一种功能改性苯丙抗菌乳液制造技术

本发明专利技术涉及一种功能改性苯丙抗菌乳液，以质量份计，由72份丙烯酸丁酯、26份甲基丙烯酸甲酯、15份苯乙烯、6份丙烯腈、5份丙烯酸、9份丙烯酸六氟丁酯、11份含氟单体A、10份表面改性纳米氧化锌、8份丙烯酸缩水甘油酯、11份3‑乙烯基苯胺、10份乙烯基封端聚硅氧烷、1.4份过硫酸钾、15份可聚合乳化剂、0.3份硝酸银、0.3份硼氢化钠、720份去离子水经无皂乳液聚合而成。以硅氟单体、氟单体、纳米氧化锌对苯丙乳液进行改性，改善了苯丙乳液的耐热、耐水和耐候等性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种功能改性苯丙抗菌乳液，属于乳液聚合领域。技术背景水性苯丙乳液具有成膜性好、施工性好、涂膜的耐碱性及保色性好和无污染等优点，目前已获得广泛的应用。然而，苯丙乳液产品低温条件下容易发脆，耐高温性差，在涂料应用中最明显的缺点就是高温回粘，导致耐沾污性下降，耐水性和耐候性也较差，这些因素导致其使用范围受到一定的限制。为了得到性能优异的苯丙乳液涂料，人们纷纷把目光投向对苯丙乳液树脂的改性。近年来，利用含氟、硅单体对苯丙树脂进行改性，既能保持苯丙乳液共聚物原有的优点，又赋予其优异的耐候性、耐水性、耐油性、耐热性及耐沾污性等特点，因而具有广泛的应用前景。此外，有机-无机纳米复合材料兼具有机和无机材料的优点，相互弥补不足，可用于涂料、塑料、橡胶等的改性研究，用以提高材料的性能。纳米氧化锌作为一种功能性组分引入聚合物体系中，不仅可以提高涂层的耐磨性、耐候性、耐溶剂性和抗紫外光性，而且使表面能够形成纳米结构，提高表面的防水、防油性能。纺织品的抗菌生产方法主要有两种：一种方法是将抗菌剂添加到成纤聚合物中，经纺丝后制成抗菌纤维，具有抗菌性能优良、持久性(耐洗性)、安全性高并且使用舒适的特点。另一种方法是采用抗菌整理剂进行整理的方法，由于其工艺简单、抗菌剂选择余地大、适用性广等特点而得到广泛应用，此类抗菌纺织品在应用中也显现出许多问题，如抗菌效果持久性问题、溶出物对人体的安全性等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种功能改性苯丙抗菌乳液，以有机硅、氟单体及纳米粒子共改性苯丙乳液，形成有机-无机杂化纳米氧化锌/含氟硅纳米银抗菌苯丙乳液。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种功能改性苯丙抗菌乳液，以质量份计，由72份丙烯酸丁酯、26份甲基丙烯酸甲酯、15份苯乙烯、6份丙烯腈、5份丙烯酸、9份丙烯酸六氟丁酯、11份含氟单体A、10份表面改性纳米氧化锌、8份丙烯酸缩水甘油酯、11份3-乙烯基苯胺、10份乙烯基封端聚硅氧烷、1.4份过硫酸钾、15份可聚合乳化剂、0.3份硝酸银、0.3份硼氢化钠、720份去离子水经无皂乳液聚合而成；所述的含氟单体A的结构式如式1所示：所述的乙烯基封端聚硅氧烷的结构式如式2所示：含氟单体A的制备方法为：在装有回流冷凝管和恒压漏斗的三颈烧瓶中，加入配方量的3-丁烯-1-醇和适量的无水乙醚，室温下缓慢滴加3-丁烯-1-醇等摩尔量的六氟环氧丙烷二聚体，在搅拌下反应约12h，除去反应混合物中的乙醚后，再经减压蒸馏得到含氟单体A。所述的表面改性纳米氧化锌由下述方法制得：依次将质量比为1∶10∶0.2∶0.3的粒径为30～50nm的氧化锌、无水乙醇、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷放入三口瓶中，再加入醋酸调节pH＝5.5～6.5，在70℃下搅拌反应4小时后，冷却；通过无水乙醇反复高速离心分离5次，去除多余的偶联剂；滤饼经干燥、研磨、过筛，即得改性纳米氧化锌粉末；所述功能改性苯丙抗菌乳液的制备方法为：1)在预乳化罐中加入340份去离子水、9份可聚合乳化剂，溶解后缓慢加入72份丙烯酸丁酯、26份甲基丙烯酸甲酯、15份苯乙烯、6份丙烯腈、5份丙烯酸、9份丙烯酸六氟丁酯、11份含氟单体A、8份丙烯酸缩水甘油酯、11份3-乙烯基苯胺、10份乙烯基封端聚硅氧烷，制得预乳化液；1.4份过硫酸钾与30份去离子水形成水溶液；2)在反应釜中加入310重量份去离子水、6份可聚合乳化剂、10份表面改性纳米氧化锌、1/4体积步骤1)预乳化液，然后加热至83～85℃，加入1/4体积引发剂溶液，保持反应温度在85～87℃，反应30min，制得种子乳液；3)同时滴加步骤1)所制备的剩余预乳化液以及引发剂溶液至反应釜中，保持反应温度为86～88℃；4)滴加完成后，控制温度在88～90℃，保温2小时；5)将反应釜温度降至45～50℃，加入0.3份硝酸银与20份去离子水的溶液，搅拌均匀后，迅速加入0.3份硼氢化钠与20份去离子水的溶液，进行还原反应；过200目筛，即得功能改性苯丙抗菌乳液。所述的可聚合乳化剂由乙烯基磺酸钠(SVS)、烯丙基磺酸钠(SAS)、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠(HAPS)、丙烯酰胺基丙烷磺酸钠(AMPS)，其质量比为2∶1∶2∶1。氟硅烷偶联剂与硅烷偶联剂协同改性纳米氧化锌粒子，氟烷基可有效降低纳米粒子的表面张力，促进纳米粒子的稳定，可避免在乳液聚合过程中纳米粒子的团聚；此外，通过硅烷偶联剂的C＝C双键，在纳米粒子表面形成聚合物，形成无机-有机复合材料，增强了乳液膜的强度、耐水等性能。氟具有特别强的疏水性，含氟基团在成膜时易富集于膜的表面，形成严密的疏水层，以及纳米氧化锌表面接枝的氟硅偶联剂，可有效减弱位于乳液膜表面的纳米氧化锌粒子因表面含有的未反应羟基吸收空气中水份而导致乳液膜疏水性不足的缺陷。在苯丙等单体聚合物分子链上，通过与胺基螯合，使银离子吸附到分子链上，再以还原剂还原，形成纳米银粒子，而纳米银具有优异的抗菌性，可与纳米氧化锌形成抗菌协同效应。纳米银、纳米氧化锌的抗菌效果持久，不会出现溶出物而对人体安全性造成危害。本专利技术以硅氟单体、氟单体、纳米氧化锌对苯丙乳液进行改性，改善了苯丙乳液的耐热、耐水和耐候等性能。具体实施方案下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明：实施例1：表面改性纳米氧化锌的制备：依次将质量比为10份粒径为30～50nm的氧化锌、100份无水乙醇、2份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3份十三氟辛基三甲氧基硅烷放入三口瓶中，再加入醋酸调节pH＝5.5～6.5，在70℃下搅拌反应4小时后，冷却；通过无水乙醇反复高速离心分离5次，去除多余的偶联剂；滤饼经干燥、研磨、过筛，即得改性纳米氧化锌粉末。实施例2：含氟单体A的制备：在装有回流冷凝管和恒压漏斗的三颈烧瓶中，加入1mol的3-丁烯-1-醇和500mL的无水乙醚，室温下缓慢滴加1mol的六氟环氧丙烷二聚体，在搅拌下反应约12h，除去反应混合物中的乙醚后，再经减压蒸馏得到含氟单体A。实施例3：一种功能改性苯丙抗菌乳液，以质量份计，由72份丙烯酸丁酯、26份甲基丙烯酸甲酯、15份苯乙烯、6份丙烯腈、5份丙烯酸、9份丙烯酸六氟丁酯、11份含氟单体A、10份表面改性纳米氧化锌、8份丙烯酸缩水甘油酯、11份3-乙烯基苯胺、10份乙烯基封端聚硅氧烷、1.4份过硫酸钾、15份可聚合乳化剂、0.3份硝酸银、0.3份硼氢化钠、720份去离子水经无皂乳液聚合而成；功能改性苯丙抗菌乳液的制备方法为：1)在预乳化罐中加入340份去离子水、9份可聚合乳化剂，溶解后缓慢加入72份丙烯酸丁酯、26份甲基丙烯酸甲酯、15份苯乙烯、6份丙烯腈、5份丙烯酸、9份丙烯酸六氟丁酯、11份含氟单体A、8份丙烯酸缩水甘油酯、11份3-乙烯基苯胺、10份乙烯基封端聚硅氧烷，制得预乳化液；1.4份过硫酸钾与30份去离子水形成水溶液；2)在反应釜中加入310重量份去离子水、6份可聚合乳化剂、10份表面改性纳米氧化锌、1/4体积步骤1)预乳化液，然后加热至83～85℃，加入1/4体积引发剂溶液，保持反应温度在85～87℃，反应30min，制得种子乳液；3)同时滴加步骤1)所制备的剩余预乳化液以及引发剂溶液至反应釜中，保持反应温度为86～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功能改性苯丙抗菌乳液，以质量份计，由72份丙烯酸丁酯、26份甲基丙烯酸甲酯、15份苯乙烯、6份丙烯腈、5份丙烯酸、9份丙烯酸六氟丁酯、11份含氟单体A、10份表面改性纳米氧化锌、8份丙烯酸缩水甘油酯、11份3‑乙烯基苯胺、10份乙烯基封端聚硅氧烷、1.4份过硫酸钾、15份可聚合乳化剂、0.3份硝酸银、0.3份硼氢化钠、720份去离子水经无皂乳液聚合而成；所述的含氟单体A的结构式如式1所示：所述的乙烯基封端聚硅氧烷的结构式如式2所示：

【技术特征摘要】
1.一种功能改性苯丙抗菌乳液，以质量份计，由72份丙烯酸丁酯、26份甲基丙烯酸甲酯、15份苯乙烯、6份丙烯腈、5份丙烯酸、9份丙烯酸六氟丁酯、11份含氟单体A、10份表面改性纳米氧化锌、8份丙烯酸缩水甘油酯、11份3-乙烯基苯胺、10份乙烯基封端聚硅氧烷、1.4份过硫酸钾、15份可聚合乳化剂、0.3份硝酸银、0.3份硼氢化钠、720份去离子水经无皂乳液聚合而成；所述的含氟单体A的结构式如式1所示：所述的乙烯基封端聚硅氧烷的结构式如式2所示：2.如权利要求1所述的一种功能改性苯丙抗菌乳液，其特征在于：所述的可聚合乳化剂由乙烯基磺酸钠(SVS)、烯丙基磺酸钠(SAS)、甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠(HAPS)、丙烯酰胺基丙烷磺酸钠(AMPS)，其质量比为2∶1∶2∶1。3.如权利要求1所述的一种功能改性苯丙抗菌乳液，其特征在于：功能改性苯丙抗菌乳液的制备方法为：1)在预乳化罐中加入340份去离子水、9份可聚合乳化剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦瑶，
申请(专利权)人：秦瑶，
类型：发明
国别省市：浙江;33