【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种抗菌复合材料及其制备方法，尤其涉及一种原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、环氧树脂分子链中存在环氧基、醚键以及羟基等活性基团，使环氧树脂表现出优异的特性，其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的，但是环氧树脂本身抗菌性较差，为提高其抗菌性，大多数研究是在环氧树脂中加入抗菌剂来改善其抗菌性能，通常抗菌剂分为有机抗菌剂(合成有机抗菌剂和天然植物抗菌剂)和无机抗菌剂两类。如专利cn111925716a公开了一种无机抗菌剂载银多壁碳纳米管抗菌水性环氧树脂涂料及其制备方法，通过物理吸附法制备ag/mwnts抗菌剂，再将改性ag/mwnts抗菌剂加入到水性环氧树脂乳液，但方法比较复杂；专利cn111635690a公开了一种抗病毒健康植物水性环氧地坪漆及其制备方法，添加有植物提取物及纳米银抗菌材料，但是纳米抗菌材料是直接添加而不是原位生长，因此添加的纳米抗菌材料很容易团聚，从而影响最终产品的抗菌性与力学性能等；为了提高纳米银的分散性，专利cn110655816a采用硝酸银原位生长制备抗菌环氧美缝剂，需要额外加入大量化学还原剂如抗坏血酸、水合肼、硼氢化钠、葡萄糖、海藻酸钠等，增加了成本；本课题组成研究了黄蒿挥发油作为有机天然抗菌剂，制备了环氧树脂抗菌材料(cn201910208729.0)，为了进一步提高抗菌性，还采用纳米氧化锌(无机抗菌剂)/黄蒿挥发油(有机抗菌剂)复配制备抗菌环氧树脂，但仅限于黄蒿挥发油，对其他中药种类研究涉及较少。但是目前采用的原位载银天然抗菌剂和环
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料及其制备方法。本专利技术选用了自身具有抗菌作用的艾草作为天然植物抗菌剂，并在其上原位生长具有广谱抗菌效果纳米银为无机抗菌剂，得到了无机抗菌剂锚固在天然植物抗菌剂上的复配抗菌剂，再将其加入到以环氧树脂为代表的热固性树脂中得到抗菌环氧树脂，改善了有机天然抗菌剂的稳定性、无机抗菌剂的难分散性，也降低了艾草的用量，并延长抗菌时效。
2、艾草成分主要包括三萜类化合物、龙脑、石竹烯、桉油精、单萜类、黄酮类、酚类、多糖类、樟脑以及部分微量元素等，可以将其用作天然抗菌剂。艾草含有可以还原银离子的萜类成分、黄酮类、生物碱类和多酚类，还有可与环氧树脂发生化学反应的官能团如羟基，可以与环氧树脂有良好的结合从而制备抗菌复合材料。艾草作为天然抗菌剂添加量过大以及抗菌长效性不佳，利用原位还原法得到有机无机复配抗菌剂。艾草也作为还原剂可以还原银前驱体，且艾草疏松多孔结构有利于均匀吸附银前驱体，再添加硅烷偶联剂改善无机物与有机物之间的界面作用，从而使还原出来的银粒子分散性良好，干燥后得到原位载银艾草。将艾草的表面处理、银粒子的负载与干燥三合一。再将原位载银艾草添加到环氧树脂体系内，艾草也含有许多有机基团可与环氧树脂发生化学反应，使艾草与环氧树脂结合牢固。原位载银艾草先与粘度较小的固化剂混合，再与粘度较大的环氧树脂复合有利于改善原位载银艾草在环氧树脂中的分散性。同时所负载的银沸点较高，不易挥发，可以锚固在艾草上，使艾草中有效抗菌成分不易散失以实现长效抗菌。环氧树脂中银的加入也可大大改善复合材料的热学、力学、电学性能。利用原位载银艾草与环氧树脂进行复合，制备具有抗菌功能的环氧树脂，工艺简单、绿色环保、实现长久抗菌，有利于工业化大规模生产。
3、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
4、本专利技术提供了一种原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，包括以下重量百分比含量的各组分：
5、原位载银艾草4-10％；
6、环氧树脂45-80％；
7、固化剂10-47％；
8、促进剂0.5-2％。
9、优选地，所述原位载银艾草包括以下重量比的各原料组分：重量比为3-6:1-2:0.5-2的艾草、银前驱体、硅烷偶联剂。
10、优选地，所述艾草、银前驱体的重量比为1.5-5:1。
11、优选地，所述原位载银艾草的制备方法包括以下步骤：
12、按重量比，将艾草、银前驱体、硅烷偶联剂混合，搅拌均匀后干燥，即得原位载银艾草。
13、优选地，所述艾草具体采用的是艾草叶、茎和根研磨成的艾草粉。艾草粉成分主要包括三萜类化合物、单萜类、黄酮类、酚类、多糖类以及部分微量元素。其中三萜类化合物中羽扇豆烷型多含有羽扇豆酮。
14、艾草中龙脑(左)、三萜类化合物羽扇豆酮(中)、石竹烯(右)的化学结构如下：
15、
16、优选地，所述艾草品种选自北艾艾草、海艾艾草、蕲艾艾草中的至少一种，但不限于此。
17、优选地，所述银前驱体包括硝酸银、醋酸银、硫酸银、柠檬酸银、碳酸银、草酸银、磷酸银、硫代硫酸银、卤化银中的至少一种；更优选银前驱体为草酸银、醋酸银中的至少一种。
18、优选地，所述硅烷偶联剂包括γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ―缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ―巯丙基三乙氧基硅烷、γ―巯丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。更优选硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能。
19、优选地，所述环氧树脂包括脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中的至少一种。
20、优选地，所述固化剂包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺、四乙烯五胺、聚酰胺、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐中的至少一种。本专利技术采用的固化剂可与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中，使线型树脂变成坚韧的体型固体。
21、优选地，所述促进剂包括苄基二甲胺、邻羟基苄基二甲胺、n-(2-羟基苯基)-n',n'-二甲基脲、n-(2-羟基-4-硝基苯)-n',n'-二甲基脲、间苯二酚、邻甲酚、乙酰丙酮金属盐、三氟化硼络合物、2-乙基-4-甲基咪唑及其盐中的至少一种。本专利技术采用的促进剂能加速环氧树脂固化、降低固化温度、缩短固化时间。
22、本专利技术还提供了一种原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：
23、(1)按本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，包括以下重量百分比含量的各组分：
2.根据权利要求1所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述原位载银艾草包括以下重量比的各原料组分：重量比为3-6:1-2:0.5-2的艾草、银前驱体、硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述艾草、银前驱体的重量比为1.5-5:1。
4.根据权利要求1所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述原位载银艾草的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求2或3所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述艾草具体采用的是艾草叶、茎和根研磨成的艾草粉；
6.根据权利要求2或3所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述银前驱体包括硝酸银、醋酸银、硫酸银、柠檬酸银、碳酸银、草酸银、磷酸银、硫代硫酸银、卤化银中的至少一种；
7.根据权利要求1所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述环氧树脂包括脂肪族缩水甘油醚环
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述干燥的条件为：70-90℃干燥12-24h。
10.根据权利要求8所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述固化的条件为：25-120℃固化3-24h。
...【技术特征摘要】
1.一种原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，包括以下重量百分比含量的各组分：
2.根据权利要求1所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述原位载银艾草包括以下重量比的各原料组分：重量比为3-6:1-2:0.5-2的艾草、银前驱体、硅烷偶联剂。
3.根据权利要求2所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述艾草、银前驱体的重量比为1.5-5:1。
4.根据权利要求1所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述原位载银艾草的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求2或3所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述艾草具体采用的是艾草叶、茎和根研磨成的艾草粉；
6.根据权利要求2或3所述的原位载银艾草/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王帅，梁家宇，戚嵘嵘，宰建陶，钱雪峰，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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