一种光致变色树脂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光致变色树脂复合材料及其制备方法，该方法包括：（1）将聚丙烯腈大孔吸附树脂进行胺化预处理；（2）将步骤（1）的聚丙烯腈大孔吸附树脂加入硅藻土/多孔碳分散溶液中，超声搅拌，静置干燥，备用；（3）再加入抗菌复合材料分散溶液，超声搅拌，静置干燥，备用；（4）再加入光致变色复合物分散液，超声搅拌，静置干燥，即可得到光致变色树脂复合材料。经过合理的搭配硅藻土、光致变色复合物和抗菌复合材料，三者协同作用，使得树脂材料具有优异抗菌和除甲醛性能，还具有光致变色特性，满足多功能树脂材料的需求，进一步拓宽树脂材料的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了树脂材料
，特别是涉及了一种光致变色树脂复合材料及其制备方法。
技术介绍
目前各种不同金属离子制备的抗菌材料成为研究热点，如采用有机聚丙烯睛纤维化学改性的方法制备新型广谱抗菌功能纤维，又如金属络合型广谱抗菌功能纤维等等。但现有方法金属离子如纳米银与基体树脂无法紧密结合（特别是当纳米银颗粒含量增加时，容易发生团聚现象），在使用过程中容易脱落，从而影响使用寿命及抗菌效果。同时，现有的树脂材料功能较单一，一种树脂材料无法满足多种需求，往往是通过混合多种功能的树脂材料，但较难达到所预期的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种光致变色树脂复合材料及其制备方法。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种光致变色树脂复合材料的制备方法（1）将聚丙烯腈大孔吸附树脂进行胺化预处理；（2）将步骤（1）的聚丙烯腈大孔吸附树脂加入硅藻土/多孔碳分散溶液（溶剂为水和乙醇按体积比3：2组成）中，超声搅拌，静置60min，在60～80℃下干燥，备用；（3）再加入抗菌复合材料分散溶液（溶剂为水和乙醇按体积比3：2组成），超声搅拌，静置60min，在60～80℃下干燥，备用；（4）再加入光致变色复合物分散液，超声搅拌，静置60min，在60~80℃下干燥，即可得到光致变色树脂复合材料。所述抗菌复合材料占聚丙烯腈大孔吸附树脂总重量的0.5~1%，所述硅藻土/多孔碳占聚丙烯腈大孔吸附树脂总重量的0.5~1%，所述光致变色复合物占聚丙烯晴大孔吸附树脂总重量的1~1.5%。所述胺化预处理使用的胺化处理剂为聚氮杂环丙烷、多乙撑多胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的任意一种或多种，预处理时胺化剂占聚丙烯腈大孔吸附树脂总质量的1％～30％。所述胺化预处理具体为：将聚丙烯腈大孔吸附树脂与胺化处理剂，混合、搅拌，静置30min后，干燥，备用。在本专利技术中，所述硅藻土/多孔碳制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，研磨得到纳米级多孔碳；将纳米硅藻土分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳2h，让纳米材料充分进入孔道中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/多孔碳，硅藻土与多孔碳的重量比为5:1。在本专利技术中，所述光致变色复合物制备方法如下：氮气环境下，将浓度为0.05~0.5mol/L的质子酸溶液和浓度为0.05~0.5mol/L的十二烷基苯磺酸以体积比3:1~3混合，同时加入光致变色粉，磁力搅拌60~120min后加入苯胺，光之变色粉与苯胺质量比为1:5~10；持续搅拌60~90min后，逐滴滴加过硫酸铵，苯胺与过硫酸铵摩尔比为1:1；20℃～30℃下反应12~36h；丙酮、去离子水洗涤数次后真空干燥，碾磨得纳米聚苯胺/光致变色粉复合物；将1~10g纳米聚苯胺/光致变色粉复合物超声搅拌分散于水溶液中；之后加入体积比4:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应60~90min；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90℃下干燥3h，以得到纳米聚苯胺/光致变色粉复合物/SiO2；将纳米聚苯胺/光致变色粉复合物/SiO2置于氩气气氛下进行800~1000℃热处理1~2h，去除聚苯胺，光致变色粉/多孔SiO2，即光致变色复合物。所述光致变色粉为稀土氧化物，所述稀土氧化物为Nd2O3、Er2O3、Pr2O3、CeO2、Sm2O3、La2O3、Y2O3、Yb2O3中至少一种。在本专利技术中，一种抗菌复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.5~0.8gC60粉末，量取50~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以300~500rpm的速度搅拌，得混合液；称取0.5~3g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应5~8h；快速加入100~200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W。（2）称取氧化锌量子点（粒径约2~5nm）配制成浓度为0.5~1mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌（500~1000W超声功率，600~800rpm搅拌速度）80~100ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌30~60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点。（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）并加入0.1~0.3g负载氧化锌的石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的负载氧化锌的石墨烯量子点。（4）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.001~0.005mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加浓度为0.01～0.08mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3~4:2~3:1~2。（5）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（500~1000W超声功率，300~500rpm搅拌速度）分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与负载银的石墨烯量子点的质量比为1~2:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1~3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点。（6）将0.1~0.3mol/L钛源（钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛）加入到1M硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（5）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至100~110℃，反应2~4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点。（7）载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）并加入0.1~0.3g载银/二氧化钛石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。（8）称取多孔石墨烯（2~5层，孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光致变色树脂复合材料的制备方法，其包括以下步骤：（1）将聚丙烯腈大孔吸附树脂进行胺化预处理；（2）将步骤（1）的聚丙烯腈大孔吸附树脂加入硅藻土/多孔碳分散溶液中，超声搅拌，静置，在60～80℃下干燥，备用；（3）再加入抗菌复合材料分散溶液，超声搅拌，静置，在60～80℃下干燥，备用；（4）再加入光致变色复合物分散液，超声搅拌，静置，在60~80℃下干燥，即可得到光致变色树脂复合材料；其中，所述抗菌复合材料占聚丙烯腈大孔吸附树脂总重量的0.5~1%，所述硅藻土/多孔碳占聚丙烯腈大孔吸附树脂总重量的0.5~1%；所述光致变色复合物占聚丙烯晴大孔吸附树脂总重量的1~1.5%。

【技术特征摘要】
1.一种光致变色树脂复合材料的制备方法，其包括以下步骤：（1）将聚丙烯腈大孔吸附树脂进行胺化预处理；（2）将步骤（1）的聚丙烯腈大孔吸附树脂加入硅藻土/多孔碳分散溶液中，超声搅拌，静置，在60～80℃下干燥，备用；（3）再加入抗菌复合材料分散溶液，超声搅拌，静置，在60～80℃下干燥，备用；（4）再加入光致变色复合物分散液，超声搅拌，静置，在60~80℃下干燥，即可得到光致变色树脂复合材料；其中，所述抗菌复合材料占聚丙烯腈大孔吸附树脂总重量的0.5~1%，所述硅藻土/多孔碳占聚丙烯腈大孔吸附树脂总重量的0.5~1%；所述光致变色复合物占聚丙烯晴大孔吸附树脂总重量的1~1.5%。2.根据权利要求1所述的光致变色树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述硅藻土/多孔碳制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30ml水加入到100ml水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，研磨得到纳米级多孔碳；将纳米硅藻土分散在120ml的水溶液中，浸入多孔碳2h，让纳米材料充分进入孔道中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/多孔碳，硅藻土与多孔碳的重量比为5:1。3.根据权利要求1所述的光致变色树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述光致变色复合物制备方法如下：氮气环境下，将浓度为0.05~0.5mol/L的质子酸溶液和浓度为0.05~0.5mol/L的十二烷基苯磺酸以体积比3:1~3混合，同时加入光致变色粉，磁力搅拌60~120min后加入苯胺，光之变色粉与苯胺质量比为1:5~10；持续搅拌60~90min后，逐滴滴加过硫酸铵，苯胺与过硫酸铵摩尔比为1:1；20℃～30℃下反应12~36h；丙酮、去离子水洗涤数次后真空干燥，碾磨得纳米聚苯胺/光致变色粉复合物；将1~10g纳米聚苯胺/光致变色粉复合物超声搅拌分散于水溶液中；之后加入体积比4:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应60~90min；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90℃下干燥3h，以得到纳米聚苯胺/光致变色粉复合物/SiO2；将纳米聚苯胺/光致变色粉复合物/SiO2置于氩气气氛下进行800~1000℃热处理1~2h，去除聚苯胺，光致变色粉/多孔SiO2，即光致变色复合物。4.根据权利要求2或3所述的光致变色树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述抗菌复合材料的制备方法如下：（1）制备石墨烯量子点悬浮液：100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W；（2）称取氧化锌量子点配制成浓度为0.5~1mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌80~100ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌30~60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点；（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理；（4）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；（5）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆庚，
申请(专利权)人：佛山市高明区尚润盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44