本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种抗菌耐老化环氧树脂复合材料。
背景技术：
环氧树脂具有良好的机械性能、电绝缘性能和较好的热、化学稳定性，且具有防腐、防水、收缩率低等优势，目前已被广泛用于汽车、造船、航空、机械、化工以及大型水利工程和土木建筑工业等方面。但是环氧树脂的抗菌性不是很好，用其制成的制品在使用时易受细菌的侵袭，同时长期在雨、阳光、风沙等气候条件下使用时，耐老化性不是很好，限制了其应用。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗菌耐老化环氧树脂复合材料，其强度高，韧性好，抗菌性能和耐老化性能优异。
本发明提出的一种抗菌耐老化环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂65-80份、丙烯酸树脂8-20份、醇酸树脂8-20份、纳米二氧化硅7-15份、氨基化碳纳米管0.5-2.3份、膨润土2-5份、纳米氮化钛1-5份、碳纤维1-3.8份、硅酸锂0.5-3份、氧化锌1-2份、香芹酚0.1-0.5份、滑石5-14份、钛白粉8-22份、固化剂21-35份、促进剂3-8份、苯基三甲氧基硅烷2-3.7份、十四烷基甲基二羟乙基溴化铵0.5-2.3份、氨基聚醚0.2-1.3份、丙烯酸-马来酸酐共聚物0.1-0.3份。
优选地，所述丙烯酸树脂为含环氧基的丙烯酸树脂。
优选地，所述纳米二氧化硅为改性纳米二氧化硅；所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：将乙醇与水混合，调节ph值为4-5得到水解液；将乙炔基三乙氧基硅烷加入水解液中，避光水解100-130min，加入纳米二氧化硅，搅拌反应8-15h，反应结束后离心、干燥得到物料a；将5-叠氮间苯二甲酸、物料a、碘化铜、n，n-二异丙基乙胺和n-溴代丁二酰亚胺加入甲醇与二甲基乙酰胺的混合液中，在常温下搅拌反应10-15h，反应结束后旋蒸、纯化得到物料b；将物料b与氯化钐加入无水乙醇中，搅拌1-3h，过滤、洗涤、干燥，然后加入甲醇中，在搅拌状态下加入8-羟基喹啉，搅拌5-10h，过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅。
优选地，在改性纳米二氧化硅的制备过程中，水解液与乙炔基三乙氧基硅烷的体积比为100-120：1；乙炔基三乙氧基硅烷与纳米二氧化硅的重量比为20-32：55-80；5-叠氮间苯二甲酸、物料a、碘化铜、n，n-二异丙基乙胺、n-溴代丁二酰亚胺的重量比为8-20：65-140：100-120：7-8：9-13；物料b、8-羟基喹啉的重量比为70-120：9-25；8-羟基喹啉与氯化钐的摩尔比为1：1。
优选地，所述氧化锌为镧改性的氧化锌。
优选地，所述固化剂为偏苯三酸酐、二乙烯三胺、双氰胺、双氨基邻苯二甲腈的混合物，且偏苯三酸酐、二乙烯三胺、双氰胺、双氨基邻苯二甲腈的重量比为2-10：1-5：3-7：1-4。
优选地，所述促进剂为2-甲基咪唑、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或者多种的混合物。
本发明所述抗菌耐老化环氧树脂复合材料，其原料中，以环氧树脂为主料，同时添加了丙烯酸树脂和醇酸树脂，并控制了三者的比例，使三者相容性好，性能协同互补，使所得复合材料柔韧性好，耐候性能优异；丙烯酸-马来酸酐共聚物加入体系中，改善了体系的相容性，同时改善了因促进剂的加入引起的相容性差的缺陷；氨基化碳纳米管加入体系中，改善了碳纤维、纳米二氧化硅、膨润土、纳米氮化钛、氧化锌与基体的界面性能，明显提高了复合材料的耐热氧老化性和耐湿热性，同时促进了环氧树脂的固化，降低了孔隙率，进一步提高了复合材料的耐老化性能；优选方式改性纳米二氧化硅的制备过程中，首先将乙炔基三乙氧基硅烷进行水解，水解出硅羟基，然后与纳米二氧化硅作用，乙炔基三乙氧基硅烷的硅羟基与纳米二氧化硅表面的羟基进行了作用，从而将炔基引入到了纳米二氧化硅的表面，得到了物料a；之后5-叠氮间苯二甲酸与物料a在碘化铜、n，n-二异丙基乙胺和n-溴代丁二酰亚胺的作用下，使物料a中的炔基与5-叠氮间苯二甲酸中的叠氮发生了反应，得到物料b；之后以物料b为配体，以氯化钐为金属盐，并配合添加了8-羟基喹啉，通过控制反应的条件，使钐与物料b以及8-羟基喹啉进行了配位反应，在纳米二氧化硅的表面引入了稀土配合物，得到了改性纳米二氧化硅，将其加入体系中，在体系中分散均匀，因分子中引入了钐配合物、8-羟基喹啉配体以及三氮唑结构，与香芹酚和十四烷基甲基二羟乙基溴化铵配合，发挥多方面的协同作用，赋予复合材料优异的抗菌性和耐老化性，氨基聚醚加入体系中，进一步改善了涂膜的柔韧性，克服了环氧树脂性脆的缺陷。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种抗菌耐老化环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂80份、丙烯酸树脂8份、醇酸树脂20份、纳米二氧化硅7份、氨基化碳纳米管2.3份、膨润土2份、纳米氮化钛5份、碳纤维1份、硅酸锂3份、氧化锌1份、香芹酚0.5份、滑石5份、钛白粉22份、固化剂21份、促进剂8份、苯基三甲氧基硅烷2份、十四烷基甲基二羟乙基溴化铵2.3份、氨基聚醚0.2份、丙烯酸-马来酸酐共聚物0.3份。
实施例2
本发明提出的一种抗菌耐老化环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂65份、丙烯酸树脂20份、醇酸树脂8份、纳米二氧化硅15份、氨基化碳纳米管0.5份、膨润土5份、纳米氮化钛1份、碳纤维3.8份、硅酸锂0.5份、氧化锌2份、香芹酚0.1份、滑石14份、钛白粉8份、固化剂35份、促进剂3份、苯基三甲氧基硅烷3.7份、十四烷基甲基二羟乙基溴化铵0.5份、氨基聚醚1.3份、丙烯酸-马来酸酐共聚物0.1份。
实施例3
本发明提出的一种抗菌耐老化环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂78份、丙烯酸树脂11份、醇酸树脂17份、纳米二氧化硅8.5份、氨基化碳纳米管2份、膨润土2.8份、纳米氮化钛4.8份、碳纤维1.5份、硅酸锂2.6份、氧化锌1.3份、香芹酚0.4份、滑石7份、钛白粉20份、固化剂24份、促进剂7份、苯基三甲氧基硅烷2.6份、十四烷基甲基二羟乙基溴化铵2份、氨基聚醚0.7份、丙烯酸-马来酸酐共聚物0.27份；
其中，所述丙烯酸树脂为含环氧基的丙烯酸树脂；
所述纳米二氧化硅为改性纳米二氧化硅；所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：将乙醇与水混合，调节ph值为4得到水解液；将乙炔基三乙氧基硅烷加入水解液中，避光水解130min，加入纳米二氧化硅，搅拌反应8h，反应结束后离心、干燥得到物料a；将5-叠氮间苯二甲酸、物料a、碘化铜、n，n-二异丙基乙胺和n-溴代丁二酰亚胺加入甲醇与二甲基乙酰胺的混合液中，在常温下搅拌反应15h，反应结束后旋蒸、纯化得到物料b；将物料b与氯化钐加入无水乙醇中，搅拌1h，过滤、洗涤、干燥，然后加入甲醇中，在搅拌状态下加入8-羟基喹啉，搅拌10h，过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅；
在改性纳米二氧化硅的制备过程中，水解液与乙炔基三乙氧基硅烷的体积比为100：1；乙炔基三乙氧基硅烷与纳米二氧化硅的重量比为32：55；5-叠氮间苯二甲酸、物料a、碘化铜、n，n-二异丙基乙胺、n-溴代丁二酰亚胺的重量比为20：65：120：7：13；物料b、8-羟基喹啉的重量比为70：25；8-羟基喹啉与氯化钐的摩尔比为1：1；
所述氧化锌为镧改性的氧化锌；
所述固化剂为偏苯三酸酐、二乙烯三胺、双氰胺、双氨基邻苯二甲腈的混合物，且偏苯三酸酐、二乙烯三胺、双氰胺、双氨基邻苯二甲腈的重量比为2：5：3：4；
所述促进剂为2-甲基咪唑。
实施例4
本发明提出的一种抗菌耐老化环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂70份、丙烯酸树脂18份、醇酸树脂9份、纳米二氧化硅14份、氨基化碳纳米管0.9份、膨润土4份、纳米氮化钛2份、碳纤维3.3份、硅酸锂1份、氧化锌1.8份、香芹酚0.2份、滑石13份、钛白粉12份、固化剂32份、促进剂4份、苯基三甲氧基硅烷3.5份、十四烷基甲基二羟乙基溴化铵0.7份、氨基聚醚1.1份、丙烯酸-马来酸酐共聚物0.18份；
其中，所述丙烯酸树脂为含环氧基的丙烯酸树脂；
所述纳米二氧化硅为改性纳米二氧化硅；所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：将乙醇与水混合，调节ph值为5得到水解液；将乙炔基三乙氧基硅烷加入水解液中，避光水解100min，加入纳米二氧化硅，搅拌反应15h，反应结束后离心、干燥得到物料a；将5-叠氮间苯二甲酸、物料a、碘化铜、n，n-二异丙基乙胺和n-溴代丁二酰亚胺加入甲醇与二甲基乙酰胺的混合液中，在常温下搅拌反应10h，反应结束后旋蒸、纯化得到物料b；将物料b与氯化钐加入无水乙醇中，搅拌3h，过滤、洗涤、干燥，然后加入甲醇中，在搅拌状态下加入8-羟基喹啉，搅拌5h，过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅；
在改性纳米二氧化硅的制备过程中，水解液与乙炔基三乙氧基硅烷的体积比为120：1；乙炔基三乙氧基硅烷与纳米二氧化硅的重量比为20：80；5-叠氮间苯二甲酸、物料a、碘化铜、n，n-二异丙基乙胺、n-溴代丁二酰亚胺的重量比为8：140：100：8：9；物料b、8-羟基喹啉的重量比为120：9；8-羟基喹啉与氯化钐的摩尔比为1：1；
所述氧化锌为镧改性的氧化锌；
所述固化剂为偏苯三酸酐、二乙烯三胺、双氰胺、双氨基邻苯二甲腈的混合物，且偏苯三酸酐、二乙烯三胺、双氰胺、双氨基邻苯二甲腈的重量比为10：1：7：1；
所述促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。
实施例5
本发明提出的一种抗菌耐老化环氧树脂复合材料，其原料按重量份包括：环氧树脂72份、丙烯酸树脂15份、醇酸树脂11份、纳米二氧化硅13份、氨基化碳纳米管1.6份、膨润土3.8份、纳米氮化钛2.9份、碳纤维2.3份、硅酸锂1.8份、氧化锌1.5份、香芹酚0.32份、滑石12份、钛白粉17份、固化剂32份、促进剂6份、苯基三甲氧基硅烷3.2份、十四烷基甲基二羟乙基溴化铵1.6份、氨基聚醚1份、丙烯酸-马来酸酐共聚物0.2份；
其中，所述丙烯酸树脂为含环氧基的丙烯酸树脂；
所述纳米二氧化硅为改性纳米二氧化硅；所述改性纳米二氧化硅按照以下工艺进行制备：将乙醇与水混合，调节ph值为4.5得到水解液；将乙炔基三乙氧基硅烷加入水解液中，避光水解120min，加入纳米二氧化硅，搅拌反应12h，反应结束后离心、干燥得到物料a；将5-叠氮间苯二甲酸、物料a、碘化铜、n，n-二异丙基乙胺和n-溴代丁二酰亚胺加入甲醇与二甲基乙酰胺的混合液中，在常温下搅拌反应13h，反应结束后旋蒸、纯化得到物料b；将物料b与氯化钐加入无水乙醇中，搅拌2h，过滤、洗涤、干燥，然后加入甲醇中，在搅拌状态下加入8-羟基喹啉，搅拌8h，过滤、洗涤、干燥得到所述改性纳米二氧化硅；
在改性纳米二氧化硅的制备过程中，水解液与乙炔基三乙氧基硅烷的体积比为110：1；乙炔基三乙氧基硅烷与纳米二氧化硅的重量比为28：70；5-叠氮间苯二甲酸、物料a、碘化铜、n，n-二异丙基乙胺、n-溴代丁二酰亚胺的重量比为13：120：108：7.6：11；物料b、8-羟基喹啉的重量比为110：17；8-羟基喹啉与氯化钐的摩尔比为1：1；
所述氧化锌为镧改性的氧化锌；
所述固化剂为偏苯三酸酐、二乙烯三胺、双氰胺、双氨基邻苯二甲腈的混合物，且偏苯三酸酐、二乙烯三胺、双氰胺、双氨基邻苯二甲腈的重量比为6：3：5：2.7；
所述促进剂为2-甲基咪唑、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑的混合物，且2-甲基咪唑、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑的重量比为2：5：1。
对本发明实施例1-5中的抗菌耐老化环氧树脂复合材料进行性能检测，其拉伸强度为33.98-37.2mpa，冲击强度在6n.m以上，柔韧性为1-2mm，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达到99.5％和99.8％以上，具有优异的抗菌性能，耐加速老化1500h以上；由以上数据可知，本发明所述抗菌耐老化环氧树脂复合材料抗菌性能优异，耐老化性好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。