[发明专利]一种改性苯丙乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种改性苯丙乳液及其制备方法。具体地，本发明提供一种改性苯丙乳液，由丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、全氟聚醚甲基丙烯酸酯和碳量子点‑二氧化钛复合物在引发剂和乳化剂的作用下，进行聚合反应制备得到。通过加入全氟聚醚甲基丙烯酸酯，赋予乳液更好的成膜性；通过加入碳量子点‑二氧化钛复合物，与其他组分复合，增强了苯丙乳液的稳定性、耐腐蚀性和耐磨性。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种改性苯丙乳液及其制备方法。

背景技术

苯丙乳液是由丙烯酸酯单体与苯乙烯聚合而成，在金属层涂料、建材涂料、粘合剂等领域被普遍运用。然而苯丙乳液在抗氧化、扩张性、耐水性等方面尚不完善，很大程度限制了其运用范围。

现有技术通常将其进行改性，例如采用有机氟改进，常用的含氟单体为三氟乙酸丙烯酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、全氟烷基乙基丙烯酸酯或全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯，在一定程度上提高了苯丙乳液的性能，但是仍然存在乳液稳定性、硬度、耐腐蚀性等性能不能满足要求等问题；另外由于含全氟烷基长链丙烯酸酯聚合物存在难以降解、易于生物积累等缺点，对环境造成不利影响，其使用也将受到限制。又例如采用纳米改性，将纳米粒子扩散在乳液中，充分发挥有机分子和无机分子的优势，但是纳米颗粒不能在苯丙乳液中均匀分散仍是主要问题。

据报道，全氟聚醚没有生物积累性，可能原因是聚醚链中氧原子的介入，使全氟聚醚不具有全氟烷烃那样致密的氟外壳，小分子容易进入主链，易降解，对生物没有潜在的致畸、致癌等危害。现有技术关于全氟聚醚羧酸酯主要应用于织物整理剂领域，赋予织物较好的据水、据油性，在苯丙乳液或改善苯丙乳液稳定性及耐腐蚀性方面未见报道。

碳量子点(CDs或CQDs)通常呈直径10nm以下的球状微粒，由无定形结构或纳米晶体结构的sp2/sp3碳团簇组成，其具有多种优异的光学性能，如光学吸收、光致发光、化学致发光和电化学致发光等，使其在生物、医学、化工、电子等领域具有巨大潜在应用价值。通常将CDs与TiO₂复合制成CDs-TiO₂光催化剂，一方面材料毒性低，克服了传统量子点毒性高的缺点；另一方面能有效抑制光生电子与空穴的再结合，增强对紫外光的吸收并且拓展对可见光甚至近红外光的吸收，从而提高材料的光催化活性；在苯丙乳液或改善苯丙乳液稳定性及耐腐蚀性方面亦未见报道。

苯丙乳液的改性研究需持续进行。

发明内容

为解决上述问题的至少之一，本发明一方面提供一种改性苯丙乳液及其制备方法，得到具备优异性能的苯丙乳液，一方面使用全氟聚醚羧酸酯，通过与本发明的其他组分聚合，不但赋予乳液更好的成膜性，而且符合环保要求；另一方面使用的碳量子点-二氧化钛复合物具备类球状结构和特定尺寸，在乳液中能够均匀分散，通过多种官能团与其他组分的反应，形成强有力的化学键合，使得乳液涂层具有更致密的结构，增强了乳液的稳定性；本发明实现了纳米颗粒碳量子点-二氧化钛复合物与其他组分的复合，能够有效提高乳液的稳定性和耐腐蚀性。

在其中一些实施方案中，本发明所述改性苯丙乳液由丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯酸、丙烯酰胺、全氟聚醚甲基丙烯酸酯和碳量子点-二氧化钛复合物在引发剂和乳化剂的作用下，进行聚合反应制备得到；

所述丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯；

所述丙烯酰胺为N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺或N,N’-亚甲基双丙烯酰胺；

所述全氟聚醚甲基丙烯酸酯分子式为[CF(CF₃)CF₂O]_n-CH₂-O-COC(CH₃)＝CH₂；

所述碳量子点-二氧化钛复合物是由分散的类球状碳颗粒组成、尺寸在10nm以下；