一种功能性乳液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术适用于水性乳液技术领域，公开了一种功能性乳液及其制备方法和应用，该功能性乳液能保持功能性添加剂原有的功能特性，且该功能性乳液的制备方式简单方便，净化和抗菌性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种功能性乳液及其制备方法和应用
本专利技术涉及水性乳液
，尤其涉及一种功能性乳液及其制备方法和应用。
技术介绍
功能性添加剂本身具有声学、光学、电学、热学和磁学等诸多特性，但将其与传统制备配方进行混合制备乳液时，功能性添加剂会被包覆，从而产生屏蔽作用，最终导致功能性添加剂丧失功能特性。将功能性添加剂直接和乳液的单体或聚合物结合，形成功能性乳液，可以有效避免功能性添加剂的作用被屏蔽，为乳液提供声学、光学、电学、热学和磁学等诸多特性的功能性添加剂，对于优化和拓展乳液的应用十分重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功能性乳液，该功能性乳液能保持功能性添加剂原有特性。本专利技术的另一个目的在于提供一种具有抗菌、防腐及净化效果的功能性乳液，能应用于涂料涂层领域中。为达到上述目的，本专利技术提供的方案是：一种功能性乳液，由具有式(Ⅰ)的功能性乳液分子聚合形成，功能性乳液分子在本申请中定义为形成功能性乳液的分子的统称，能起聚合反应而成高分子化合物的简单化合物；由式(Ⅰ)可看出功能性乳液分子中的R3与C之间的双键断裂，反应形成功能性乳液。在式(Ⅰ)中，R1、R2和R3至少一个与CN相连接，CN为C3N4及其衍生物，且R3中至少含有一个碳，即，所述功能性乳液分子的结构的式(Ⅰ)包括式(Ⅰa)～式(Ⅰf)的情况；所述功能性乳液分子由具有式(Ⅱ)的乳液分子与CN反应形成；其中，在本申请中乳液分子定义为形成乳液的分子的统称，且不具备功能性组分。所述乳液分子包括单体和聚合物，在结构式(Ⅱ)中，当k＝1时，表示乳液分子为单体形式，CN与单体发生反应生成所述功能性乳液分子；当k≥2时，表示乳液分子为聚合物形式，CN与聚合物发生反应生成所述功能性乳液分子。在上述式(Ⅰ)中R1、R2和R3的原基团分别为所述乳液分子的结构式(Ⅱ)中的R1a、R2a和R3a基团，且R1a、R2a和R3a独立选自氢、烃基、含氧基团、含氮基团、卤族元素和非金属元素中的一种或多种原子或基团。R1a/R2a/R3a基团中的氢原子被CN取代后，可形成结构如式(Ⅰ)或式(Ⅰa)～式(Ⅰf)的功能性乳液分子，由于R1、R2和R3所包含的化学式和结构式不存在必然关联，相互间连接的基团或化合物可能相同，也可能不同，因此形成的功能性乳液分子，性能和组分各异。进一步，在式(Ⅱ)中，R1a、R2a和R3a基团中的烃基包括烷基、烯基、炔基、苯基和苄基；含氧基团包括羟基、醛基、羰基、碳酸酯基、羧酸根、羧基、醚键、酯基、氢过氧基、过氧基和羟氨基；含氮基团包括酰胺基、氨基、硝基、亚硝基、偶氮基、氰基和吡啶基；卤族元素包括氟、氯、溴和碘；非金属元素包括硼、碳、磷、氮、氧、硫、硅、磷、硫、砷、硒和碲。R1a、R2a和R3a的通式均为CxHyNzOnMm，其中：C为碳元素，x为碳原子数；H为氢元素，y为氢原子数；N为氮元素，z为氮原子数；O为氧元素，n为氧原子数；M为卤族元素和/或非金属元素，m为原子数。进一步，当R1a和/或R2a的通式中x＝0，y＝1，z＝0，n＝0，m＝0时，乳液分子式(Ⅱ)中的R1a和/或R2a为氢原子，则对应的功能性乳液分子中的R1和/或R2为氢原子，其不与CN相连，功能性乳液分子的结构可为式(Ⅰa)、式(Ⅰb)、式(Ⅰd)、式(Ⅰe)或式(Ⅰf)。进一步，当R1a和/或R2a的通式中x＝0，y＝0，z＝0，n＝0，m＝1时，乳液分子式(Ⅱ)中的R1a和/或R2a为卤族元素和/或非金属元素，则对应的功能性乳液分子中的R1和/或R2为卤族元素和/或非金属元素，其不与CN相连，功能性乳液分子的结构可为式(Ⅰa)、式(Ⅰb)、式(Ⅰd)、式(Ⅰe)或式(Ⅰf)。进一步，当R1a和/或R2a的通式中x＝0，y＝1，z＝0，n＝1，m＝0时，R1a和/或R2a为羟基，羟基中的O与CN的活性位点结合形成O-N键。进一步，当R1a和/或R2a和/或R3a的通式中x≥1，y≥1，z＝0，n≥1，m＝0时，R1a和/或R2a和/或R3a包含氢、烃基或含氧基团，其中包括但不限于-OCH3、-OCH2CH3、-OCH2CH2CH3、-OCH2CH2CH2CH3、-OCH2CH(CH3)2、-OCH(CH3)CH2CH3、-OC(CH3)3、-OCH(CH2)5、-O(CH2)11CH3、-OCH2(CH3)(CH2)CH3、-O(CH2)OH和-OCH2(OH)CH3基团，基团中的C与CN的活性位点结合形成C-N键，且R1a和/或R2a和/或R3a中所含的基团较多，结合位点多，存在多种活性位点与CN结合的情况。进一步，当R1a和/或R2a和/或R3a的通式中x≥1，y≥1，z＝0，n≥1，m≥1时，R1a和/或R2a和/或R3a中包括但不限于含有卤族元素和/或非金属元素的烃基或含氧基团。进一步，当R1a和/或R2a和/或R3a的通式中x≥0，y≥2，z≥1，n≥1，m＝0时，R1a和/或R2a和/或R3a中可包括氢、烃基、含氧基团和含氮基团，其中包括但不限于-NH2、-NHCH2OH和-NHCH2O(CH2)3CH3，该基团中的C和/或N与CN的活性位点结合形成C-N键和/或N-N键，且R1a和/或R2a和/或R3a中所含的基团存在多个活性位点结合。特别的，当R1a和/或R2a的通式中x＝0，y＝2，z＝1，n＝1，m＝0时，R1a和/或R2a为羟氨基-NHOH，该基团中的O与CN的活性位点结合形成O-N键。进一步，当R1a和/或R2a和/或R3a的通式中x≥0，y≥2，z≥1，n≥1，m≥1时，R1a和/或R2a和/或R3a中包括但不限于含有卤族元素和/或非金属元素的烃基或含氧基团。进一步，所述C3N4及其衍生物包含掺杂C3N4和复合C3N4，其中掺杂C3N4的掺杂元素包括非金属元素、碱金属、碱土金属、主族金属、过渡金属、卤族元素和镧系元素中的一种或多种。其中非金属元素包括硼、硅、碳、磷、氮、氧、硫；碱金属包括锂、钠、钾、铷和铯；碱土金属包括铍、镁、钙、锶和钡；主族金属包括铝、镓和铟；过渡金属包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、镉、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂和金；卤族元素包括氟、氯、溴和碘；镧系元素包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。复合C3N4包括TiO2/C3N4、聚苯胺/C3N4、石墨烯/C3N4、GO/C3N4、SiO2/C3N4、BiOCl/C3N4、Fe3O4/C3N4、ZnO/C3N4等中的一种或多种。进一步，参照图2所示，C3N4存在三嗪环(a)和七嗪环(b)两种结构，C3N4中有两种N原子，与3个C原子相连的N处于电子配位饱和状态，构成环且处于电子配位不饱和状态的N均有一个活性位点上，易于其他的外来原子或基团发生结合反应，即三嗪环(a)的活性位点为N1、N2、N3，七嗪环(b)的结合位点为N4、N5、N6、N7、N8、N9，能与所述乳液分子中的原子或基团发生结合反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能性乳液，其特征在于，所述功能性乳液由具有结构式(Ⅰ)的功能性乳液分子聚合形成，在式(Ⅰ)中，R

【技术特征摘要】
1.一种功能性乳液，其特征在于，所述功能性乳液由具有结构式(Ⅰ)的功能性乳液分子聚合形成，在式(Ⅰ)中，R1、R2和R3至少一个与CN相连接，CN为C3N4及其衍生物，且R3中至少含有一个碳；



所述功能性乳液分子由具有式(Ⅱ)的乳液分子与CN反应形成，



在式(Ⅰ)中R1、R2和R3的原基团分别为所述乳液分子结构式(Ⅱ)中的R1a、R2a和R3a基团，且R1a、R2a和R3a独立选自氢、烃基、含氧基团、含氮基团、卤族元素和非金属元素中的一种或多种原子或基团。


2.如权利要求1所述的一种功能性乳液，其特征在于，所述乳液分子包括单体和聚合物，在结构式(Ⅱ)中，当k＝1时，表示乳液分子为单体，CN与单体发生反应生成所述功能性乳液分子；当k≥2时，表示乳液分子为聚合物，CN与聚合物发生反应生成所述功能性乳液分子。


3.如权利要求1所述的一种功能性乳液，其特征在于，所述烃基包括烷基、烯基、炔基、苯基和苄基；
所述含氧基团包括羟基、醛基、羰基、碳酸酯基、羧酸根、羧基、醚键、酯基、氢过氧基、过氧基和羟氨基；
所述含氮基团包括酰胺基、氨基、硝基、亚硝基、偶氮基、氰基和吡啶基；
所述卤族元素包括氟、氯、溴和碘；
所述非金属元素包括硼、碳、磷、氮、氧、硫、硅、磷、硫、砷、硒和碲。


4.如权利要求3所述的一种功能性乳液，其特征在于，R1a、R2a和R3a的通式均为CxHyNzOnMm，其中：C为碳元素，x为碳原子数；H为氢元素，y为氢原子数；N为氮元素，z为氮原子数；O为氧元素，n为氧原子数；M为卤族元素和/或非金属元素，m为原子数。


5.如权利要求4所述的一种功能性乳液，其特征在于，当R1a和/或R2a的通式中x＝0，y＝1，z＝0，n＝0，m＝0时，式(Ⅱ)中的R1a和/或R2a为氢原子，则式(Ⅰ)中的R1和/或R2为氢原子，其不与CN相连。


6.如权利要求4所述的一种功能性乳液，其特征在于，当R1a和/或R2a的通式中x＝0，y＝0，z＝0，n＝0，m＝1时，式(Ⅱ)中的R1a和/或R2a为卤族元素和/或非金属元素，则式(Ⅰ)中的R1和/或R2为卤族元素和/或非金属元素，其不与CN相连；
当R1a和/或R2a的通式中x＝0，y＝1，z＝0，n＝1，m＝0时，R1a和/或R2a为羟基，CN的活性位点与羟基结合形成O-N键。


7.如权利要求4所述的一种功能性乳液，其特征在于，当R1a和/或R2a和/或R3a的通式中x≥1，y≥1，z＝0，n≥1，m＝0时，R1a和/或R2a和/或R3a包含氢、烃基或含氧基团，其中包括但不限于-OCH3、-OCH2CH3、-OCH2CH2CH3、-OCH2CH2CH2CH3、-OCH2CH(CH3)2、-OCH(CH3)CH2CH3、-OC(CH3)3、-OCH(CH2)5、-O(CH2)11CH3、-OCH2(CH3)(CH2)CH3、-O(CH2)OH和-OCH2(OH)CH3基团，基团中的C与CN的活性位点结合形成C-N键，且R1a和/或R2a和/或R3a中所含的基团存在多个活性位点结合；
当R1a和/或R2a和/或R3a的通式中x≥1，y≥1，z＝0，n≥1，m≥1时，R1a和/或R2a和/或R3a中包括但不限于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵梓俨，李伟，赵梓权，万文超，李鹏辉，刘帅卓，曾广勇，
申请(专利权)人：赵梓俨，李伟，赵梓权，
类型：发明
国别省市：四川;51