本發(fā)明屬于丙烯酸樹脂，尤其為一種水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液及制備方法。

背景技術：

1、丙烯酸樹脂是有丙烯酸酯、丙烯酸等含有烯基的單體，經(jīng)過自由基聚合得到的高分子樹脂，在涂料、油墨、膠粘劑等方面有廣泛的應用。對丙烯酸樹脂及其乳液行改性，提高其力學強度、耐熱性能，賦予其抗菌等性能，拓展丙烯酸樹脂的應用領域是研究熱點。

2、發(fā)展新型聚合單體，對丙烯酸樹脂進行共聚改性，是提高其綜合性能的常見方法。利用在聚合過程中，加入苯乙烯單體，可以改善丙烯酸樹脂的力學等性能；加入季銨鹽類抗菌單體，可以賦予丙烯酸樹脂長效的抗菌性能。公告號為cn115433498b的發(fā)明專利中公開了一種防水抗菌丙烯酸樹脂木器漆的制備方法及其應用，在丙烯酸樹脂主鏈上引入了疏水性的雙全氟烷基鏈和抗菌性的雙季銨鹽基團，提高了丙烯酸樹脂耐水性和防水性，同時賦予了丙烯酸樹脂優(yōu)異的抗菌防霉作用。但是該專利沒有改善丙烯酸樹脂的力學和耐熱性能。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決了丙烯酸樹脂溶液耐熱性不佳，不具有抗菌性能的問題。

2、本發(fā)明的技術方案是：一種水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液，包括如下重量份數(shù)的原料，100份烯基單體、1-7份雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體、1.2-1.6份引發(fā)劑、2-3份乳化劑、5.8-8.3份中和劑。

3、雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體具有如下式(ⅰ)所述的結構式：

4、其中n為6-10中的任意整數(shù)。

5、其中，烯基單體包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸羥丙酯。

6、其中，所述引發(fā)劑包括過硫酸鉀或過硫酸銨。

7、其中，乳化劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、op-10。

8、其中，中和劑包括三乙胺、氨水。

9、其中，水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液的制備方法包括：向反應容器中加入水、烯基單體、雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體、乳化劑，攪拌均勻后，在氮氣氛圍中，加熱至60-80℃，滴加含有引發(fā)劑的水溶液，反應1-1.5h；再加入烯基單體、雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體，滴加含有引發(fā)劑的水溶液，繼續(xù)反應3-5h，冷卻，加入中和劑，混勻，得到水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液。

10、其中，雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體的制備方法包括：

11、步驟(1)、向設置有冷凝回流管的反應容器中加入質量分數(shù)7.5％的五氧化二磷的甲磺酸溶液、4,4'-磺酰基雙(苯-1,2-二胺)、4-乙烯基苯甲酸，在氮氣氛圍中，加熱至115-130℃中進行1-3h進行反應，加水稀釋，過濾，依次水、甲醇洗滌沉淀物，烘干，得到苯乙烯基咪唑二苯砜單體。反應式為：

12、

13、步驟(2)、向設置有冷凝回流管的反應容器中加入乙腈、苯乙烯基咪唑二苯砜單體、氯烷基化合物、碳酸鉀，加熱至80-85℃，反應4-8h，再加入氯烷基化合物，繼續(xù)反應6-12h，將溶液濃縮，水洗滌沉淀物，然后在乙醇中重結晶，得到雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體。反應式為：

14、

15、其中，步驟(1)中，4,4'-磺?；p(苯-1,2-二胺)、4-乙烯基苯甲酸的摩爾比為1:(1.8-2.4)。

16、其中，苯乙烯基咪唑二苯砜單體、氯烷基化合物、碳酸鉀的摩爾比為1:(4-4.8):(2-2.2)。氯烷基化合物的結構式為ci-cnh2n+1，其中n為6-10中的任意整數(shù)。

17、本發(fā)明產(chǎn)生的技術效果是：本發(fā)明在五氧化二磷的甲磺酸溶液的催化體系中、將4,4'-磺?；p(苯-1,2-二胺)與4-乙烯基苯甲酸進行環(huán)化反應，得到苯乙烯基咪唑二苯砜單體，然后再于氯烷基化合物發(fā)生取代和季銨化反應，得到新型的雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體。

18、本發(fā)明以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸等烯基單體，與雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體進行共聚反應，得到水性環(huán)保的丙烯酸樹脂乳液。在丙烯酸樹脂分子鏈中引入苯乙烯結構單體，有利于提高漆膜的硬度和耐沖擊性，具有很好的力學性能優(yōu)良。

19、本發(fā)明將耐高溫性的二苯砜結構引入到丙烯酸樹脂的分子主鏈中，顯著提高了漆膜的起始熱分解溫度，表現(xiàn)出很好的耐熱性能。

20、本發(fā)明的雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體含有獨特的雙季銨鹽抗菌基團，接枝到丙烯酸樹脂中，賦予了漆膜優(yōu)良的長效抗菌性能。對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌表現(xiàn)出明顯的抑菌率。在高性能的抗菌涂料、膠粘劑等材料中有廣闊的應用前景。

技術特征：

1.一種水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的原料，100份烯基單體、1-7份雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體、1.2-1.6份引發(fā)劑、2-3份乳化劑、5.8-8.3份中和劑；

2.根據(jù)權利要求1所述的水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液，其特征在于，所述烯基單體包括丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸羥丙酯。

3.根據(jù)權利要求1所述的水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液，其特征在于，所述引發(fā)劑包括過硫酸鉀或過硫酸銨。

4.根據(jù)權利要求1所述的水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液，其特征在于，所述乳化劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、op-10。

5.根據(jù)權利要求1所述的水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液，其特征在于，所述中和劑包括三乙胺、氨水。

6.一種如權利要求1-5任一項所述的水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：向反應容器中加入水、烯基單體、雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體、乳化劑，攪拌均勻后，在氮氣氛圍中，加熱至60-80℃，滴加含有引發(fā)劑的水溶液，反應1-1.5h；再加入烯基單體、雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體，滴加含有引發(fā)劑的水溶液，繼續(xù)反應3-5h，冷卻，加入中和劑，混勻，得到水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液。

7.根據(jù)權利要求6所述的水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液的制備方法，其特征在于，所述雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體的制備方法包括：

8.根據(jù)權利要求6所述的水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，4,4'-磺酰基雙(苯-1,2-二胺)、4-乙烯基苯甲酸的摩爾比為1:(1.8-2.4)。

9.根據(jù)權利要求6所述的水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，反應在115-130℃中進行1-3h。

10.根據(jù)權利要求6所述的水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液的制備方法，其特征在于，所述苯乙烯基咪唑二苯砜單體、氯烷基化合物、碳酸鉀的摩爾比為1:(4-4.8):(2-2.2)；氯烷基化合物的結構式為cl-cnh2n+1，其中n為6-10中的任意整數(shù)。

技術總結
本發(fā)明屬于丙烯酸樹脂技術領域，且公開了一種水性環(huán)保烯基結構型抗菌乳液及制備方法，包括100份烯基單體、1?7份雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體、1.2?1.6份引發(fā)劑、2?3份乳化劑、5.8?8.3份中和劑；本發(fā)明在丙烯酸樹脂分子鏈中引入苯乙烯結構單體，有利于提高漆膜的硬度、耐沖擊性、表現(xiàn)出很好的力學性能和耐熱性能。雙季銨鹽苯乙烯基二苯砜單體含有獨特的雙季銨鹽抗菌基團，接枝到丙烯酸樹脂中，賦予了漆膜優(yōu)良的長效抗菌性能。對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌表現(xiàn)出明顯的抑菌率。在高性能的抗菌涂料、膠粘劑等材料中有廣闊的應用前景。

技術研發(fā)人員：王文,陶金鑄
受保護的技術使用者：中山凱普助劑有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10