海工防护涂层在服役的过程中极易受温度变化、干湿交替、腐蚀性介质侵蚀等影响,导致涂层机械性能和耐腐蚀性降低甚至失效。近年来基于微胶囊的自修复涂层成为涂层领域的研究热点,可实现对涂层中微裂纹的“靶向”修复。但现有的外援型微胶囊体系多为单壁微胶囊体系,该体系对基体材料的修复效率较低且存在修复剂的流动依赖特定温度、催化剂易失活以及修复后综合性能改善不明显等问题,此外微胶囊仍为易受破坏的交联聚合物,壁材结构的稳定性有待进一步优化。因此,从双壁微胶囊结构设计出发,旨在增加修复剂与固化剂的接触机率,并利用氧化石墨烯(GO)对壁材进行改性,以满足制备及服役过程中对微胶囊及改性涂层耐久性、耐溶剂性、耐腐蚀性等要求。系统研究了合成制备工艺参数对聚脲基双壁微胶囊的结构与性能的影响规律,采用光学显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察不同液滴和微胶囊的微观形貌及分布状况,利用Nano Measurer软件对微胶囊的粒径分布进行分析;应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对微胶囊的化学组成进行分析;应用热重分析仪(TGA)对合成胶囊的热稳定性及芯材的包覆量进行测试。通过拉伸测试对复合不同含量微胶囊的涂层的力学性能的进行表征,同时利用数字散斑技术(DSCM)对拉伸过程中裂纹扩展进行追踪。最后,利用电化学阻抗谱(EIS)对海水浸泡后复合涂层的防腐蚀机理、耐腐蚀性以及修复效率进行研究。微胶囊结构与性能研究结果表明,预聚物乳液、己二胺乳液与单壁微胶囊乳液的质量比为3.3:1.5:5.8,搅拌转速为1800rpm时,合成的聚脲基双壁微胶囊具有良好的微观形貌。GO改性聚脲基双壁微胶囊的最佳参数为:GO分散液的质量分数为2.5wt%,改性预聚物乳液、己二胺乳液与单壁微胶囊乳液的质量比为3.3:1.0:5.7。红外测试表明合成的两种微胶囊均含有脲键;XRD测试表明GO已经成功嵌入微胶囊壁材中。热重分析表明微胶囊具有较高的热稳定性,聚脲基双壁微胶囊的芯材包覆率为52.34%;GO改性后的微胶囊对内层芯材的包覆率为26.75%,对外层芯材的包覆率为10.88%。涂层自修复性能研究结果表明,拉伸实验中含3.0wt%微胶囊的环氧树脂涂层的力学性能较为优异,修复效率为63.76%;而含3.0wt%GO改性微胶囊涂层的修复效率可达80.43%。微胶囊/环氧树脂涂层具有一定的裂纹修复与抑制裂纹扩展的能力主要与改性环氧涂层St值的波动以及低灰度相关系数区域的产生-减小-增大的自修复过程有关。海水浸泡72h后含5.0wt%微胶囊的环氧树脂涂层的修复效率为84.46%;而含8.0wt%GO改性微胶囊的涂层在浸泡572h后的修复效率可达374.15%。电解质溶液的持续渗透可导致涂层电容的升高和转移电荷电阻降低,验证了浸泡过程中在介质入侵以及涂层基体膨胀作用下自修复涂层中微裂纹“萌芽-修复-扩展”的修复过程。