一种耐高温的抗菌型硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温的抗菌型硅橡胶，按重量份数计，包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶生胶，120～130份；白炭黑，40～60份；复合抗菌剂，1～5份；纳米氧化铈，0.5～2.0份；结构化控制剂，8～10份；内脱模剂，0.2～0.4份；有机过氧化物硫化剂，0.8～1.2份。本发明专利技术还提供一种耐高温的抗菌型硅橡胶的制备方法。本发明专利技术制得的耐高温的抗菌型硅橡胶具有优良的物理机械性能、耐高温性能和抗菌性能等。

A high temperature resistant antibacterial silicone rubber and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温的抗菌型硅橡胶及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种耐高温的抗菌型硅橡胶及其制备方法。
技术介绍
有机硅橡胶因为具有稳定的化学性能、优良的物理机械性能、对人体组织生物免疫反应小、耐人体组织腐蚀、不致敏、不致癌以及植入人体不会丧失强度和弹性等特性，广泛应用于生物学、医学领域。近些年随着科学技术的飞速发展，生物医学用硅橡胶的品种不断增多，分类和功能也越来越精细，国内外相继出现了很多硅橡胶作为人体植入材料和医疗制品的应用，如人工颅骨、脑积水引流管的脑外科制品；人工鼻梁、耳膜的耳鼻喉科制品；胸腔引流管；人工肺薄膜、人工心瓣的胸外科制品，以及人工乳房等极为普通的制品。但是在一些使用条件要求高、标准极其严格的应用情况中，由于硅橡胶材料表面易形成细菌感染的不足和缺陷，限制了其使用。例如由硅橡胶制备而成的医疗器械都需要和人体组织接触，在医疗器械与人体组织的接触过程中，细菌很容易通过各种途径入侵，引发感染。因此，医用硅橡胶材料的抗菌性能改造已成为国内外专家的研究热点。目前在公开的中国专利文献中，有关抗菌性医用硅橡胶的专利较多，但都存在各种不足。如中国专利CN108653799A公开了一种亲水性抗菌硅橡胶医用敷料的制备方法，具体包括以下步骤：首先制备壳聚糖包覆的纳米氧化钛的混合液，然后采用等离子体处理硅橡胶制备活化硅橡胶；将活化硅橡胶加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中进行处理，之后置于琥珀酸二酰亚胺的水溶液中搅拌处理，制得表面改性硅橡胶；最后将表面改性的硅橡胶置于壳聚糖包覆的纳米氧化钛的混合液中超声处理，取出，干燥，制得医用敷料。该方法制备的医用敷料亲水性好，可有效促进创面的愈合，但是其耐热性差、药效期短且生产过程中产生大量乙醇及废水，不环保、难以实现产业化。中国专利文件CN108559118公开了一种抗菌型载银硅橡胶材料及其制备方法，所述的方法为采用紫外辐照，对硅橡胶进行表面活化，得到活化硅橡胶，再在活化硅橡胶表面包覆聚多巴胺的硅橡胶，然后在表面包覆聚多巴胺的硅橡胶表面固载纳米银粒子，得到抗菌型载银硅橡胶材料。该方法制备的抗菌型载银硅橡胶材料由于表面固载纳米银颗粒的不断析出和累积，会破坏周围环境组织的微环境平衡，干扰周围细胞的正常生长，促使细胞内活性氧含量升高，产生细胞毒性，导致硅橡胶的生物相容性差。中国专利文件CN108641367A公开了一种抗菌医用硅橡胶的制备方法，所述的方法为通过高温煅烧牛骨生成高强度的具有α-磷酸三钙晶型以及高降解性、高生物活性的天然羟基磷灰石，并以其为载体，通过多巴胺聚合反应粘附在羟基磷灰石表面，并通过聚多巴胺对银、锌离子的还原和螯合作用，利用原位还原银、锌离子的将银、锌均匀负载在天然羟基磷灰石表面制成抗菌天然羟基磷灰石，再与硅橡胶混合开炼，得到抗菌医用硅橡胶材料。然而，由于羟基磷灰石与聚合物的相容性差，自身容易团聚，加入到聚合物中会影响制品的物理性能。由此，设计开发一种物理机械性能、耐高温性能和抗菌性能优良的医用硅橡胶是本领域的一项重要课题。
技术实现思路
本专利技术目的是克服了现有技术的不足，提供一种耐高温的抗菌型硅橡胶，该耐高温的抗菌型硅橡胶具有优良的物理机械性能、耐高温性能和抗菌性能等。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种耐高温的抗菌型硅橡胶，按重量份数计，包括以下组分：甲基乙烯基硅橡胶生胶，120～130份；白炭黑，40～60份；复合抗菌剂，1～5份；纳米氧化铈，0.5～2.0份；结构化控制剂，8～10份；内脱模剂，0.2～0.4份；有机过氧化物硫化剂，0.8～1.2份；所述甲基乙烯基硅橡胶生胶是由乙烯基含量为2％～4％、摩尔质量为45～55万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶A和乙烯基含量为0.05％～0.16％、摩尔质量为60～70万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶B组成，比例为A：B＝0.2～1.0：9.0～9.8。进一步地，所述白炭黑为气相白炭黑，其BET法比表面积为150～380m2/g，更进一步地，其BET法比表面积为150～200m2/g。进一步地，所述复合抗菌剂由有机硅季铵盐、纳米载银二氧化钛和疏水性白炭黑混合组成，三者混合质量比为45：5：50。进一步地，所述纳米氧化铈为气相法纳米氧化铈，其粒径为7～10nm。进一步地，所述结构化控制剂为羟基硅油。所述羟基硅油中羟基质量分数为3～4％，黏度为25～35厘泊。进一步地，所述内脱模剂为硬脂酸锌。进一步地，所述有机过氧化物硫化剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷。另外，本专利技术还提供一种耐高温的抗菌型硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：A、制备复合抗菌剂：取氨乙基氨丙基硅油和无水乙醇加入氯化苄高速搅拌反应，再抽真空，然后加入纳米载银二氧化钛和疏水性气相白炭黑混合均匀；B、在捏合机中加入全部甲基乙烯基硅橡胶生胶和部分白炭黑，再将结构化控制剂和内脱模剂倒入白炭黑上方，并搅拌捏合成团，然后分别加入剩余白炭黑、纳米氧化铈搅拌，得到混合物料Ⅰ；C、将上述混合物料Ⅰ在室温下放置一段时间后再倒入捏合机中加热搅拌，然后出料冷却，得到混合物料Ⅱ；D、将复合抗菌剂和有机过氧化物硫化剂加入到上述混合物料Ⅱ中，搅拌均匀后可得耐高温的抗菌型硅橡胶。其中，步骤B中搅拌捏合成团的温度控制在50～80℃，首次加入的部分白炭黑的质量为总加入的白炭黑的10～30％，步骤C中混合物料Ⅱ的室温放置时间为12h以上，加热搅拌温度为150～175℃、时间为1.5～2.5h。以下就本专利技术的设计思路和机理做详细阐述：本专利技术耐高温的抗菌型硅橡胶采用甲基乙烯基硅橡胶生胶、白炭黑、纳米氧化铈、复合抗菌剂、结构化控制剂、内脱模剂和有机过氧化物硫化剂配制而成，制得的硅橡胶具有优异的机械性能、耐高温性能和良好的抗菌性能。甲基乙烯基硅橡胶生胶是二甲基硅氧烷链节与甲基乙烯基硅氧烷链节的共聚物。通常在该共聚物中，甲基乙烯基硅氧烷链节的摩尔分数为0.05％～0.5％，即相当于共聚物中1万个硅氧烷链节中含有约5～50个甲基乙烯基硅氧烷链节。虽然不饱和基团含量这样少，但能有效地提高硅橡胶的硫化活性；扩大了使用有机过氧化物品种的范围，简化了原制品的硫化工艺，提高了硅橡胶制品的耐高温老化性。本专利技术中所述的甲基乙烯基硅橡胶生胶的每分子中至少有两个硅键合的烯基，不含有硅键合的羟基，且不含有硅键合的烷氧基(不含有硅键合的羟基和烷氧基是指生胶分子链端上不含有端羟基和端甲氧基类基团)。由于端羟基和端甲氧基很容易与白炭黑上的羟基形成氢键，从而大大加重了混炼胶结构化的程度，另外，端羟基过多还会使硫化胶易粘模导致脱模困难。脱模困难既降低了生产效率，又增加了制品的破损率。大量端羟基的存在还会降低硫化胶的耐热性。本专利技术中的甲基乙烯基硅橡胶生胶的是由乙烯基含量为2％～4％、摩尔质量为45～55万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶A和乙烯基含量为0.05％～0.16％、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温的抗菌型硅橡胶，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：/n甲基乙烯基硅橡胶生胶，120～130份；/n白炭黑，40～60份；/n复合抗菌剂，1～5份；/n纳米氧化铈，0.5～2.0份；/n结构化控制剂，8～10份；/n内脱模剂，0.2～0.4份；/n有机过氧化物硫化剂，0.8～1.2份；/n所述甲基乙烯基硅橡胶生胶是由乙烯基含量为2％～4％、摩尔质量为45～55万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶A和乙烯基含量为0.05％～0.16％、摩尔质量为60～70万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶B组成，比例为A：B＝0.2～1.0：9.0～9.8。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温的抗菌型硅橡胶，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
甲基乙烯基硅橡胶生胶，120～130份；
白炭黑，40～60份；
复合抗菌剂，1～5份；
纳米氧化铈，0.5～2.0份；
结构化控制剂，8～10份；
内脱模剂，0.2～0.4份；
有机过氧化物硫化剂，0.8～1.2份；
所述甲基乙烯基硅橡胶生胶是由乙烯基含量为2％～4％、摩尔质量为45～55万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶A和乙烯基含量为0.05％～0.16％、摩尔质量为60～70万g/mol的甲基乙烯基硅橡胶生胶B组成，比例为A：B＝0.2～1.0：9.0～9.8。


2.根据权利要求1所述的耐高温的抗菌型硅橡胶，其特征在于所述复合抗菌剂由有机硅季铵盐、纳米载银二氧化钛和疏水性白炭黑混合组成。


3.根据权利要求2所述的耐高温的抗菌型硅橡胶，其特征在于所述有机硅季铵盐、纳米载银二氧化钛和疏水性白炭黑三者混合质量比为45：5：50。


4.根据权利要求1所述的耐高温的抗菌型硅橡胶，其特征在于所述结构化控制剂为羟基硅油。


5.根据权利要求4所述的耐高温的抗菌型硅橡胶，其特征在于所述羟基硅油中羟基质量分数为3～4％，黏度为25～35厘泊。


6.根据权利要求1所述的耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：贡玉圭，王丰，马汉喜，
申请(专利权)人：广东聚合科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44