【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及除甲醛涂料，尤其涉及一種除甲醛乳液及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著人們對居住環境要求的提高，除甲醛環保涂料受到人們的青睞。目前市面上的無醛涂料、無添加涂料等雖然表示沒有在涂料中添加過含有甲醛類物質的殺菌劑，但使用這一類涂料進行裝修并不代表室內就無甲醛的安全隱患，因為造成室內污染的大部分甲醛是來自新裝修的地板或木質家具中，而要消除這些污染隱患則要靠另一類涂料——“除甲醛涂料”。除甲醛涂料是指能夠通過化學或者物理手段充分降低室內甲醛濃度的涂料。其中，使用物理吸附除甲醛是可逆的，在一定時間內降低了甲醛濃度后又會在一定時間后逐漸恢復；而使用化學手段除甲醛大多依賴對助劑填料的功能化，由于涂料中助劑的添加量并不多，因此其效果不明顯；有些產品還會對乳液進行化學改性，但其主要使用氨基化合物作為功能單體，除甲醛效果緩慢，效率低下。此外，現有除甲醛涂料的綜合性能(如耐水性、耐沾污性、機械強度和彈性等)也有待進一步加強。
技術實現思路
1、針對上述問題，本專利技術提供一種除甲醛乳液及其制備方法和應用，除甲醛乳液通過各原料組分的協同作用，可以徹底分解甲醛，且除甲醛效率高；水性除甲醛涂料具有優異的除甲醛性能及綜合性能。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供的技術方案是：
3、第一方面，本專利技術提供一種除甲醛乳液，包括除醛功能單體，所述除醛功能單體的結構式包括式1～式3所示結構中的至少一種：
4、
5、式中，r1選自c1～c5烷基、c1
6、相對于現有技術，本專利技術提供的除甲醛乳液，除醛功能單體中，兩個羰基中間的亞甲基的氫原子具有極高的反應活性，可以與甲醛發生類似于羥醛縮合的親核加成反應，從而達到去除甲醛的效果。并且，該反應的產物還能更進一步進行交聯反應，提高除甲醛乳液或除甲醛涂料的交聯度和致密性，從而增加漆膜的機械強度，提高耐水性和耐沾污能力：第1種是可逆的交聯反應，兩分子的與甲醛反應后的產物可以通過分子間脫去一分子水形成新的醚，來提高漆膜機械性能；第2種是不可逆的交聯反應，與甲醛反應后的產物中具有羥基，可以與除醛功能單體中的α氫進行反應，脫去一分子水，使反應后的碳鏈增長且不會引入雜原子。由于除醛功能單體中α-h的酸性比羥基上h的酸性大得多，從pka數值上看，前者約為后者的100倍，更容易失去質子，因此，當兩種脫水縮合反應同時存在時，第2種反應的優先度要遠大于第1種；而羥基得到氫質子先形成類似氧鎓鹽的結構，隨后經分子內脫水形成鄰位的碳正離子，再與除醛功能單體中的α-c相結合。由此可見，本專利技術中除醛功能單體與甲醛反應的機理與現有技術中帶氨基官能團的單體截然不同，且效率更高。
7、以乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯(aaema)為例，aaema和甲醛反應生成3-羥甲基-甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇雙酯，及3-羥甲基-甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇雙酯參與的脫水縮合反應的反應方程式如式i～iii所示。
8、
9、優選的，r1選自c1～c3直鏈烷基、端基為烯基的c1～c8直鏈烯基、其中，m1為1～4的整數，m2為1～4的整數，n為1～6的整數，r3表示c1～c3直鏈烷基；
10、r2選自端基為烯基的c1～c8直鏈烯基或c1～c3直鏈烷基；
11、且r1或r2中至少一個為c1～c3直鏈烷基。
12、進一步優選的，所述除醛功能單體為式1-1～式1-4、式2-1～式2-5或式3-1～式3-2中的至少一種：
13、
14、
15、式中，n為1～6的整數，m1為1～3的整數，m2為1～3的整數。
16、需要說明的是，本專利技術中式2-1(乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯)和式2-3(乙酰乙酸烯丙酯)為現有技術，可以通過市售購得。
17、本專利技術優選的除醛功能單體具有優異的吸收甲醛的功能，同時與甲醛反應后的產物可進一步交聯，進而提高了漆膜的致密性，增加了耐水性、耐沾污性和力學強度。
18、此外，本專利技術的除醛功能單體可以通過常規方法進行制備，這里不再詳細展開。
19、示例的，式1-1或式1-2的制備方法如式iv所示，式中r1表示甲基或乙基，r4表示甲基或乙基，n為1～6的整數：
20、
21、示例的，式1-3或式1-4的制備方法如式v所示，式中r2表示甲基或乙基，r4表示甲基或乙基，m1為1～3的整數，m2為1～3的整數：
22、
23、示例的，式2-2或式2-4的制備方法如式vi所示，式中r1表示甲基或乙基，r4表示甲基或乙基，n為1～6的整數：
24、
25、
26、示例的，式2-5或式2-6的制備方法如式vii所示，式中r2表示甲基或乙基，r4表示甲基或乙基，n為1～6的整數：
27、
28、示例的，式3-1或式3-2的制備方法如式viii所示，式中r1表示甲基或乙基，r4表示甲基或乙基，n為1～6的整數：
29、
30、優選的，所述除甲醛乳液包括以下質量份數的原料組分：乳化劑1.7～3.5份、活性緩沖劑1～2份、輔助除甲醛劑1～2份、軟段單體26～52份、硬段單體17～35份、第一引發劑0.9～2.4份、除醛功能單體1～4份、交聯單體0.9～2.2份、第二引發劑0.3～0.8份、ph調節劑0.5～1份和水22～34份。
31、本專利技術提供的除甲醛乳液，硬段單體的玻璃化轉變溫度較高，具有剛性，軟段單體的玻璃化溫度較低，具有韌性，硬段單體和軟段單體作為除甲醛乳液的主單體，通過控制二者的用量比例可以調控除甲醛乳液的玻璃化轉變溫度，從而降低除甲醛乳液的最低成膜溫度，減少成膜助劑的用量，且除甲醛乳液的有效組分不易揮發；此外，通過控制二者的用量比例還可以調控除甲醛乳液的耐洗刷性能和彈性。活性緩沖劑可以調節體系的酸度，組成水相低聚物；輔助除醛劑可以調節體系的流變性，同時具有一定的除醛效果，保持除甲醛乳液前期和后期體系的穩定性；交聯單體可以提高除甲醛乳液的交聯度，提高致密性，進一步優化除甲醛乳液的耐污性和耐洗刷性能。
32、本專利技術通過各原料組分的協同作用及特定的配比含量，得到了綜合性能優異的除甲醛乳液。將其用于除甲醛涂料中，可以有效降低環境中甲醛的含量，同時使漆膜兼具優異的力學強度、耐沖刷性和耐沾污性等綜合性能，具有較高的實用價值和推廣價值。
33、優選的，所述除甲醛乳液包括以下質量份數的原料組分：乳化劑2～3份、活性緩沖劑1～2份、輔助除甲醛劑1～2份、軟段單體30～45份、硬段單體20～30份、第一引發劑1～2份、除醛功能單體1～4份、交聯單體1～2份、第二引發劑0.3～0.8份、ph調節劑0.5～1份和水25～30份。
34、優選的，所述除甲醛乳液為硬核軟殼型單核雙殼結構，包本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種除甲醛乳液，其特征在于，包括除醛功能單體，所述除醛功能單體的結構式包括式1～式3所示結構中的至少一種：
2.如權利要求1所述的除甲醛乳液，其特征在于，R1選自C1～C3直鏈烷基、端基為烯基的C1～C8直鏈烯基、其中，m1為1～4的整數，m2為1～4的整數，n為1～6的整數，R3表示C1～C3直鏈烷基；
3.如權利要求2所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述除醛功能單體為式1-1～式1-4、式2-1～式2-5或式3-1～式3-2中的至少一種；
4.如權利要求1所述的除甲醛乳液，其特征在于，包括以下質量份數的原料組分：乳化劑1.7～3.5份、活性緩沖劑1～2份、輔助除甲醛劑1～2份、軟段單體26～52份、硬段單體17～35份、第一引發劑0.9～2.4份、除醛功能單體1～4份、交聯單體0.9～2.2份、第二引發劑0.3～0.8份、pH調節劑0.5～1份和水22～34份。
5.如權利要求4所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述除甲醛乳液為硬核軟殼型單核雙殼結構，包括5部分原料：核層原料、內殼層原料、外殼層原料、第二引發劑和pH調節劑；其中，
6.如權利要求4所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述除甲醛乳液為軟核硬殼型單核雙殼結構，包括5部分原料：核層原料、內殼層原料、外殼層原料、第二引發劑和pH調節劑；其中，所述核層原料包括基底引發溶液和核預乳液，所述內殼層原料包括內殼預乳液，所述外殼層原料包括外殼預乳液；
7.如權利要求5所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述基底引發溶液中軟段單體與硬段單體的質量比為7:3～1:1；
8.如權利要求6所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述基底引發溶液中軟段單體與硬段單體的質量比為7:3～1:1；
9.如權利要求4～8任一項所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述硬段單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丙酯或甲基丙烯酸正丁酯中的至少一種；
10.權利要求5～8任一項所述的除甲醛乳液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
11.權利要求1～9任一項所述的除甲醛乳液或由權利要求10所述的除甲醛乳液的制備方法制備得到的除甲醛乳液在除甲醛涂料中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種除甲醛乳液，其特征在于，包括除醛功能單體，所述除醛功能單體的結構式包括式1～式3所示結構中的至少一種：
2.如權利要求1所述的除甲醛乳液，其特征在于，r1選自c1～c3直鏈烷基、端基為烯基的c1～c8直鏈烯基、其中，m1為1～4的整數，m2為1～4的整數，n為1～6的整數，r3表示c1～c3直鏈烷基；
3.如權利要求2所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述除醛功能單體為式1-1～式1-4、式2-1～式2-5或式3-1～式3-2中的至少一種；
4.如權利要求1所述的除甲醛乳液，其特征在于，包括以下質量份數的原料組分：乳化劑1.7～3.5份、活性緩沖劑1～2份、輔助除甲醛劑1～2份、軟段單體26～52份、硬段單體17～35份、第一引發劑0.9～2.4份、除醛功能單體1～4份、交聯單體0.9～2.2份、第二引發劑0.3～0.8份、ph調節劑0.5～1份和水22～34份。
5.如權利要求4所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述除甲醛乳液為硬核軟殼型單核雙殼結構，包括5部分原料：核層原料、內殼層原料、外殼層原料、第二引發劑和ph調節劑；其中，所述核層原料包括基底引發...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李明陽，班佳敏，王美玉，何璇，白旭秋，羅仕剛，
申請(專利權)人：卡本科技集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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