CN113105594A - 一种功能性乳液及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明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。

Description

一种功能性乳液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及水性乳液技术领域，尤其涉及一种功能性乳液及其制备方法和应用。
背景技术
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。
发明内容
本发明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。
本发明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，本发明提供的方案是：
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；
Figure BDA0002964459650000021
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；
Figure BDA0002964459650000022
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应。
C3N4为二维层状结构，所述乳液分子与C3N4的结合形式包括层间结合、界面结合以及二者同时结合的三种情况，再加上活性位点的结合形式，存在界面单点结合、界面多点结合、层间结合单点结合以及层间多点结合中的一种或多种结合形式。参照图3，为三嗪环结构的C3N4与乳液分子的结合形式，其中A表示乳液分子结合方式，A包含A1、A2和A3，A1为界面单点结合、A2为界面多点结合、A3为层间单点及多点结合，另外，在此基础之上的多位置多点结合形式在图中未示。
一种功能性乳液的制备方法，包括以下步骤：
S1、将乳液分子、CN、乳化剂和去离子水加入预乳化釜中，进行搅拌乳化，得到预乳化液，其中CN为C3N4及其衍生物，此时，乳液分子为单体形式与CN反应；
S2、将底料加入反应釜，升温并保温至80℃-90℃，所述底料包括碳酸氢钠、乳化剂和去离子水；
S3、滴加引发剂和S1中的预乳化液至反应釜中，3-5小时内滴加完成，并保温1-2小时；
S4、搅拌并降温至25℃-60℃，调节pH值为7-8，出料，即可得到上述任一一种的所述功能性乳液。
或者：
S1、将乳液分子、乳化剂和去离子水加入预乳化釜中，进行搅拌乳化，得到预乳化液；
S2、将底料加入反应釜，升温并保温至80℃-90℃，所述底料包括碳酸氢钠、乳化剂和去离子水；
S3、滴加引发剂和S1中的预乳化液至反应釜中，3-5小时内滴加完成，并保温1-2小时；
S4、加入CN，同时搅拌并降温至25℃-60℃，调节pH值为7-8，出料，即可得到上述任一一种的所述功能性乳液。其中CN为C3N4及其衍生物，乳液分子为聚合物形式与CN反应，
或者：
S1、将乳液分子、CN、乳化剂和去离子水加入预乳化釜中，进行搅拌乳化，得到预乳化液，其中CN为C3N4及其衍生物；
S2、将底料加入反应釜，升温并保温至80℃-90℃，所述底料包括碳酸氢钠、乳化剂和去离子水；
S3、滴加引发剂和S1中的预乳化液至反应釜中，3-5小时内滴加完成，并保温1-2小时；
S4、加入CN，同时搅拌并降温至25℃-60℃，调节pH值为7-8，出料，即可得到上述任一一种的所述功能性乳液。其中CN为C3N4及其衍生物，乳液分子为单体形式和聚合物形式与CN反应。
其中，乳液分子包括丙烯酸酯类单体和非丙烯酸类单体，其中丙烯酸酯类单体包括丙烯酸类单体、甲基丙烯酸类单体、有机硅单体，叔碳酸乙烯酯类单体(Veova9、Veova10、Veova11)，氟单体(三氟氯乙烯、偏二氟乙烯、四氟乙烯、氟丙烯酸酯单体)；非丙烯酸类单体包括苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、氯乙烯、二乙烯基苯、乙(丁)二醇二丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸三氟乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯缩水甘油酯(GMA)、乙烯基三甲基氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。
乳化剂包括十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝4)醚、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝9)醚、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝10)醚、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝30)醚、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝40)醚、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝100)醚、对辛基酚聚氧化乙烯(n＝9)醚、对辛基酚聚氧化乙烯(n＝30)醚、对辛基酚聚氧化乙烯(n＝40)醚和聚氧化乙烯(分子量400)单月桂酸酯。
一种功能性乳液的应用，上述任一一种功能性乳液应用于涂料涂层中，以使涂料涂层具备C3N4光催化功能的抗菌和净化特性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是功能性乳液分子的结构式示意图；
图2是C3N4的三嗪环和七嗪环的分子结构示意图；
图3是三嗪环结构的C3N4与乳液分子结合的分子结构示意图；
图4是实施例1中丙烯酸单体与C3N4的合成路径示意图；
图5是实施例2中丙烯酸单体、苯乙烯单体与C3N4的合成路径示意图；
图6是实施例3中醋酸乙烯酯单体、丙烯酸异辛酯单体与C3N4的合成路径示意图；
图7是乳液和C3N4的傅里叶红外光谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
乳液分子以丙烯酸酯类单体中丙烯酸为例，其他类似的单体结构可类比，苯乙烯单体与丙烯酸单体组成的乳液分子的结构单元的化学结构式为式(Ⅲ)
Figure BDA0002964459650000081
当式(Ⅲ)中m2＝0时，此时乳液分子的结构式为式(Ⅲa)，此乳液分子为纯丙乳液的单体，因此与C3N4及其衍生物的结合位点包括B1、B2和B3，可形成C-N键和N-O键，其中B1、B2、B3表示C3N4及其衍生物。
Figure BDA0002964459650000082
当m1≥1、m2≥1时，此时乳液分子的结构式为式(Ⅲb)，此乳液分子为苯丙乳液的单体，因此与C3N4及其衍生物的结合位点包括B1-B10，可形成C-N键、N-O键，因为苯环的存在，所以C-N键存在邻位、间位、对位之分，其中B1-10表示C3N4及其衍生物。
Figure BDA0002964459650000091
实施例1
参照图4，当乳液分子为丙烯酸单体时，其与C3N4结合，得到具备C3N4光催化功能的水性纯丙乳液，主要应用于涂料涂层领域，具有抗菌和净化特性，且抗菌性能优异。在图4中，A代表丙烯酸单体，与C3N4及其衍生物的结合位点可包括C-N键和N-O键的方式结合。
该功能性水性乳液的制备步骤如下：
S1、将丙烯酸单体、离子水以及乳化剂等依次加入预乳化釜中，进行搅拌乳化0.5小时左右，得到预乳化液；
S2、将碳酸氢钠、乳化剂和去离子水等底料加入反应釜中，升温至82℃，并保温在82℃；
S3、滴加引发剂和S1中的预乳化液，5小时滴加完成后，保温1小时；
S4、加入C3N4及其衍生物、搅拌降温至室温，搅拌时间为1-6小时，调节pH值为7-8，200目过网筛出料，即可得到具备C3N4光催化功能的功能性乳液。
实施例2
参照图5，当乳液分子为丙烯酸-苯乙烯单体时，其与C3N4结合，可得到具备C3N4光催化功能的水性苯丙乳液，主要应用于内外墙涂料涂层领域，具有抗菌和净化特性；在图5中，其中A代表苯乙烯-丙烯酸单体(A为苯乙烯单体或丙烯酸单体单独连接情况不考虑)，苯乙烯-丙烯酸单体与C3N4及其衍生物可以C-N和C-O键的方式结合，由于乳液分子中苯环的存在，C-N键还存在邻位、间位和对位之分。
该功能性水性乳液制备步骤：
S1、将苯乙烯单体、丙烯酸单体、C3N4及其衍生物、离子水以及乳化剂等依次加入预乳化釜中，进行搅拌乳化0.5小时，得到预乳化液；
S2、将碳酸氢钠、乳化剂和去离子水等底料加入反应釜中，升温至85℃，并保温在85℃；
S3、滴加引发剂和S1中的预乳化液，3小时滴加完成后，保温1小时；
S4、加入C3N4及其衍生物、搅拌降温至40℃，搅拌时间为1-6小时，调节pH值为7-8，200目过网筛出料，即可得到具备C3N4光催化功能的功能性乳液。
实施例3
参照图6，当乳液分子为醋酸乙烯酯-丙烯酸异辛酯单体，其与C3N4结合，得到具备C3N4光催化功能的水性醋丙乳液，主要应用于内外墙、防水涂料涂层领域，具有抗菌和净化特性，抗菌性能优异，其中A代表醋酸乙烯酯-丙烯酸异辛酯单体(丙烯酸异辛酯单体和醋酸乙烯酯单体单独连接情况不考虑)。
该功能性水性乳液制备步骤：
S1、将醋酸乙烯酯单体、丙烯酸异辛酯单体、C3N4及其衍生物、离子水以及乳化剂等依次加入预乳化釜中，进行搅拌乳化，得到预乳化液；
S2、将碳酸氢钠、乳化剂和去离子水等底料加入反应釜中，升温至80℃，并保温在80℃；
S3、滴加引发剂和S1中的预乳化液，3.5小时左右滴加完成后，保温1小时；
S4、搅拌降温至40℃-45℃，搅拌时间为1-6小时，调节pH值为7-8，200目过网筛出料，即可得到具备C3N4光催化功能的功能性乳液。
实施例1-3中的功能性乳液的抗菌测试：
1、样品的放置：将涂有实施例1-3的涂料的不锈钢板和空白的不锈钢板放置于已灭菌的培养皿中，并喷洒消毒酒精对其灭菌，然后放在无菌环境中干燥。
2、取样：分别取0.2mL试验用菌悬液，滴落在涂有涂料的不锈钢板和空白的不锈钢板上，用灭菌镊子夹起PE覆盖膜，将涂有涂料的不锈钢板和空白的不锈钢板完全覆盖，使菌液均匀接触样品，盖好平皿上盖，在3731℃，相对湿度RH大于90％条件下培养24h。
3、洗脱培养：将样品取出，使用10mL洗脱液对样品和覆盖膜反复洗涤，充分摇匀后，将洗脱液按10倍梯度稀释后接种于营养琼脂培养基中，在3731℃下培养24h。
4、分别测试培养基中的活菌数。
表1，实施例1-3中功能性乳液的抗菌测试结果
Figure BDA0002964459650000111
由上述表格中的数据可以看出，本发明制备的功能性乳液的抗菌性能优异，可有效避免C3N4及其衍生物的作用被屏蔽，避免导致功能性添加剂丧失功能特性。
本发明的优势在于，本发明提供了一种在原有的乳液分子上结合功能性组分，使其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，抗菌性能优异。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

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；
Figure FDA0002964459640000011
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，
Figure FDA0002964459640000012
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中包括但不限于含有卤族元素和/或非金属元素的烃基或含氧基团。
8.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≥0，y≥2，z≥1，n≥1，m＝0时，R1a和/或R2a和/或R3a中包括但不限于-NH2、-NHCH2OH和-NHCH2O(CH2)3CH3，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；
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。
9.如权利要求1-8任一一项所述的一种功能性乳液，其特征在于，所述C3N4及其衍生物包含掺杂C3N4和复合C3N4，其中所述掺杂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；
所述C3N4存在三嗪环和七嗪环两种结构，C3N4中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，能与所述乳液分子中的原子或基团发生结合反应；且所述C3N4为二维层状结构，所述乳液分子与所述C3N4的结合形式包括界面单点结合、界面多点结合、层间结合单点结合和层间多点结合中的一种或多种。
10.一种功能性乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将乳液分子加入预乳化釜中进行搅拌乳化，得到预乳化液；
S2、将底料加入反应釜中，升温并保温至80℃-90℃，所述底料包括碳酸氢钠、乳化剂和去离子水；
S3、滴加引发剂和S1中的预乳化液至反应釜中，3-5小时内滴加完成，并保温1-2小时；
S4、搅拌并降温至25℃-60℃，调节pH值为7-8，出料，即可得到权利要求1-9中任一一项的所述功能性乳液；
其中，在步骤S1和/或步骤S4中添加CN，所述CN为C3N4及其衍生物。
11.如权利要求10所述的一种功能性乳液的制备方法，其特征在于，所述乳液分子包括丙烯酸酯类单体和非丙烯酸类单体；
所述丙烯酸酯类单体包括丙烯酸类单体、甲基丙烯酸类单体、有机硅单体，叔碳酸乙烯酯类单体和氟单体；
所述非丙烯酸类单体包括苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、氯乙烯、二乙烯基苯、乙(丁)二醇二丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸三氟乙酯、N-羟甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯缩水甘油酯、乙烯基三甲基氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
12.如权利要求10所述的一种功能性乳液的制备方法，其特征在于，所述乳化剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝4)醚、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝9)醚、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝10)醚、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝30)醚、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝40)醚、对壬基酚聚氧化乙烯(n＝100)醚、对辛基酚聚氧化乙烯(n＝9)醚、对辛基酚聚氧化乙烯(n＝30)醚、对辛基酚聚氧化乙烯(n＝40)醚和聚氧化乙烯(分子量400)单月桂酸酯中的一种或多种。
13.一种功能性乳液的应用，其特征在于，权利要求1-9任一一项的所述功能性乳液应用于涂料涂层中，以使涂料涂层具备C3N4光催化功能的抗菌和净化特性。
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CN107522798A (zh) * 2017-09-14 2017-12-29 北京科技大学 一种使用氮化碳作为固体乳化剂进行乳液聚合的方法
CN110655843A (zh) * 2019-09-05 2020-01-07 哈尔滨工程大学 一种c3n4光催化自抛光树脂基复合涂层材料的制备方法

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