[发明专利]一种自修复除醛水性涂料乳液的制备方法

说明书

本发明公开了一种制备自修复除醛水性涂料乳液的方法，反应包括：利用草酸、柠檬酸的二元低共熔溶剂中，在一定温度下反应一定时间提取纤维素纳米晶后，与2­溴异丁酰溴、二甲基甲酰胺、三乙胺，在一定条件下反应一定时间制备大分子引发剂；通过原子转移自由基聚合接枝功能性聚合物后通过Pickering乳液制备除醛涂料乳液，提高水性涂料的除醛能力。

技术领域

本发明利用一种由低共熔溶剂（DES）提取纤维素纳米晶并应用于自修复除醛水性涂料乳液的方法，包括利用DES从葡萄残渣中提取纤维素纳米晶，并逐步利用酯化反应，ATRP进行表面改性，赋予其自修复、除醛功能，制备自修复除醛水性涂料，属于功能高分子领域。

背景技术

在煤、石油、天然气的储量日益减少的今天，纤维素纳米晶具有表面功能基团丰富、弹性模量高、强度高等特性，可作为一种可持续发展的资源来研究和开发。而且天然植物中纤维素资源丰富、价格低廉，突出的优点是具有生物可降解性和可再生性，在解决人类所面临方面具有重要意义。葡萄是世界上产量最大的水果之一，年产量约为 6500 万吨，其可用于酿酒、作为鲜果食用及其它葡萄产品。葡萄加工过程中产生的废弃物(皮、籽、梗)约占鲜果总重的 20%左右。由葡萄渣分离提取所得纤维素纳米晶可直接作为功能性食品基材用于人体保健，也可改性后用于乳化剂、增稠剂等。由此可见分离提取纤维素纳米晶具有较大的经济意义。

甲醛，因其挥发速度慢、持续时间长、易致癌等危害性被列为室内主要污染物之一。木质板材、粘合剂等室内装潢材料中甲醛含量一直是舆论关注的焦点问题。然而，以目前的技术水平，要杜绝人造木质板材中的甲醛还有一定难度。作为基材最重要的保护层，开发出高效持久的除醛水性涂料，不但可以清除基材中释放的甲醛，还能吸收已释放至空气中的甲醛，显著降低室内装修 VOCs 含量，因此，发展功能性除醛水性涂料将具有重要的市场需求和产业化前景。

目前，除醛水性涂料主要基于物理吸附和催化氧化两种方式。物理吸附利用吸附剂（钛白粉、硅藻土、竹炭粉等）将游离甲醛储存、固定。然而物理吸附后甲醛存在二次释放问题，人体接触后，甲醛能够从材料迁移到皮肤造成危害。催化氧利用金属氧化物（TiO₂、MnOx 、CeO₂等）、贵金属（Au、Ag、Pd 等）等在特定条件下将甲醛催化氧化成无害的 CO₂和H₂O。然而，由于引发条件较为苛刻，活性基团无差别氧化有机物，损坏同属有机物的漆膜，使其实际应用受到限制。甲醛具有空间位阻小、反应活性高、不饱和性等特点，作为亲电试剂易于被亲核试剂进攻，参与多种化学反应。基于此，设计开发可与甲醛分子发生高效化学反应，实现其不可逆转的功能性乳液是除醛水性涂料研究的关键技术。Pickering 乳液利用固体粒子替代传统的乳化剂，具有乳化剂用量低、聚集稳定性高和生物相容性好等优点，是功能性环保乳液涂料发展的重点方向。因此，开发具有除醛功能的绿色环保、可持续、低成本和高附加值的除醛涂料，能改善传统乳液除醛功能弱、机械强度低等问题必将受到市场的青睐，产业化前景广阔。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种提取改性纤维素纳米晶并应用于自修复除醛水性涂料的方法。

为达到上述目的，本发明具体技术方案是：

（1）利用传统工艺提取纤维素；提取体系包括：苯醇（甲苯和乙醇）、乙酸、亚氯酸钠、乙醇、氢氧化钠、蒸馏水，在一定温度下反应一定时间，

其中，按体积比，甲苯：乙醇=1：1.5~5，

按质量比，残渣：水=1:10~30、残渣：亚氯酸钠=1:1~8、残渣：水=1:20~55、氢氧化钠：水=1:15~35，

所述反应时间为15~27小时，

反应温度为50~70摄氏度；

（2）利用DES提取纤维素纳米晶；将上述所得纤维素与氯化胆碱、柠檬酸溶液混合在一定条件下反应一段时间提取纤维素纳米晶，