【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于高分子材料，具體涉及一種抗菌發(fā)泡硅膠材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、發(fā)泡硅膠材料也叫做硅橡膠發(fā)泡材料（srf），是一種多孔狀的黏彈性高分子材料，具有耐高低溫性、高柔軟性、質(zhì)輕、隔音隔熱、減震等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、汽車(chē)制造、新能源開(kāi)發(fā)、電子電器、國(guó)防軍工和日常生活等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
2、發(fā)泡硅膠材料為疏水性物質(zhì)，細(xì)菌很容易粘附在其表面進(jìn)而生長(zhǎng)繁殖，這些細(xì)菌對(duì)人們的健康產(chǎn)生了威脅，因此，當(dāng)發(fā)泡硅膠材料應(yīng)用于與人體接觸的領(lǐng)域時(shí)，如鞋墊、貼片、防滑墊等，對(duì)其進(jìn)行抗菌改性是十分必要的，通過(guò)向發(fā)泡硅膠材料中添加抗菌劑進(jìn)行表面改性或本體改性，是減少細(xì)菌感染的有效方法。
3、目前已有發(fā)泡硅膠材料的研究中采用的抗菌劑,主要包括了無(wú)機(jī)抗菌劑(如銀基和二氧化鈦)和有機(jī)抗菌劑(如季銨鹽類(lèi)和過(guò)氧化物類(lèi))，無(wú)機(jī)抗菌劑粉體表面的自由能高，呈親水性，有強(qiáng)團(tuán)聚傾向，與硅膠基體相容性差，對(duì)發(fā)泡硅膠材料的力學(xué)性能、抗菌性能等均影響較大；而有機(jī)抗菌劑大都與硅膠基體通過(guò)物理結(jié)合，在高溫、高濕下易析出，導(dǎo)致抗菌耐久性差，因此，提供一種性能良好的抗菌發(fā)泡硅膠材料是目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種抗菌發(fā)泡硅膠材料及其制備方法，解決現(xiàn)有抗菌發(fā)泡硅膠材料中有機(jī)抗菌劑與硅膠基體結(jié)合性差，在高溫、高濕下易析出，導(dǎo)致抗菌耐久性差的問(wèn)題。
2、本專(zhuān)利技術(shù)的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種抗菌發(fā)泡硅膠材料，制備所述抗菌發(fā)泡硅膠材料
4、進(jìn)一步地，按重量份計(jì)，所述a組分包括乙烯基硅油100份、羥基硅油13份、補(bǔ)強(qiáng)填料1-2份、鉑催化劑0.1-0.2份、反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑3.1-6.2份。
5、進(jìn)一步地，按重量份計(jì)，所述b組分包括乙烯基硅油100份、含氫硅油85-95份、補(bǔ)強(qiáng)填料3-4份。
6、進(jìn)一步地，所述反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑通過(guò)以下步驟制成：
7、向燒瓶中加入乙烯基膦酸雙(2-氯乙酯)、十二烷基二甲基叔胺和正丙醇，升溫至回流反應(yīng)12h，反應(yīng)結(jié)束后，降至室溫，旋蒸去除正丙醇，即可；
8、乙烯基膦酸雙(2-氯乙酯)和十二烷基二甲基叔胺的物質(zhì)的量比為1：2-2.1，以乙烯基膦酸雙(2-氯乙酯)和十二烷基二甲基叔胺為原料，獲得結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)且攜帶乙烯基、磷酸酯基的雙季銨鹽，即所述反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑。
9、進(jìn)一步地，所述補(bǔ)強(qiáng)填料為聚多巴胺包覆二氧化硅。
10、進(jìn)一步地，所述補(bǔ)強(qiáng)填料通過(guò)以下步驟制成：
11、將氣相法二氧化硅加入tris-hcl緩沖液中超聲處理20min，之后加入鹽酸多巴胺和tris-hcl緩沖液組成的多巴胺溶液，繼續(xù)超聲處理15min，25℃的水浴環(huán)境中，磁力攪拌12-14h，反應(yīng)結(jié)束后，離心，干燥，得到補(bǔ)強(qiáng)填料。
12、進(jìn)一步地，所述氣相法二氧化硅和鹽酸多巴胺的質(zhì)量比為0.66：1.38-1.56。
13、進(jìn)一步地，所述tris-hcl緩沖液的ph值為8.5。
14、進(jìn)一步地，所述乙烯基硅油由低黏度乙烯基硅油和高黏度乙烯基硅油按照質(zhì)量比1：9組成；低黏度乙烯基硅油25℃下黏度為1000mpa·s，乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%；高黏度乙烯基硅油25℃下黏度為10000mpa·s，乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.13%。
15、進(jìn)一步地，所述羥基硅油中羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%。
16、進(jìn)一步地，所述鉑催化劑中鉑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05-0.08%。
17、進(jìn)一步地，所述含氫硅油中活性氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6%。
18、上述抗菌發(fā)泡硅膠材料的制備方法，包括以下步驟：
19、s1、按a組分配方稱(chēng)取原料，將乙烯基硅油、羥基硅油、補(bǔ)強(qiáng)填料、鉑催化劑、反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑投入非介入式材料均質(zhì)機(jī)中，混合120s，用200目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾后靜置抽真空，得到a組分；
20、s2、按b組分配方稱(chēng)取原料，將乙烯基硅油、含氫硅油、補(bǔ)強(qiáng)填料投入非介入式材料均質(zhì)機(jī)中，混合120s，用200目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾后靜置抽真空，得到b組分；
21、s3、將a組分、b組分按照質(zhì)量比10：1加入非介入式材料均質(zhì)機(jī)中，在-10℃下混合120s后，得到膠料，將膠料置于聚四氟乙烯模具中，低溫硫化發(fā)泡后升溫硫化，最后于130℃下硫化1h，得到抗菌發(fā)泡硅膠材料。
22、進(jìn)一步地，所述非介入式材料均質(zhì)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500-2000r/min。
23、進(jìn)一步地，所述低溫硫化發(fā)泡的溫度為50℃，低溫硫化發(fā)泡的時(shí)間為30-40min。
24、進(jìn)一步地，所述升溫硫化分為4個(gè)梯度，目標(biāo)溫度分別設(shè)置為70℃、90℃、110℃、130℃，每個(gè)目標(biāo)溫度點(diǎn)停留3min。
25、本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果：
26、1.本專(zhuān)利技術(shù)以乙烯基硅油、羥基硅油、補(bǔ)強(qiáng)填料、鉑催化劑、反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑為原料制備a組分，以乙烯基硅油、含氫硅油、補(bǔ)強(qiáng)填料為原料制備b組分，將a組分和b組分混合，乙烯基硅油、反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑與含氫硅油發(fā)生加成交聯(lián)反應(yīng)生產(chǎn)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，羥基硅油與含氫硅油發(fā)生縮合脫氫反應(yīng)，脫去h2小分子實(shí)現(xiàn)發(fā)泡，獲得的發(fā)泡硅膠材料不僅具有良好的力學(xué)性能，還兼具優(yōu)異的抗菌性能、阻燃性能以及耐熱氧老化性能。
27、2.本專(zhuān)利技術(shù)中反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑攜帶不飽和雙鍵，能夠與含氫硅油發(fā)生硅氫加成反應(yīng)，使抗菌劑通過(guò)化學(xué)鍵“錨固”于發(fā)泡硅膠材料中，在高溫、高濕下不脫落，賦予發(fā)泡硅膠材料持久且良好的抗菌性能；反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑還能與硅油分子鏈之間形成相互吸附纏繞，進(jìn)而可為發(fā)泡硅膠材料提供一定的有效承載力，提升發(fā)泡硅膠材料的力學(xué)性能；此外，該反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑含有磷酸酯結(jié)構(gòu)以及季銨鹽結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于在發(fā)泡硅膠中引入了氮、磷阻燃元素，相比于未添加反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑的發(fā)泡硅膠材料而言，阻燃性能得到明顯提升。
28、3.本專(zhuān)利技術(shù)中補(bǔ)強(qiáng)填料為聚多巴胺包覆二氧化硅，通過(guò)包覆處理在氣相法二氧化硅表面引入氨基以及兒茶酚基團(tuán)，相比于未經(jīng)包覆處理的氣相法二氧化硅，在硅膠基料中分散性更好，得以充分發(fā)揮補(bǔ)強(qiáng)作用，此外，補(bǔ)強(qiáng)填料表面的聚多巴胺能夠捕獲發(fā)泡硅膠熱氧老化過(guò)程中產(chǎn)生的自由基，提高發(fā)泡硅膠的耐熱氧老化性能。
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1.一種抗菌發(fā)泡硅膠材料，其特征在于，制備所述抗菌發(fā)泡硅膠材料的原料組分包括A組分和B組分，按重量份計(jì)，所述A組分包括乙烯基硅油100份、羥基硅油13份、補(bǔ)強(qiáng)填料1-2份、鉑催化劑0.1-0.2份、反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑3.1-6.2份；所述B組分包括乙烯基硅油100份、含氫硅油85-95份、補(bǔ)強(qiáng)填料3-4份；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌發(fā)泡硅膠材料，其特征在于，乙烯基膦酸雙(2-氯乙酯)和十二烷基二甲基叔胺的物質(zhì)的量比為1：2-2.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌發(fā)泡硅膠材料，其特征在于，所述乙烯基硅油由低黏度乙烯基硅油和高黏度乙烯基硅油按照質(zhì)量比1：9組成；低黏度乙烯基硅油25℃下黏度為1000mPa·s，乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%；高黏度乙烯基硅油25℃下黏度為10000mPa·s，乙烯基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.13%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌發(fā)泡硅膠材料，其特征在于，所述含氫硅油中活性氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌發(fā)泡硅膠材料，其特征在于，所述羥基硅油中羥基質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%。
6.根
7.一種抗菌發(fā)泡硅膠材料的制備方法，其特征在于，用于制備權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的一種抗菌發(fā)泡硅膠材料，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種抗菌發(fā)泡硅膠材料，其特征在于，制備所述抗菌發(fā)泡硅膠材料的原料組分包括a組分和b組分，按重量份計(jì)，所述a組分包括乙烯基硅油100份、羥基硅油13份、補(bǔ)強(qiáng)填料1-2份、鉑催化劑0.1-0.2份、反應(yīng)型季銨鹽抗菌劑3.1-6.2份；所述b組分包括乙烯基硅油100份、含氫硅油85-95份、補(bǔ)強(qiáng)填料3-4份；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌發(fā)泡硅膠材料，其特征在于，乙烯基膦酸雙(2-氯乙酯)和十二烷基二甲基叔胺的物質(zhì)的量比為1：2-2.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌發(fā)泡硅膠材料，其特征在于，所述乙烯基硅油由低黏度乙烯基硅油和高黏度乙烯基硅油按照質(zhì)量比1：9組成；低黏度乙烯基硅油...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田建國(guó)，姚創(chuàng)芝，王旭東，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：安徽斯邁特新材料股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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