【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，尤其涉及一种原位负载纳米二氧化钛艾草糊/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，易受细菌攻击而缩短寿命。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cn111471363a公开了一种抗菌型纳米涂料及其制备方法，在环氧树脂体系中加入纳米二氧化钛、抗菌植物提取液，但是向体系内添加的二氧化钛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。专利cn116063899a公开了一种包装材料用纳米复合涂层，在环氧树脂体系内加入纳米二氧化钛、植物纳米纤维素、防污助剂单体等，但是向体系内添加的二氧化钛也是直接添加而不是原位生长，且其所用工艺繁复，还需要制备植物纳米纤维素与防污助剂单体。专利cn113930128a公开了一种竹制品保护膜及其制备方法，首先制备了纳米银杂化二氧化钛离子，通过kh-550改性处理，得到抗菌粒子，以辣椒素和艾叶提取物为芯材，明胶和阿拉伯胶为壁材，制备了驱虫微胶囊，将驱虫微胶囊和抗菌粒子共同加入保护膜中，赋予保护膜长久高效的抗菌作用。但是步骤繁琐，将抗菌粒子的制备与驱虫微胶囊分开制备，成本高，工艺复杂。专利cn115637071a公开了一种二氧化钛微纳容器、耐蚀水性环氧涂料及制备方
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，提供一种原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料及其制备方法。
2、艾草作为天然抗菌剂稳定性较差以及抗菌长效性不佳，为改善艾草的缺点，以酸酐固化剂作为媒介和ph调节剂，将艾草粉加入其中，同时加入钛源和偶联剂等采用溶剂热法制备原位负载纳米二氧化钛艾草糊，然后将其与环氧树脂混合后固化，就得到具有抗菌性的环氧树脂。由于酸酐固化剂本身就具有酸性，因此不需要额外添加其他酸就可以调节ph值，在酸酐固化剂存在下，钛源生长受限而形成球型的纳米二氧化钛。艾草粉状疏松结构也有利于吸附纳米二氧化钛，再添加硅烷偶联剂改善无机物与有机物之间的界面作用，从而使二氧化钛颗粒分散性良好，不易团聚。采用溶剂热法将艾粉表面处理和tio2的原位合成合二为一，使tio2原位生长并附着在艾粉表面，不烘干即可得到抗菌母液—原位载二氧化钛艾草糊，再与环氧树脂复合，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负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，包括以下重量份数的各组分：
5、原位负载纳米二氧化钛艾草糊25-35份；
6、环氧树脂 40-70份；
7、促进剂 0.5-1份。
8、优选地，所述原位负载纳米二氧化钛艾草糊包括以下重量份数的各组分：
9、
10、优选地，所述固化剂为酸酐固化剂。
11、更优选地，所述酸酐固化剂具体选自甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐中的至少一种。
12、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。
13、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。
14、本专利技术采用的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。
15、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：
16、
17、更优选地，所述艾草粉的目数范围为40-200目。
18、优选地，所述钛源包括氮化钛、钛酸异丁脂、钛酸异丙酯、钛酸四正丁酯中的至少一种。
19、优选地，所述醇包括甲醇、乙二醇、丙二醇、乙醇中的至少一种。
20、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。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。
21、优选地，所述原位负载纳米二氧化钛艾草糊的制备方法包括以下步骤：
22、称取醇溶于固化剂中，然后加入钛源、硅烷偶联剂、艾草和水，搅拌均匀后，70-90℃条件下水热反应7-9h，即得原位负载纳米二氧化钛艾草糊。
23、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。
24、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。
25、本专利技术还提供了一种原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：
26、将促进剂和原位负载纳米二氧化钛艾草糊加入到环氧树脂中，真空搅拌脱泡后，倒入模具中，固化后即得原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料。
27、优选地，所述固化的条件为：90-120℃固化3-6h。
28、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
29、1)本专利技术选用的艾草价廉易得，种植广泛，全株均有药效，其根茎叶等部位都可以作为天然抗菌剂，不用单独再提取其中的抗菌有效成分。且由于酸酐固化剂本身就具有酸性，因此不添加其他酸，钛源在在酸酐固化剂阻碍下而形成纳米二氧化钛。艾草粉状疏松结构也有利于吸附纳米二氧化钛，再添加硅烷偶联剂改善无机物与有机物之间的界面作用，从而使二氧化钛颗粒分散性良好。
30、2)本专利技术将艾草粉状结构给二氧化钛粒子提供吸附位点，与钛源混合，利用溶剂热法直接由钛源原位合成纳米二氧化钛颗粒并锚固在艾草上得到有机无机复配抗菌剂。并通过硅烷偶联剂改善界面作用，使纳米二氧化钛均匀负载且缓慢释放抗菌有效成分。同时艾草作为天然抗菌剂与载体，将艾草的表面处理、纳米二氧化钛的原位合成合二为一，改善了二氧化钛粒子的团聚问题，简化工艺流程。所负载的二氧化钛沸点较高，不易挥发，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：
2.根据权利要求1所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述原位负载纳米二氧化钛艾草糊包括以下重量份数的各组分：
3.根据权利要求2所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述固化剂为酸酐固化剂；
4.根据权利要求2所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/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；
5.根据权利要求2所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述钛源包括氮化钛、钛酸异丁脂、钛酸异丙酯、钛酸四正丁酯中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述醇包括甲醇、乙二醇、丙二醇、乙醇中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ―缩
8.根据权利要求2-7任一项所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述原位负载纳米二氧化钛艾草糊的制备方法包括以下步骤：
9.根据权利要求1所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/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；
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/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：
...【技术特征摘要】
1.一种原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：
2.根据权利要求1所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述原位负载纳米二氧化钛艾草糊包括以下重量份数的各组分：
3.根据权利要求2所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述固化剂为酸酐固化剂；
4.根据权利要求2所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/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；
5.根据权利要求2所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述钛源包括氮化钛、钛酸异丁脂、钛酸异丙酯、钛酸四正丁酯中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的原位负载纳米二氧化钛艾草糊/环氧树脂抗菌复合材料，其特征在于，所述醇包括甲醇、乙二醇、丙二醇、乙醇中的至少一种。
7.根据...
【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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。