【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及除甲醛涂料，尤其涉及一种除甲醛乳液及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着人们对居住环境要求的提高，除甲醛环保涂料受到人们的青睐。目前市面上的无醛涂料、无添加涂料等虽然表示没有在涂料中添加过含有甲醛类物质的杀菌剂，但使用这一类涂料进行装修并不代表室内就无甲醛的安全隐患，因为造成室内污染的大部分甲醛是来自新装修的地板或木质家具中，而要消除这些污染隐患则要靠另一类涂料——“除甲醛涂料”。除甲醛涂料是指能够通过化学或者物理手段充分降低室内甲醛浓度的涂料。其中，使用物理吸附除甲醛是可逆的，在一定时间内降低了甲醛浓度后又会在一定时间后逐渐恢复；而使用化学手段除甲醛大多依赖对助剂填料的功能化，由于涂料中助剂的添加量并不多，因此其效果不明显；有些产品还会对乳液进行化学改性，但其主要使用氨基化合物作为功能单体，除甲醛效果缓慢，效率低下。此外，现有除甲醛涂料的综合性能(如耐水性、耐沾污性、机械强度和弹性等)也有待进一步加强。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供一种除甲醛乳液及其制备方法和应用，除甲醛乳液通过各原料组分的协同作用，可以彻底分解甲醛，且除甲醛效率高；水性除甲醛涂料具有优异的除甲醛性能及综合性能。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、第一方面，本专利技术提供一种除甲醛乳液，包括除醛功能单体，所述除醛功能单体的结构式包括式1～式3所示结构中的至少一种：
4、
5、式中，r1选自c1～c5烷基、c1
6、相对于现有技术，本专利技术提供的除甲醛乳液，除醛功能单体中，两个羰基中间的亚甲基的氢原子具有极高的反应活性，可以与甲醛发生类似于羟醛缩合的亲核加成反应，从而达到去除甲醛的效果。并且，该反应的产物还能更进一步进行交联反应，提高除甲醛乳液或除甲醛涂料的交联度和致密性，从而增加漆膜的机械强度，提高耐水性和耐沾污能力：第1种是可逆的交联反应，两分子的与甲醛反应后的产物可以通过分子间脱去一分子水形成新的醚，来提高漆膜机械性能；第2种是不可逆的交联反应，与甲醛反应后的产物中具有羟基，可以与除醛功能单体中的α氢进行反应，脱去一分子水，使反应后的碳链增长且不会引入杂原子。由于除醛功能单体中α-h的酸性比羟基上h的酸性大得多，从pka数值上看，前者约为后者的100倍，更容易失去质子，因此，当两种脱水缩合反应同时存在时，第2种反应的优先度要远大于第1种；而羟基得到氢质子先形成类似氧鎓盐的结构，随后经分子内脱水形成邻位的碳正离子，再与除醛功能单体中的α-c相结合。由此可见，本专利技术中除醛功能单体与甲醛反应的机理与现有技术中带氨基官能团的单体截然不同，且效率更高。
7、以乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯(aaema)为例，aaema和甲醛反应生成3-羟甲基-甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇双酯，及3-羟甲基-甲基丙烯酸乙酰乙酸乙二醇双酯参与的脱水缩合反应的反应方程式如式i～iii所示。
8、
9、优选的，r1选自c1～c3直链烷基、端基为烯基的c1～c8直链烯基、其中，m1为1～4的整数，m2为1～4的整数，n为1～6的整数，r3表示c1～c3直链烷基；
10、r2选自端基为烯基的c1～c8直链烯基或c1～c3直链烷基；
11、且r1或r2中至少一个为c1～c3直链烷基。
12、进一步优选的，所述除醛功能单体为式1-1～式1-4、式2-1～式2-5或式3-1～式3-2中的至少一种：
13、
14、
15、式中，n为1～6的整数，m1为1～3的整数，m2为1～3的整数。
16、需要说明的是，本专利技术中式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)为现有技术，可以通过市售购得。
17、本专利技术优选的除醛功能单体具有优异的吸收甲醛的功能，同时与甲醛反应后的产物可进一步交联，进而提高了漆膜的致密性，增加了耐水性、耐沾污性和力学强度。
18、此外，本专利技术的除醛功能单体可以通过常规方法进行制备，这里不再详细展开。
19、示例的，式1-1或式1-2的制备方法如式iv所示，式中r1表示甲基或乙基，r4表示甲基或乙基，n为1～6的整数：
20、
21、示例的，式1-3或式1-4的制备方法如式v所示，式中r2表示甲基或乙基，r4表示甲基或乙基，m1为1～3的整数，m2为1～3的整数：
22、
23、示例的，式2-2或式2-4的制备方法如式vi所示，式中r1表示甲基或乙基，r4表示甲基或乙基，n为1～6的整数：
24、
25、
26、示例的，式2-5或式2-6的制备方法如式vii所示，式中r2表示甲基或乙基，r4表示甲基或乙基，n为1～6的整数：
27、
28、示例的，式3-1或式3-2的制备方法如式viii所示，式中r1表示甲基或乙基，r4表示甲基或乙基，n为1～6的整数：
29、
30、优选的，所述除甲醛乳液包括以下质量份数的原料组分：乳化剂1.7～3.5份、活性缓冲剂1～2份、辅助除甲醛剂1～2份、软段单体26～52份、硬段单体17～35份、第一引发剂0.9～2.4份、除醛功能单体1～4份、交联单体0.9～2.2份、第二引发剂0.3～0.8份、ph调节剂0.5～1份和水22～34份。
31、本专利技术提供的除甲醛乳液，硬段单体的玻璃化转变温度较高，具有刚性，软段单体的玻璃化温度较低，具有韧性，硬段单体和软段单体作为除甲醛乳液的主单体，通过控制二者的用量比例可以调控除甲醛乳液的玻璃化转变温度，从而降低除甲醛乳液的最低成膜温度，减少成膜助剂的用量，且除甲醛乳液的有效组分不易挥发；此外，通过控制二者的用量比例还可以调控除甲醛乳液的耐洗刷性能和弹性。活性缓冲剂可以调节体系的酸度，组成水相低聚物；辅助除醛剂可以调节体系的流变性，同时具有一定的除醛效果，保持除甲醛乳液前期和后期体系的稳定性；交联单体可以提高除甲醛乳液的交联度，提高致密性，进一步优化除甲醛乳液的耐污性和耐洗刷性能。
32、本专利技术通过各原料组分的协同作用及特定的配比含量，得到了综合性能优异的除甲醛乳液。将其用于除甲醛涂料中，可以有效降低环境中甲醛的含量，同时使漆膜兼具优异的力学强度、耐冲刷性和耐沾污性等综合性能，具有较高的实用价值和推广价值。
33、优选的，所述除甲醛乳液包括以下质量份数的原料组分：乳化剂2～3份、活性缓冲剂1～2份、辅助除甲醛剂1～2份、软段单体30～45份、硬段单体20～30份、第一引发剂1～2份、除醛功能单体1～4份、交联单体1～2份、第二引发剂0.3～0.8份、ph调节剂0.5～1份和水25～30份。
34、优选的，所述除甲醛乳液为硬核软壳型单核双壳结构，包本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种除甲醛乳液，其特征在于，包括除醛功能单体，所述除醛功能单体的结构式包括式1～式3所示结构中的至少一种：
2.如权利要求1所述的除甲醛乳液，其特征在于，R1选自C1～C3直链烷基、端基为烯基的C1～C8直链烯基、其中，m1为1～4的整数，m2为1～4的整数，n为1～6的整数，R3表示C1～C3直链烷基；
3.如权利要求2所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述除醛功能单体为式1-1～式1-4、式2-1～式2-5或式3-1～式3-2中的至少一种；
4.如权利要求1所述的除甲醛乳液，其特征在于，包括以下质量份数的原料组分：乳化剂1.7～3.5份、活性缓冲剂1～2份、辅助除甲醛剂1～2份、软段单体26～52份、硬段单体17～35份、第一引发剂0.9～2.4份、除醛功能单体1～4份、交联单体0.9～2.2份、第二引发剂0.3～0.8份、pH调节剂0.5～1份和水22～34份。
5.如权利要求4所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述除甲醛乳液为硬核软壳型单核双壳结构，包括5部分原料：核层原料、内壳层原料、外壳层原料、第二引发剂和pH调节剂；其中，
6.如权利要求4所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述除甲醛乳液为软核硬壳型单核双壳结构，包括5部分原料：核层原料、内壳层原料、外壳层原料、第二引发剂和pH调节剂；其中，所述核层原料包括基底引发溶液和核预乳液，所述内壳层原料包括内壳预乳液，所述外壳层原料包括外壳预乳液；
7.如权利要求5所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述基底引发溶液中软段单体与硬段单体的质量比为7:3～1:1；
8.如权利要求6所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述基底引发溶液中软段单体与硬段单体的质量比为7:3～1:1；
9.如权利要求4～8任一项所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述硬段单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丙酯或甲基丙烯酸正丁酯中的至少一种；
10.权利要求5～8任一项所述的除甲醛乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.权利要求1～9任一项所述的除甲醛乳液或由权利要求10所述的除甲醛乳液的制备方法制备得到的除甲醛乳液在除甲醛涂料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种除甲醛乳液，其特征在于，包括除醛功能单体，所述除醛功能单体的结构式包括式1～式3所示结构中的至少一种：
2.如权利要求1所述的除甲醛乳液，其特征在于，r1选自c1～c3直链烷基、端基为烯基的c1～c8直链烯基、其中，m1为1～4的整数，m2为1～4的整数，n为1～6的整数，r3表示c1～c3直链烷基；
3.如权利要求2所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述除醛功能单体为式1-1～式1-4、式2-1～式2-5或式3-1～式3-2中的至少一种；
4.如权利要求1所述的除甲醛乳液，其特征在于，包括以下质量份数的原料组分：乳化剂1.7～3.5份、活性缓冲剂1～2份、辅助除甲醛剂1～2份、软段单体26～52份、硬段单体17～35份、第一引发剂0.9～2.4份、除醛功能单体1～4份、交联单体0.9～2.2份、第二引发剂0.3～0.8份、ph调节剂0.5～1份和水22～34份。
5.如权利要求4所述的除甲醛乳液，其特征在于，所述除甲醛乳液为硬核软壳型单核双壳结构，包括5部分原料：核层原料、内壳层原料、外壳层原料、第二引发剂和ph调节剂；其中，所述核层原料包括基底引发...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明阳，班佳敏，王美玉，何璇，白旭秋，罗仕刚，
申请(专利权)人：卡本科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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