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耐磨环氧树脂涂层用于水机过流面冲蚀磨损的保护和修复显示了良好应用前景,实验表明提高环氧树脂涂层的冲击韧性可有效延长涂层运行时间。有关研究指出在环氧树脂基体中埋置微胶囊可以起到增韧作用,本文拟合成一种具有较好的力学性能、良好耐热性的微胶囊,制备微胶囊/环氧树脂基复合涂层并考察复合涂层材料的机械力学性能和抗冲蚀性能。1.以尿素、甲醛为壁材原料,以环氧树脂E-51与活性稀释剂正丁基缩水甘油醚（BGE）为囊芯,采用两步原位聚合法合成了以聚脲甲醛包覆E-51/BGE微胶囊。对合成微胶囊的主要工艺参数进行了深入研究,得出最优合成工艺路线与参数,将尿素和甲醛摩尔比为1:（1.52.0）的溶液在70℃下反应1h合成聚脲甲醛预聚体,囊芯与囊壁的质量比为1:1,囊壁形成的pH值为2.03.0,反应温度为60℃,酸化反应时间3h,乳化剂使用0.5%的十二烷基苯磺酸钠（SDBS）水溶液。通过金相显微镜（MS）、扫描电子显微镜（SEM）及激光粒度仪,表征最优微胶囊的结构,结果表明微胶囊的外表面致密粗糙有利于其与基体之间的机械结合,聚脲甲醛团聚量少,粒径分布在575μm,平均粒径为37μm,且粒径呈正态分布,壁厚为15μm。2.将合成的微胶囊应用到Q-301环氧树脂体系中,制备了微胶囊/Q-301环氧树脂基体及其复合材料,实验测试了微胶囊的引入对Q-301环氧树脂材料力学性能的影响,用邵氏硬度、缺口冲击强度、准静态、动态压缩力学性能指标表征了复合材料的力学性能,初步分析了微胶囊对材料的增韧机理。通过冲蚀实验考察了复合涂层的冲蚀性能,采用SEM观察了改性后微胶囊/Q-301的冲击断面形貌。结果表明,随着微胶囊/Q-301复合材料中微胶囊含量的增加,其缺口冲击强度呈现先升高后降低的趋势,并且当微胶囊含量为5%时达到最大缺口冲击强度,为12.7 KJ/m2;适量微胶囊的加入会略降低微胶囊/Q-301体系的邵氏硬度和准静态、动态压缩强度。当动态压缩时,微胶囊/Q-301复合材料表现出了明显的应变率效应。3.考察了纳米SiO2对微胶囊/Q-301复合材料体系的性能改善作用,发现适量纳米SiO2的加入能提高复合材料的表面硬度,并能保持材料较高的冲击韧性,提高涂层材料抗冲蚀的综合性能。4.研究结论指出,微胶囊含量为5%时,复合材料冲击韧性达到最大值,比纯Q-301环氧树脂基体材料相比,提高了29%;微胶囊含量为5%时,微胶囊/Q-301环氧树脂复合材料的抗冲蚀性能较好,其冲蚀失重比纯Q-301环氧树脂基体材料降低了9%左右。添加纳米SiO2可进一步改善微胶囊/环氧树脂复合材料的抗冲蚀性能,含4%纳米SiO2和5%微胶囊组分的环氧树脂复合涂层抗冲蚀磨损性能提高了13%左右;复合涂层材料的冲蚀磨损表现出微切削和脆性疲劳断裂特征;复合涂层的冲蚀失重随冲蚀速度的增大而增大,随冲蚀角度的增大而增加;低冲蚀角度时,磨损以微切削为主;高冲蚀角度时,磨损以脆性疲劳断裂为主;磨损量随着含沙浓度的增大而增大,但含沙浓度达到一定值后,继续增大含沙浓度对磨损率没有太大的影响。