一种本征型抗菌环氧树脂前驱体、组合物及其制法与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种本征型抗菌环氧树脂前驱体、组合物及其制法与应用。所述本征型抗菌环氧树脂前驱体具有如下式所示的结构：其中，m、n独立地选自1～3。本发明专利技术中的本征型抗菌环氧树脂前驱体的制备流程简单，操作方法简便，可控制性好，易于实施，适用于大规模工业化生产；同时将得到的本征型抗菌环氧树脂前驱体与商用固化剂进行交联固化得到的产品在保持优异热力学性能的同时，还具有优异的本征抗菌性能和粘接性能，在抗菌涂层、涂料领域中有很好地应用前景。涂料领域中有很好地应用前景。涂料领域中有很好地应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种本征型抗菌环氧树脂前驱体、组合物及其制法与应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，涉及一种本征型抗菌环氧树脂前驱体、组合物及其制法与应用，尤其涉及一种本征型抗菌环氧树脂前驱体、组合物、固化物及其制备方法，及其在抗菌涂层中的用途。

技术介绍

[0002]环氧树脂因其具有优异的机械强度、粘接强度、优良的耐化学性、耐热性以及对各种材质都具有较高的附着力等优点，被广泛应用于交通运输、建筑设施、航空航天等领域。然而，大多数商用环氧树脂在作为涂层、涂料等应用时，经常由于细菌污染物的附着而造成大面积的细菌滋生和病毒污染，即使经过严格的清洁、消杀工作也难以根除顽固的细菌生物膜。因此，为了减少细菌污染和附着和因此给人们造成的不良影响，开发具备本征型抗菌环氧树脂成为当前热固性树脂功能化的主要研究重点之一。
[0003]有研究指出，本征型抗菌以酚类物质为主，而酚类物质的抗菌机制主要是通过破坏细胞膜、内容物渗出、细胞质凝结和改变细胞膜渗透压等过程来达到抗菌抑菌的目的。Cui和Ngo等人分别以腰果酚和苯酚支链脂肪酸酰胺为原料制备出苯酚型支链固化剂，以此制备的环氧涂层对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌以及革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌具有良好的抗菌抑菌活性[Progress in Organic Coatings，2018，115，9
‑
17；Progress in Organic Coatings，2020，141，105536.]。然而，这些涂层存在制备路线复杂、有机溶剂量大、耐久性差和固化时间长等问题，制约了它们的实际应用。因此，提供一种制备方法简单的本征型抗菌环氧树脂前驱体、组合物、固化物是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种本征型抗菌环氧树脂前驱体、组合物及其制法与应用，以克服现有技术的不足。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0006]本专利技术实施例提供了一种本征型抗菌环氧树脂前驱体，它具有如式(I)所示的结构：
[0007][0008]其中，m、n独立地选自1～3；R1、R2独立地选自
R3选自选自*代表键连接位置。
[0009]本专利技术实施例还提供了前述的本征型抗菌环氧树脂前驱体的制备方法，其包括：使包含环氧树脂前驱体、多酚有机酸和酯化催化剂的混合反应体系于80～100℃进行脱水缩合反应3～6h，制得本征型抗菌环氧树脂前驱体。
[0010]本专利技术实施例还提供了一种本征型抗菌环氧树脂组合物，其包括前述的本征型抗菌环氧树脂前驱体及环氧固化剂。
[0011]本专利技术实施例还提供了一种本征型抗菌环氧树脂固化物的制备方法，其包括：使前述的本征型抗菌环氧树脂组合物于25～90℃进行梯度固化，制得本征型抗菌环氧树脂固化物。
[0012]本专利技术实施例还提供了由前述的制备方法制得的本征型抗菌环氧树脂固化物，所述本征型抗菌环氧树脂固化物的玻璃化转变温度为25～120℃，拉伸强度为10～100MPa，剪切强度为2～14MPa，粘接强度为4～15MPa，对革兰氏阴性菌的杀灭率在95％以上，对革兰氏阳性菌的杀灭率在90％以上。
[0013]本专利技术实施例还提供了前述的本征型抗菌环氧树脂组合物或本征型抗菌环氧树脂固化物于轨道交通运输、室内外建筑设施或航空航天材料的防护涂层领域中的用途。
[0014]本专利技术实施例还提供了一种抗菌涂层，所述抗菌涂层由前述的本征型抗菌环氧树脂组合物充分混合并施加于基体表面，再经干燥处理获得。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0016](1)本专利技术制备的本征型抗菌环氧树脂前驱体直接采用环氧树脂前驱体与酚酸类物质作为原料，经过简单的一步法得到，制备方法简单，加工周期短，可控性好，利用普通的加工设备就可以进行大规模生产；
[0017](2)本专利技术所使用的酚酸类物质为可再生资源，且可以抑制的致病菌种类较多，因此，这种本征型抗菌环氧树脂类产品的开发对抗菌涂层领域的发展具有重要意义，可以解决现有涂层细菌污染严重，细菌生物膜难以清除等问题；
[0018](3)本专利技术在制备环氧树脂前躯体中以及固化样条的过程中不添加任何溶剂，避免了大量有机溶剂的使用，减少了材料的加工成本以及存在的健康隐患。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术中记载的一些实施例，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获得其他的附图。
[0020]图1是本专利技术实施例1中制得的本征型抗菌环氧树脂前驱体的核磁共振氢谱图；
[0021]图2是本专利技术实施例1
‑
5中制得的本征型抗菌环氧树脂前驱体的抗菌测试图。
具体实施方式
[0022]鉴于现有技术的缺陷，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]具体的，作为本专利技术技术方案的一个方面，其所涉及的一种本征型抗菌环氧树脂前驱体具有如式(I)所示的结构：
[0024][0025]其中，m、n独立地选自1～3；R1、R2独立地选自独立地选自独立地选自R3选自选自*代表键连接位置。
[0026]本专利技术提供的本征型抗菌环氧树脂的前驱体在制备环氧树脂时，所获产物具有非常优异的抗菌性能，优异的耐摩擦性能和较高的玻璃化转变温度。
[0027]具体而言，基于本专利技术提供的本征型抗菌环氧树脂前驱体所得的环氧树脂相比于传统的环氧树脂在多种性能上有很大提高，尤其是抗菌性能以及机械强度和粘附性能的改善，以酚酸类物质为原料与环氧树脂前驱体通过简单的一步法制备得到的环氧树脂前驱体不仅具有优异的抗菌性能和粘附性能，同时还具有较高的玻璃化转变温度，在交通运输、生活设施中具有广泛的应用前景。
[0028]本专利技术实施例的另一个方面还提供了前述的本征型抗菌环氧树脂前驱体的制备方法，其包括：使包含环氧树脂前驱体、多酚有机酸和酯化催化剂的混合反应体系于80～100℃进行脱水缩合反应3～6h，制得本征型抗菌环氧树脂前驱体。
[0029]在一些优选实施方案中，所述环氧树脂前驱体具有如下式所示结构中的任一者：
[0030][0031]其中，m、n独立地选自1～3。
[0032]在一些优选实施方案中，所述环氧树脂前驱体包括乙二醇二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、对苯二醇二缩水甘油醚中的任意一种或两种以上的组合且不限于此。
[0033]在一些优选实施方案中，所述多酚有机酸包括没食子酸、原儿茶酸、咖啡酸中的任意一种或两种以上的组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种本征型抗菌环氧树脂前驱体，其特征在于，所述本征型抗菌环氧树脂前驱体具有如式(I)所示的结构：其中，m、n独立地选自1～3；R1、R2独立地选自独立地选自独立地选自R3选自选自*代表键连接位置。2.权利要求1所述的本征型抗菌环氧树脂前驱体的制备方法，其特征在于包括：使包含环氧树脂前驱体、多酚有机酸和酯化催化剂的混合反应体系于80～100℃进行脱水缩合反应3～6h，制得本征型抗菌环氧树脂前驱体。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂前驱体具有如下式所示结构中的任一者：结构中的任一者：其中，m、n独立地选自1～3；和/或，所述环氧树脂前驱体包括乙二醇二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚A二
缩水甘油醚、对苯二醇二缩水甘油醚中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述多酚有机酸包括没食子酸、原儿茶酸、咖啡酸中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述酯化催化剂包括对甲基苯磺酸、磷酸、硫酸、硝酸、盐酸、固体酸中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述环氧树脂前驱体、多酚有机酸与酯化催化剂的摩尔比为1∶0.1～0.5∶0.01～0.03。4.一种本征型抗菌环氧树脂组合物，其特征在于包括：权利要求1所述的本征型抗菌环氧树脂前驱体及环氧固化剂。5.根据权利要求4所述的本征型抗菌环氧树脂组合物，其特征在于：所述环氧固化剂包括胺类固化剂，所述胺类固化剂包括聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：代金月，陈明萱，刘小青，王帅朋，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：