CN102181065B - 一种抗菌橡胶制造方法及其应用 - Google Patents

Abstract

一种抗菌橡胶制造方法，所述方法包括下列步骤：1、制作抗菌母胶：首先将补强填充剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和聚乙烯蜡和生胶加入混炼机中混炼均匀，混炼到100℃排胶；经冷却、压片后，即为抗菌母胶。2、制作抗菌橡胶：将步骤1中生产的抗菌母胶按一定的比例在橡胶胶料混炼或成型热炼时加入到混炼胶中，通过成型和硫化，即可制成具有抗菌功能的橡胶。

Description

一种抗菌橡胶制造方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种纳米抗菌橡胶的生产方法及其应用。

背景技术

目前，橡胶制品广泛应用于日常生活各个领域当中，特别是涉及到食品、医疗和一些公共场所等领域时，人们会要求该橡胶制品具有抑菌或抗菌功能。目前，人们是通过在橡胶中添加有机或无机的抗菌剂的办法来达到使橡胶制品达到抗菌的功能，但目前市面上的抗菌剂均为纳米级超细粉剂，而且使用量较小，一般占橡胶的0.1~5%，另外，这种超细粉末添加物在橡胶中存在不好分散或分散不均现象，并且在混炼时粉剂容易飞扬，导致生产环境污染及抗菌剂用量减少等问题。如何提高橡胶制品的抑菌、抗菌和杀菌能力，达到减少人们感染各类有害细菌的目的，以及如何将用量较小的纳米级超细粉状抗菌剂均匀地加入到橡胶当中，提高橡胶制品抗菌性能的均一性，如何减少粉状抗菌剂在生产过程中飞扬造成的环境污染，均是当前本技术领域中急需研究解决的课题。

发明内容

根据现有技术中在生产抗菌橡胶过程中所存在的问题，本发明提供一种抗菌橡胶制造方法，所述方法包括下列步骤：1、制作抗菌母胶：首先将补强填充剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和聚乙烯蜡和生胶加入混炼机中混炼均匀，混炼到100℃排胶；经冷却、压片后，即为抗菌母胶；2、制作抗菌橡胶：将步骤1中生产的抗菌母胶按一定的比例在橡胶胶料混炼或成型热炼时加入到混炼胶中，通过成型和硫化，即可制成具有抗菌功能的橡胶。

进一步，所述步骤1中的抗菌母胶制造方法具体包括下列步骤：1）按比例将补强填充剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和聚乙烯蜡等依次加入到搅拌器中，在常温下以低或中速搅拌10-15分钟，制成预混合粉料；对抗菌剂进行一次预分散；并用硅烷偶联剂和聚乙烯蜡将补强填充剂和抗菌剂进行表面处理，提高其在混炼中的分散性；2）在密炼机中加入所述生胶和预混合粉料，使用密炼机进行混炼，混炼温度范围为60-100℃，混炼时间为 5-15分钟，将胶混炼均匀、在温度达到100℃后排胶；3）将密炼机排出的胶料在用开炼机上压片，制成厚度为3-10mm胶片，冷却到室温，存储待用。

进一步，所述抗菌橡胶母胶所包括的各种主要原材料及其含量范围为（重量份）：天然橡胶或合成橡胶：100份；纳米无机抗菌材料：3-30份；补强剂或填充剂：10-30份；硅烷偶联剂：1-5份；聚乙烯蜡：1-10份。

进一步，所述抗菌橡胶中的抗菌母胶的加入量为：以抗菌橡胶中的生胶重量份为100份计算，抗菌橡胶母胶在橡胶制品中的用量范围为1-20份。

进一步，所述抗菌剂为纳米抗菌剂，该纳米抗菌剂为以无机纳米材料为载体，载带银、锌、铜、钛等金属及其离子。

进一步，该橡胶可用于直接制造橡胶制品或与普通橡胶复合制成抗菌橡胶制品。

进一步，所述抗菌橡胶制品仅由抗菌橡胶制成或由一层抗菌橡胶与2-3层普通橡胶复合制成。

进一步，所述一层抗菌橡胶与2-3层普通橡胶复合制成的抗菌橡胶制品其纳米抗菌橡胶层的厚度应根据实际使用需要调整。

进一步，所述纳米抗菌橡胶层的厚度为0.05-3.5mm。

本发明中所公开的抗菌橡胶母胶的制作方法具有通用性强、分散性好、工艺性好、使用简单、运输方便和加工过程无环境污染等特点，可保证少量超细粉剂在橡胶中的均匀分散，并且在制造过程中避免超细粉剂飞扬等现象的发生，有利于环境保护。

具体实施方式

本发明中所公开的抗菌橡胶制造方法包括下列步骤：

1、抗菌母胶制作：首先将补强填充剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和聚乙烯蜡等依次加入到搅拌器中，在常温下低、中速搅拌10分钟，得到预混合粉料。然后，在密炼机中按比例加入生胶和预混合粉料，混炼均匀，混炼到100℃排胶。最后通过开炼机压片、冷却和停放，就制成了具有抗菌橡胶功能的母胶。

2、抗菌橡胶制作：将步骤1中生产的抗菌母胶按一定的比例在橡胶胶料混炼或成型热炼时加入到混炼胶中。然后，通过成型和硫化，即可制成具有抗菌功能的橡胶。

其中，步骤1中的抗菌橡胶母胶所包括的各种主要原材料及其含量范围为：天然橡胶或合成橡胶：100份；抗菌剂：纳米无机抗菌材料：3-30份；补强剂或填充剂：10-30份；硅烷偶联剂：1-5份；聚乙烯蜡：1-10份。上述各组分用量单位以重量份计。

步骤1中的母胶制造方法具体包括下列步骤：

1-1、先按上述比例将补强填充剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和聚乙烯蜡等依次加入到搅拌器中，在常温下低、中速搅拌10-15分钟，制成预混合粉料。预混合目的：一方面使补强填充剂和抗菌剂进行预混合，对抗菌剂进行一次预分散；另一方面用硅烷偶联剂和聚乙烯蜡将补强填充剂和抗菌剂进行表面处理，提高其在混炼中的分散性。

1-2、在密炼机中按上述配方比例加入生胶和预混合粉料，采用密炼机进行混炼，混炼温度范围为60-100℃，混炼时间为 5-15分钟，将胶混炼均匀；在温度达到100℃后排胶；

1-3、将密炼机排出的胶料在用开炼机上压片，制成厚度为3-10mm胶片，冷却到室温，存储待用。

经上述三个主要步骤完成抗菌橡胶母胶的制备。

抗菌橡胶母胶所使用的橡胶包括天然橡胶和合成橡胶中的一种或几种并用。抗菌剂为纳米抗菌剂，为以无机纳米材料为载体，载带银、锌、铜、钛等金属及其离子为主要抗菌成分的抗菌剂。补强剂或填充剂包括：炭黑、白炭黑、钛白粉、陶土、碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化镁、氧化锌等中的一种或几种并用；抗菌橡胶母胶所使用的硅烷偶联剂为A—187、KH550、KH560、KH570、KH792、KH-845、DL602、DL171等中的一种或几种并用；抗菌橡胶母胶所使用的聚乙烯蜡为：分子量为1500-4000的低分子量聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡等中的一种或几种并用。

步骤2中抗菌橡胶中的抗菌母胶加入量为：以生胶重量份为100份计算，抗菌橡胶母胶在橡胶中的用量范围为1-20份。

本发明中所使用的纳米抗菌剂通过下列三种途径实现抗菌效果：

·可以与细菌细胞内蛋白质的巯基反应使其失去生物活性 

·干扰细菌的DNA的复制合成 

·改变细菌的细胞膜的特性 

由于上述纳米抗菌剂具有多种作用机理，因而对于各种细菌都表现出良好的抑制效果，即使对有耐药性的细菌依然有效。

实施例1： 

抗菌橡胶母胶配方（重量份）：丁苯橡胶100，白炭黑 30，纳米银离子抗菌剂30，硅烷偶联剂 5；聚乙烯蜡 10份。

首先将补强填充剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和聚乙烯蜡等依次加入到搅拌器中，在常温下低、中速搅拌10分钟，得到预混合粉料。然后，在密炼机中按比例加入生胶和预混合粉料，混炼均匀，混炼到100℃排胶。最后通过开炼机压片、冷却和停放，就制成了具有抗菌橡胶功能的母胶。

该抗菌母胶按占生胶5%的比例在橡胶胶料混炼或成型热炼时加入到混炼胶中，通过成型和硫化，即可制成具有抗菌功能的橡胶。

实施例2：

抗菌橡胶母胶配方（重量份）：三元乙丙橡胶100，白炭黑 20，纳米银离子抗菌剂10，硅烷偶联剂 3；聚乙烯蜡 5份。

其母胶制作方法同实施例1。

该抗菌母胶按占生胶10%的比例在橡胶胶料混炼或成型热炼时加入到混炼胶中，通过成型和硫化，即可制成具有抗菌功能的橡胶。

本发明中所公开的制造抗菌橡胶的方法，通过先将抗菌剂与橡胶添加物中的粉状物相混合，再与少量生胶混合制成抗菌母胶，然后在橡胶胶料混炼或成型热炼时加入到混炼胶中，通过成型和硫化，即可制成具有抗菌功能的橡胶。该种方法简单易行，并且可极大的避免了现有技术中抗菌剂在橡胶制品中分散不均匀，添加时引起粉尘等缺点。

本发明中所公开的抗菌橡胶的制造方法，其应用范围并不局限于本文中所述的范围，还适用于将各种细粉和超细粉添加入橡胶中，尤其适用于需要在橡胶中添加少量细粉和超细粉，并要求添加物在橡胶中均布的情况。

使用上述方法制成的橡胶可用于直接制造抗菌橡胶制品，或将一层上述抗菌橡胶与一层或多层普通橡胶复合后制成抗菌橡胶制品；复合抗菌橡胶制品中的抗菌橡胶层的厚度可根据需要设定。

下面以使用上述纳米抗菌橡胶制作橡胶地板为例具体说明：

A、制作母胶：先按照上述的母胶制造方法制成抗菌橡胶母胶，

B、制作抗菌橡胶：将制作抗菌橡胶地板所使用的原材料和抗菌母胶一起加入开炼机或密炼机进行混炼，混炼温度范围为40-170℃，混炼时间为 2—40分钟，将胶混炼均匀后排胶；停放8—12小时后加入硫化剂和配色剂,完成混炼胶制备；然后用开炼机、压延机或挤出机进行成型，制成厚度为0.5-15.0mm片材或卷材料，

C、硫化：最后用硫化机在130-200℃的温度下进行硫化。制成橡胶地板。

步骤B中的抗菌橡胶各种主要原材料及其含量范围如下；橡胶：100份；抗菌橡胶母胶：1-20份。补强剂或填充剂：20-350份；硫化剂：1-10份；防老剂：1-10份；着色剂：1-20份；上述各组分用量单位以质量份计。其中的橡胶可以为天然橡胶、合成橡胶、再生橡胶中的一种或几种混合。着色剂为二氧化钛、氧化锌、锌钡白、氧化铁红、橡胶大红、镉黄、酞青绿、酞青蓝、群青和炭黑等有机或无机着色剂中的一种或几种混合。

抗菌橡胶地板可仅由抗菌橡胶制成或由一层抗菌橡胶与2-3层普通橡胶复合制成，即上述抗菌地板中至少应包括一层由具有抑菌、抗菌和杀菌等功能的抗菌橡胶层。该层纳米抗菌橡胶其厚度优选为0.05-3.5mm，也可根据实际使用需要调整。

Claims (6)

1.一种抗菌橡胶制造方法，其特征为，所述方法包括下列步骤：

1）、制作抗菌母胶：

1-1）、按天然橡胶或合成橡胶：100份；抗菌剂: 3-30份；补强剂或填充剂：10-30份；硅烷偶联剂：1-5份；聚乙烯蜡：1-10份的比例;将所述补强填充剂、抗菌剂、硅烷偶联剂和聚乙烯蜡依次加入到搅拌器中，在常温下以低或中速搅拌10-15分钟，制成预混合粉料；对抗菌剂进行一次预分散；并用硅烷偶联剂和聚乙烯蜡将补强填充剂和抗菌剂进行表面处理组成预混合粉料，提高其在混炼中的分散性；所述抗菌剂为纳米抗菌剂，该纳米抗菌剂为以无机纳米材料为载体，载带银、锌、铜、钛金属及其离子；

1-2）、再将所述预混合粉料与生胶一起加入混炼机中混炼均匀，混炼到100℃排胶；

1-3）、经冷却、压片后，即为抗菌母胶；

2）、制作抗菌橡胶：以生胶重量份为100份计算，将步骤1中生产的所述抗菌母胶为1-20份的比例在橡胶胶料混炼或成型热炼时加入到混炼胶中，通过成型和硫化，即可制成具有抗菌功能的橡胶。

2.根据权利要求1中所述抗菌橡胶的制造方法，其特征为，所述步骤1中的抗菌母胶制造方法中的步骤1-2）、1-3）、具体为：

1-2）、在密炼机中加入所述生胶和预混合粉料，使用密炼机进行混炼，混炼温度范围为60-100℃，混炼时间为 5-15分钟，将胶混炼均匀、在温度达到100℃后排胶；

1-3）、将密炼机排出的胶料在用开炼机上压片，制成厚度为3-10mm胶片，冷却到室温，存储待用。

3.根据权利要求1或2中所述抗菌橡胶制造方法所生产出的橡胶，其特征为，该橡胶能够用于直接制造橡胶制品或与普通橡胶复合制成抗菌橡胶制品。

4.根据权利要求3中所述橡胶，其特征为，所述抗菌橡胶制品仅由抗菌橡胶制成或由一层抗菌橡胶与2-3层普通橡胶复合制成。

5.根据权利要求4中所述橡胶，其特征为，所述一层抗菌橡胶与2-3层普通橡胶复合制成的抗菌橡胶制品其纳米抗菌橡胶层的厚度应根据实际使用需要调整。

6.根据权利要求5中所述橡胶，其特征为，所述纳米抗菌橡胶层的厚度为0.05-3.5mm。