將所述自修復(fù)劑混合在水相中，形成油包水乳液；

13、步驟s12：在所述油包水乳液中逐滴加入所述殼材料單體，并在攪拌條件下進(jìn)行乳液聚合反應(yīng)；

14、步驟s13：通過過濾、洗滌和干燥得到自修復(fù)微膠囊。

15、可選地，所述步驟s11中，乳化溫度為25℃，乳化時(shí)間為30分鐘，攪拌速度為1000rpm；所述步驟s12中，反應(yīng)溫度為35℃，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，攪拌速度為800rpm；所述步驟s13中，干燥溫度為40℃，干燥時(shí)間為12小時(shí)。

16、通過以上操作可將自修復(fù)劑包裹在聚氨酯外殼內(nèi)，形成穩(wěn)定的微膠囊結(jié)構(gòu)，該制備方法簡(jiǎn)單高效，易于工業(yè)化生產(chǎn)，且能夠精確控制微膠囊的尺寸和分布，為后續(xù)的植絨粘合劑制備提供了高質(zhì)量的原料。

17、第二方面，本技術(shù)提供一種自修復(fù)植絨粘合劑，采用如下的技術(shù)方案：

18、一種自修復(fù)植絨粘合劑，包含混合均勻的粘合劑基體以及所述的自修復(fù)微膠囊，所述自修復(fù)微膠囊的用量是所述粘合劑基體質(zhì)量的10％-20％。

19、該粘合劑不僅具有傳統(tǒng)植絨粘合劑的基本性能，還具備自修復(fù)功能。通過將自修復(fù)微膠囊均勻混合到粘合劑基體中，實(shí)現(xiàn)了在植絨材料受損時(shí)自動(dòng)修復(fù)裂紋和缺陷的目的。這種設(shè)計(jì)顯著提高了植絨材料的耐用性和使用壽命，降低了維護(hù)成本。

20、可選地，所述粘合劑基體包括如下重量份的原料：聚氨酯預(yù)聚體70-85份，增塑劑5-15份，穩(wěn)定劑3-6份，催化劑2-5份。

21、可選地，所述粘合劑基體包括如下重量份的原料：聚氨酯預(yù)聚體75份，增塑劑10份，穩(wěn)定劑5份，催化劑3份。

22、聚氨酯預(yù)聚體作為粘合劑的主要成分，提供了良好的粘接強(qiáng)度和耐磨性，而且，本技術(shù)中的聚氨酯預(yù)聚體是由多元醇和二異氰酸酯反應(yīng)生成的，帶有未反應(yīng)完全的異氰酸酯基團(tuán)或羥基端基等活性基團(tuán)，當(dāng)自修復(fù)微膠囊破損釋放后，聚氨酯預(yù)聚體中的活性基團(tuán)可與自修復(fù)劑中的異氰酸酯發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成新的聚氨酯網(wǎng)絡(luò)，從而填補(bǔ)損傷區(qū)域；增塑劑的加入則改善了粘合劑的柔韌性和加工性能；穩(wěn)定劑和催化劑則分別保證了粘合劑的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和反應(yīng)速率。此外，催化劑除了在粘合劑基體中起加速反應(yīng)的作用，還可以加速自修復(fù)過程中自修復(fù)劑與粘合劑基體中的聚氨酯預(yù)聚體的交聯(lián)反應(yīng)，以提高自修復(fù)的反應(yīng)效率。

23、可選地，所述粘合劑基體中還包括5-10份強(qiáng)化劑。

24、可選地，所述粘合劑基體中還包括7份強(qiáng)化劑。

25、可選地，所述強(qiáng)化劑為cnts、納米纖維素或pla納米纖維。

26、本技術(shù)還在粘合劑基體中引入了強(qiáng)化劑成分，不僅可以增強(qiáng)自修復(fù)植絨粘合劑的機(jī)械性能，使最終材料更加耐用，抗拉伸、抗撕裂和抗彎曲性能都得到提升；納米纖維能夠在材料受力時(shí)有效阻止裂紋的擴(kuò)展，從而提高材料的斷裂韌性，減少材料在使用過程中的破損風(fēng)險(xiǎn)；納米纖維還能夠增強(qiáng)粘合劑層與植絨層之間的界面粘結(jié)力，使得植絨層在外力作用下更不易脫落，從而延長(zhǎng)材料的使用壽命；此外，納米纖維可以在粘合劑中形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，防止其他填料的沉降，提高材料的均勻性和穩(wěn)定性。

27、可選地，所述自修復(fù)植絨粘合劑采用如下制備方法制備而成：

28、步驟s21：將聚醚多元醇和二異氰酸酯攪拌均勻后加熱至80～90℃，保持2小時(shí)，形成帶有羥基末端的聚氨酯預(yù)聚體；

29、步驟s22：將所述聚氨酯預(yù)聚體降溫至室溫后，加入增塑劑、穩(wěn)定劑和催化劑，攪拌均勻；

30、步驟s23：將強(qiáng)化劑逐步加入到步驟s22所得產(chǎn)物中，攪拌均勻，即得所述粘合劑基體；

31、步驟s24：在所述粘合劑基體保持低速攪拌的條件下，將所述自修復(fù)微膠囊緩慢、均勻地加入到所述粘合劑基體中，即得。

32、在添加自修復(fù)微膠囊的過程中，將粘合劑基體保持較低的攪拌速度，以減少對(duì)自修復(fù)微膠囊的機(jī)械剪切力，從而避免微膠囊在攪拌過程中破裂；以慢速、均勻的方式將自修復(fù)微膠囊逐步加入到粘合劑基體中，可以通過使用分散器或攪拌器的低速檔來控制攪拌力度，確保微膠囊能夠均勻分布在粘合劑基體中，而不被破壞。

33、可選地，所述步驟s21中，所述聚醚多元醇和二異氰酸酯的摩爾比優(yōu)選為1.2-1.5：1。

34、在常見的聚氨酯合成中，聚醚多元醇與二異氰酸酯的摩爾比通常在1:1到1:2之間，而本技術(shù)通過在形成聚氨酯預(yù)聚體的過程中，增加聚醚多元醇的用量，使其過量存在，可以在反應(yīng)體系中提供足夠的羥基，從而實(shí)現(xiàn)自修復(fù)微膠囊破裂后與自修復(fù)劑中的異氰酸酯的反應(yīng)，形成新的聚氨酯網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，聚氨酯預(yù)聚體與聚醚多元醇的共同存在可以提供更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有助于增強(qiáng)材料的力學(xué)性能和自修復(fù)性能。

35、可選地，所述聚醚多元醇包括分子量為1500～2000的聚氧化丙烯醚多元醇(ppg)、聚四氫呋喃醚多元醇(ptmeg)和四氫呋喃-氧化丙烯共聚多元醇中的一種或多種。

36、可選地，所述二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯(mdi)、異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)、六亞甲基二異氰酸酯(hdi)、對(duì)苯二異氰酸酯(ppdi)、苯二亞甲基二異氰酸酯(xdi)、1,4-環(huán)己烷二異氰酸酯(chdi)和萘-1,5-二異氰酸酯(ndi)中的一種或多種。

37、可選地，所述步驟s22中，采用高速攪拌器以2000rpm的攪拌速度攪拌30分鐘，以確保各物質(zhì)攪拌均勻。

38、可選地，所述步驟s23中，采用高速攪拌器以2000rpm的攪拌速度在25℃下攪拌0.5-1小時(shí)，以確保強(qiáng)化劑均勻分布于粘合劑基體中。

39、可選地，所述步驟s24中，所述粘合劑基體的攪拌速度為200-500rpm。

40、通過對(duì)加入自修復(fù)微膠囊時(shí)的攪拌速度的限定，可有助于確保自修復(fù)微膠囊在粘合劑基體中的均勻分散和穩(wěn)定混合。攪拌速度過快可能導(dǎo)致微膠囊破裂；攪拌速度過慢則可能無法實(shí)現(xiàn)充分混合。因此，該限定范圍既保證了混合效果又避免了不必要的損失。

41、第三方面，本技術(shù)提供一種自修復(fù)植絨材料的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

42、一種自修復(fù)植絨材料的制備方法，包括如下步驟：

43、步驟s31：基底預(yù)處理；

44、步驟s32：將所述的自修復(fù)植絨粘合劑均勻涂覆在所述基底表面，靜置；

45、步驟s33：將纖維材料在電場(chǎng)強(qiáng)度為50kv的條件下均勻植入到所述自修復(fù)植絨粘合劑中；

46、步驟s34：將上述植絨后的產(chǎn)品進(jìn)行熱固化處理，即得。

47、可選地，所述步驟s31的具體步驟如下：使用乙醇和去離子水清潔基底表面，再進(jìn)行干燥處理，其中，干燥溫度為60℃，干燥時(shí)間為1小時(shí)。

48、可選地，所述步驟s31中，所述基底可以為聚異戊二烯橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、三元乙丙橡膠、聚氨酯、乳膠或硅膠。

49、可選地，所述步驟s32中，自修復(fù)植絨粘合劑的涂覆厚度為0.1-0.3mm。

50、可選地，所述步驟s32中，自修復(fù)植絨粘合劑的涂覆厚度為0.2mm。

51、可選地，所述步驟s32中，在涂覆結(jié)束后靜置10分鐘，以確保自修復(fù)植絨粘合劑均勻分布。

52、可選地，所述步驟s33中，纖維材料的長(zhǎng)度為1mm。

53、可選地，所述步驟s33中，所述纖維材料的材質(zhì)為尼龍、粘膠、晴綸、滌綸或真皮皮絨。

54、可選地，所述步驟s34中，所述熱固化處理的溫度為80℃，所述熱固化處理的時(shí)間為2小時(shí)。

55、第四方面，本技術(shù)提供一種自修復(fù)植絨材料，采用如下的技術(shù)方案：

56、一種自修復(fù)植絨材料，采用上述的制備方法制備而成。

57、可選地，所述自修復(fù)植絨材料包括

58、基底層；

59、膠粘層，由所述自修復(fù)植絨粘合劑形成于所述基底層表面；

60、植絨層，由所述纖維材料通過膠粘層粘接于所述基底層上。

61、該材料不僅具有傳統(tǒng)植絨材料的優(yōu)點(diǎn)，如美觀、耐磨和柔軟等還具備獨(dú)特的自修復(fù)功能。當(dāng)材料表面出現(xiàn)裂紋或損傷時(shí)內(nèi)部的自修復(fù)微膠囊能夠迅速響應(yīng)并釋放出自修復(fù)劑通過化學(xué)反應(yīng)修復(fù)裂紋和缺陷從而恢復(fù)材料的完整性和性能。這種自修復(fù)功能顯著提高了植絨材料的耐用性和使用壽命，降低了維護(hù)成本并拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。

62、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益效果：

63、1、本技術(shù)通過將自修復(fù)劑制備成自修復(fù)劑封裝在內(nèi)、聚氨酯殼體包裹在外的核殼結(jié)構(gòu)，殼體能夠在材料的正常使用過程中保持完整，保護(hù)內(nèi)部的自修復(fù)劑；當(dāng)植絨層或粘合劑層受到外力(如劃痕、磨損、沖擊等)導(dǎo)致材料損傷時(shí)，分布在粘合劑中的微膠囊殼會(huì)破裂，內(nèi)部的自修復(fù)劑會(huì)被釋放到損傷區(qū)域，釋放出的自修復(fù)劑會(huì)填充損傷區(qū)域，并在與外界環(huán)境中的空氣、濕氣或粘合劑中的其他成分反應(yīng)后，固化形成新的材料，這種新形成的材料能夠有效地填補(bǔ)裂紋或損傷，從而恢復(fù)材料的完整性和功能性。

64、2、本技術(shù)通過在自修復(fù)植絨粘合劑中引入自修復(fù)微膠囊，成功制備出具有自修復(fù)功能的植絨材料，該自修復(fù)植絨層在受到機(jī)械損傷時(shí)，能夠通過自修復(fù)劑的釋放和固化有效修復(fù)損傷，提高了植絨層的耐用性和使用壽命。