CN102260410B - 长效抗菌的有机硅橡胶材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种长效抗菌的有机硅橡胶材料，成份和配比如下：具有抗菌活性的抗菌剂：低表面能聚合物：交联剂＝0.01～0.1：1：10。制备方法如下：a、先将具有抗菌活性的抗菌剂与有机溶剂按照体积比1：30～50混和，然后密封并搅拌获得A液；b、将低表面能聚合物与有机溶剂按1g：50uL～200uL比例混合并搅拌，搅拌期间加入交联剂得到B液；c、按照滴加速度为1滴/5s～30s的速率，将A液滴加到B液中，抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；或通过刷涂等方式在基材表面大面积制备上述材料。制备方法简单，容易操作，特别适合于医疗器械和临床上所有抗菌制品的制备，适合于用作海洋防生物粘污涂料。
Description
技术领域
本发明涉及一种橡胶材料及制备方法，特别是一种长效抗菌的有机硅橡胶材料及制备方法。
背景技术
有机硅橡胶具有优良的生物性能，无毒、生理惰性、耐生物老化，对人体组织反应极小，植入人体组织后不会引起异物反应，对周围组织不发生炎症。具有优良的生物可接受性，不致癌，使用温度范围宽等优点而被广泛用于医疗领域。从 20 世纪 40 年代中期起，有机硅橡胶就成为医疗领域中的重要材料。
但有机硅橡胶存在如下不足：表面亲水性差，与机体的亲合力差，材料表面抛光打磨困难，易发生细菌和真菌附着。而许多由硅橡胶制备而成的医疗器械都需要和人体的内部组织接触。如人体导液管、人工关节、面部植入体等等，细菌容易通过各种途径入侵，引发感染。特别是在医院环境中，细菌通过医务人员的衣物、手套和医院中的其他物品的传播，容易引发感染。因此，医用有机硅橡胶材料的抗菌性能就显得尤为重要。
目前已有学者采用添加抗菌药物、短时间药物浸泡等方法对硅橡胶进行表面处理，提高硅橡胶的抗菌性，但上述处理只是短时间内有效，且易产生耐药性，临床应用受限。也有学者提出在材料中加入银离子抗菌剂，但由于银离子抗菌剂的加入，抗菌性医用硅胶的外观受到一定影响，透明性下降，颜色偏褐。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有持久抗菌性能、透明性好、制备方法简单、容易操作的长效抗菌的有机硅橡胶材料及制备方法，克服现有技术的不足。
本发明的长效抗菌的有机硅橡胶材料，包括如下成份：具有抗菌活性的抗菌剂、低表面能聚合物和交联剂，各成份的质量配比为具有抗菌活性的抗菌剂：低表面能聚合物：交联剂＝0.01～0.1：1：10。
所述的具有抗菌活性的抗菌剂为无机纳米粒子或三氟乙酸(TFA)或无机纳米粒子和三氟乙酸(TFA)的混合物，该混合物的质量配比为无机纳米粒子：三氟乙酸(TFA)＝2～4：1。
所述的低表面能硅聚合物为聚二甲基硅氧烷(PDMS)-184或硅羟基封端的聚二甲基硅氧烷(RTV)-107。
所述的交联剂为正硅酸乙酯或固化剂。
所述的无机纳米粒子：所述的无机纳米粒子为商业TiO2纳米粒子或钛酸丁酯(TBT)水解的TiO2纳米粒子。
本发明的长效抗菌的有机硅橡胶材料的制备方法，步骤如下：
a、先将具有抗菌活性的抗菌剂与有机溶剂按照体积比1：30～50混和，然后密封，用磁力搅拌器高速搅拌，获得A液；
b、然后将低表面能聚合物与有机溶剂按1g：50uL～200uL的比例混合，用磁力搅拌器中速搅拌，搅拌期间缓慢加入交联剂得到B液；
c、最后按照滴加速度为1滴/5s～30s的速率，将A液缓慢均匀的滴加到B液中，抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；或通过刷涂、浸涂、喷涂或淋涂等施工方式在各种基材表面大面积制备长效抗菌的有机硅橡胶材料。
所述的有机溶剂为二甲苯、丙酮、丁酮、4-甲基-2-戊酮、正丙醇、异丙醇、正辛醇、正己烷、正辛烷中、无水乙醇的一种。
本发明的长效抗菌的有机硅橡胶材料用作海洋防生物粘污涂料或医疗领域。
本发明的有机硅橡胶材料具有长效持久的抗菌性能，制备方法简单，容易操作，特别适合于医疗器械和临床上所有抗菌制品的制备，适合于用作海洋防生物粘污涂料。
附图说明
图1是本发明的TFA改性的RTV-107胶的抗菌效果示意图；
图2是本发明的TBT改性的RTV-107胶的抗菌效果示意图；
图3是本发明的（TFA+TBT）改性RTV-107胶的抗菌效果示意图；
图4是本发明的TFA改性的PDMS（184）的抗菌效果示意图；
图5是本发明的TBT改性的PDMS（184）的抗菌效果示意图；
图6是本发明的（TFA+TBT）改性的PDMS（184）的抗菌效果示意图。
具体实施方式
本发明的长效抗菌的有机硅橡胶材料，包括如下成份：具有抗菌活性的抗菌剂、低表面能聚合物和交联剂，各成份的质量配比为具有抗菌活性的抗菌剂：低表面能聚合物：交联剂＝0.01～0.1：1：10。
所述的具有抗菌活性的抗菌剂为无机纳米粒子或三氟乙酸(TFA)或无机纳米粒子和三氟乙酸(TFA)的混合物，该混合物的质量配比为无机纳米粒子：三氟乙酸(TFA)＝2～4：1。其中无机纳米粒子：所述的无机纳米粒子为商业TiO2纳米粒子或钛酸丁酯(TBT)水解的TiO2纳米粒子。
所述的低表面能硅聚合物为聚二甲基硅氧烷(PDMS)-184或硅羟基封端的聚二甲基硅氧烷(RTV)-107。
所述的交联剂为正硅酸乙酯或固化剂。
本发明的长效抗菌的有机硅橡胶材料的制备方法，步骤如下：
a、先将具有抗菌活性的抗菌剂与有机溶剂按照体积比1：30～50混和，然后密封，用磁力搅拌器高速搅拌，获得A液；
b、然后将低表面能聚合物与有机溶剂按1g：50uL～200uL的比例混合，用磁力搅拌器中速搅拌，搅拌期间缓慢加入交联剂得到B液；
c、最后按照滴加速度为1滴/5s～30s的速率，将A液缓慢均匀的滴加到B液中，抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；或通过刷涂、浸涂、喷涂或淋涂等施工方式在各种基材表面大面积制备长效抗菌的有机硅橡胶材料。
上述的有机溶剂为二甲苯、丙酮、丁酮、4-甲基-2-戊酮、正丙醇、异丙醇、正辛醇、正己烷、正辛烷、无水乙醇中的一种。
本发明的长效抗菌的有机硅橡胶材料用作海洋防生物粘污涂料或医疗领域。
实例1：
a、先将1克三氟乙酸(TFA)与正己烷按照体积比1：50混和，然后密封，用磁力搅拌器高速搅拌30 min备用，得到A液。
b、然后将10克硅羟基封端的聚二甲基硅氧烷(RTV)-107与正己烷按1g：200uL的比例混合，用磁力搅拌器中速搅拌30 min，搅拌期间缓慢加入正硅酸乙酯100克得到B液。
c、最后按照滴加速度为1滴/30s的速率，将A液缓慢均匀的滴加到B液中，边滴边搅拌，完全加入后继续搅拌30 min，室温下静止聚合，时间为24 h。抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；或通过刷涂、浸涂、喷涂或淋涂等施工方式在各种基材表面大面积制备长效抗菌的有机硅橡胶材料。参照图1可了解通过本方法制备的有机硅橡胶材料的抗菌效果。
实例2：
a、先将0.5克钛酸丁酯(TBT)水解的TiO2纳米粒子与无水乙醇按照体积比1：30混和，然后密封，用磁力搅拌器高速搅拌30 min备用，得到A液。
b、然后将10克硅羟基封端的聚二甲基硅氧烷(RTV)-107与无水乙醇按1g：50uL的比例混合，用磁力搅拌器中速搅拌30 min，搅拌期间缓慢加入固化剂100克得到B液。
c、最后按照滴加速度为1滴/5s的速率，将A液缓慢均匀的滴加到B液中，边滴边搅拌，完全加入后继续搅拌30 min，室温下静止聚合，时间为30h。抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；或通过刷涂、浸涂、喷涂或淋涂等施工方式在各种基材表面大面积制备长效抗菌的有机硅橡胶材料。参照图2可了解通过本方法制备的有机硅橡胶材料的抗菌效果。
实例3：
a、先将0.75克钛酸丁酯(TBT)水解的TiO2纳米粒子和0.25克三氟乙酸(TFA)与无水乙醇按照体积比1：30混和，然后密封，用磁力搅拌器高速搅拌30 min备用，得到A液。
b、然后将10克硅羟基封端的聚二甲基硅氧烷(RTV)-107与无水乙醇按1g：100uL的比例混合，用磁力搅拌器中速搅拌30 min，搅拌期间缓慢加入固化剂100克得到B液。
c、最后按照滴加速度为1滴/20s的速率，将A液缓慢均匀的滴加到B液中，边滴边搅拌，完全加入后继续搅拌30 min，室温下静止聚合，时间为40 h。抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；或通过刷涂、浸涂、喷涂或淋涂等施工方式在各种基材表面大面积制备长效抗菌的有机硅橡胶材料。参照图3可了解通过本方法制备的有机硅橡胶材料的抗菌效果。
实例4：
a、先将0.7克三氟乙酸(TFA)与正己烷按照体积比1：45混和，然后密封，用磁力搅拌器高速搅拌30 min备用，得到A液。
b、然后将10克聚二甲基硅氧烷(PDMS)-184与正己烷按1g：125uL的比例混合，用磁力搅拌器中速搅拌30 min，搅拌期间缓慢加入正硅酸乙酯100克得到B液。
c、最后按照滴加速度为1滴/10s的速率，将A液缓慢均匀的滴加到B液中，边滴边搅拌，完全加入后继续搅拌30 min，室温下静止聚合，时间为48h。抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；或通过刷涂、浸涂、喷涂或淋涂等施工方式在各种基材表面大面积制备长效抗菌的有机硅橡胶材料。参照图4可了解通过本方法制备的有机硅橡胶材料的抗菌效果。
实例5：
a、先将0.7克钛酸丁酯(TBT)与无水乙醇按照体积比1：45混和，然后密封，用磁力搅拌器高速搅拌30 min备用，得到A液。
b、然后将10克聚二甲基硅氧烷(PDMS)-184与无水乙醇按1g：125uL的比例混合，用磁力搅拌器中速搅拌30 min，搅拌期间缓慢加入正硅酸乙酯100克得到B液。
c、最后按照滴加速度为1滴/10s的速率，将A液缓慢均匀的滴加到B液中，边滴边搅拌，完全加入后继续搅拌30 min，室温下静止聚合，时间为48h。抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；或通过刷涂、浸涂、喷涂或淋涂等施工方式在各种基材表面大面积制备长效抗菌的有机硅橡胶材料。参照图5可了解通过本方法制备的有机硅橡胶材料的抗菌效果。
实例6 ：
a、先将0.4克钛酸丁酯(TBT)水解的TiO2纳米粒子和0.1克三氟乙酸(TFA)与无水乙醇按照体积比1：30混和，然后密封，用磁力搅拌器高速搅拌30 min备用，得到A液。
b、然后将10克聚二甲基硅氧烷(PDMS)-184与无水乙醇按1g：50uL的比例混合，用磁力搅拌器中速搅拌30 min，搅拌期间缓慢加入固化剂100克得到B液。
c、最后按照滴加速度为1滴/5s的速率，将A液缓慢均匀的滴加到B液中，边滴边搅拌，完全加入后继续搅拌30 min，室温下静止聚合，时间为30h。抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；或通过刷涂、浸涂、喷涂或淋涂等施工方式在各种基材表面大面积制备长效抗菌的有机硅橡胶材料。参照图6可了解通过本方法制备的有机硅橡胶材料的抗菌效果。
Claims (5)
1.一种长效抗菌的有机硅橡胶材料，其特征在于：包括如下成份：具有抗菌活性的抗菌剂、低表面能聚合物和交联剂，各成份的质量配比为具有抗菌活性的抗菌剂︰低表面能聚合物︰交联剂＝0.01～0.1︰1︰10，所述的具有抗菌活性的抗菌剂为三氟乙酸TFA或无机纳米粒子和三氟乙酸TFA的混合物，该混合物的质量配比为无机纳米粒子︰三氟乙酸TFA＝2～4︰1；所述的低表面能硅聚合物为聚二甲基硅氧烷PDMS -184或硅羟基封端的聚二甲基硅氧烷RTV -107；所述无机纳米粒子为商业TiO2纳米粒子或钛酸丁酯TBT水解的TiO2纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的长效抗菌的有机硅橡胶材料，其特征在于：交联剂为正硅酸乙酯。
3.一种根据权利要求1至2中任意一项所述的长效抗菌的有机硅橡胶材料的制备方法，其特征在于：步骤如下：
a、先将具有抗菌活性的抗菌剂与有机溶剂按照体积比1︰30～50混和，然后密封，用磁力搅拌器高速搅拌，获得A液；
b、然后将低表面能聚合物与有机溶剂按1g︰50μL～200μL的比例混合，用磁力搅拌器中速搅拌，搅拌期间缓慢加入交联剂得到B液；
c、最后按照滴加速度为1滴/5s～30s的速率，将A液缓慢均匀的滴加到B液中，抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；或通过刷涂、浸涂、喷涂或淋涂施工方式在各种基材表面大面积制备长效抗菌的有机硅橡胶材料。
4.根据权利要求3所述的长效抗菌的有机硅橡胶材料的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为二甲苯、丙酮、丁酮、4-甲基-2-戊酮、正丙醇、异丙醇、正辛醇、正己烷、正辛烷、无水乙醇中的一种。
5.一种根据权利要求1至2任意一项所述的长效抗菌的有机硅橡胶材料的用途, 其特征在于：用作海洋防生物粘污涂料或医疗领域。
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