CN104817847B - 一种抗菌有机硅弹性体乳液及其制备方法与应用 - Google Patents
一种抗菌有机硅弹性体乳液及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104817847B CN104817847B CN201510226789.7A CN201510226789A CN104817847B CN 104817847 B CN104817847 B CN 104817847B CN 201510226789 A CN201510226789 A CN 201510226789A CN 104817847 B CN104817847 B CN 104817847B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mixed material
- preparation
- elastomer
- elastomer emulsions
- amino
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
本发明属于有机硅弹性体技术领域，公开了一种抗菌有机硅弹性体乳液及其制备方法与应用。所述乳液的制备方法为：(1)将表面活性剂和碱性催化剂溶于水中，加入氨基硅烷单体和甲基硅氧烷单体搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料经均质后在60～80℃温度下反应4～12h，得到氨基聚硅氧烷乳液；(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度调节为45～65℃，加入补强剂和环氧基季铵盐化合物，在机械搅拌或微波条件下反应1～6h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。所得有机硅弹性体乳液具有良好的抗菌性能和机械性能，可用于抗菌涂层、防水涂料、织物涂层、胶粘剂和密封剂等领域。
Description
技术领域
本发明属于有机硅弹性体技术领域，具体涉及一种抗菌有机硅弹性体乳液及其制备方法与应用。
背景技术
当前，有机硅材料的研究和应用是功能高分子材科学研究的热点之一。有机硅在高分子材料科学中有着极为重要的作用。有机硅单体及其聚合物具有极低的表面能，其Si-O键具有很高的键能、键旋转容易。这些特性赋予其优秀的耐水性、耐高低温性、耐候性、透气性。
但有机硅聚合物也某些方面的应用也具有一定的缺点，如与水基相容性差，力学强度低等。针对亲水性差的缺点，现有技术主要是通过在有机硅聚合物主链上连接亲水基团来加以改善，或通过预先乳化再使用的方法达到良好的体系相容性。针对力学强度低的缺点，现有技术主要是通过添加补强材料如聚倍半硅氧烷、白炭黑等加以克服。
有机硅弹性体是以高分子量线性聚硅氧烷为基础，通过交联形成柔性网格得到。有机硅弹性体因其良好的溶胀性和涂抹感受，目前在日用化妆品中的应用发展迅猛，但因其制备方法复杂、价格昂贵及乳化困难，很难在其他领域如涂料、织物处理中得到应用。
将聚硅氧烷主链上接枝季铵盐基团可赋予材料抗菌性能，但其主要存在的问题是机械强度差，目前主要应用于织物整理，在对机械性能要求高的领域无法应用。
发明内容
为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种抗菌有机硅弹性体乳液的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法制备得到的抗菌有机硅弹性体乳液。
本发明的再一目的在于提供上述抗菌有机硅弹性体乳液的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种抗菌有机硅弹性体乳液的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将表面活性剂和碱性催化剂溶于水中，加入氨基硅烷单体和甲基硅氧烷单体搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料经均质后在60～80℃温度下反应4～12h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度调节为45～65℃，加入补强剂和环氧基季铵盐化合物，在机械搅拌或微波条件下反应1～6h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
步骤(1)中所述的表面活性剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的一种或两种的复配；所述阳离子表面活性剂优选十八烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基氯化铵；所述非离子表面活性剂优选为异构醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚或有机硅非离子表面活性剂；表面活性剂的添加量为混合物料质量的2％～10％。
所述的碱性催化剂优选氢氧化钠或氢氧化钾；碱性催化剂的加入量为混合物料总质量的0.5％～2％。
所述的氨基硅烷单体优选N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上；氨基硅烷单体的加入量为甲基硅氧烷单体质量的2％～8％。
所述的甲基硅氧烷单体优选甲基环硅氧烷或粘度低于200mPa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷；所述的甲基环硅氧烷优选八甲基环四硅氧烷(D4)；所述粘度低于200mPa.s的端羟基聚二甲基硅氧烷优选线性体PMX-0156(道康宁)或WS62M(瓦克)；甲基硅氧烷单体与氨基硅烷单体的质量之和为混合物料质量的25％～45％。
所述的均质的是指在压力为10～30MPa条件下均质2～5次。
步骤(2)中所述的补强剂优选硅溶胶、未改性的白炭黑和抗菌白炭黑中的一种或两种以上；所述的硅溶胶优选胶体粒度为20～80nm的纳米二氧化硅溶胶；所述的抗菌白炭黑优选粒径为20～100nm的载Ag白炭黑、载Cu白炭黑、载Zn白炭黑或季铵盐抗菌剂改性的白炭黑。补强剂的加入量为步骤(1)中混合物料质量的0.2％～3％。
所述的环氧基季铵盐化合物优选环氧丙基三甲基氯化铵、环氧丙基C2～C18烷基二甲基氯化铵和环氧基有机硅季铵盐中的一种或两种以上。环氧基季铵盐化合物的加入量为步骤(1)中混合物料质量的0.5％～4％。
一种抗菌有机硅弹性体乳液，通过以上制备方法制备得到。
上述抗菌有机硅弹性体乳液在抗菌涂层、防水涂料、织物涂层、胶粘剂、密封剂中的应用。
本发明的制备原理为：首先通过高压均质技术制备均匀稳定的氨基聚硅氧烷乳液，然后加入补强剂和环氧基季铵盐化合物，环氧基季铵盐化合物一方面通过环氧基团与乳液中的氨基基团发生交联反应，生成聚硅氧烷弹性体；另一方面其季铵盐基团还具有明显的抗菌功能。补强剂的加入一方面可以提高聚硅氧烷弹性体乳液在使用干燥后形成的聚硅氧烷弹性体的机械强度；另一方面，也可通过预先对补强剂进行抗菌改性，进一步提高最终产物的抗菌性能。
本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)本发明的有机硅弹性体乳液通过氨基与环氧基季铵盐进行交联反应得到，交联反应无需使用催化剂且不产生有毒气体，操作简单、安全环保；而且引入的季铵盐还具有显著的抗菌性能，丰富了产品的功能；
(2)本发明采用纳米硅溶胶对抗菌有机硅弹性体进行补强，硅溶胶对水基体系具有良好的相容性，其补强性能好，最终产物在应用时具有优良的机械强度；
(3)本发明采用抗菌白炭黑对抗菌有机硅弹性体进行补强，在达到补强功能的同时，将金属离子无机抗菌与低分子有机抗菌相结合，最终产物在应用时具有良好的机械强度并具有增强的抗菌性能；
(4)本发明的抗菌有机硅弹性体乳液流动性好，能涂覆于各种基材，涂覆于基材上的弹性体乳液经干燥即可形成具有一定抗菌性能和机械性能的有机硅弹性体。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)将15g十八烷基三甲基氯化铵、20g聚醚改性硅油(道康宁)和10g氢氧化钾溶于625g水中，加入10g 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和320g八甲基环四硅氧烷(D4)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在30MPa均质压力下均质3次后倒入反应器中，加热至70℃反应6h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至50℃，加入10g纳米硅溶胶(胶体平均粒度为40nm)和20g环氧丙基十八烷基二甲基氯化铵，在机械搅拌条件下反应5h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
本实施例的环氧丙基十八烷基二甲基氯化铵参照文献(王尊海,姜翠玉,宋林花.环氧丙基二甲基十二烷基氯化铵的合成研究[J].科技与开发,2010,39(6):1～5)通过以下方法制备：向装有搅拌器，滴液漏斗和冷凝回流装置的三口烧瓶中加入一定量的环氧氯丙烷及溶剂，不断搅拌并用滴液漏斗滴加一定量的十八烷基二甲基胺，控制一定的滴加速度，同时加热至一定温度，恒温反应数小时后，停止反应。将所得产物进行减压蒸馏,以除去溶剂。产品用无水乙醚洗涤，离心分离，尽可能除去产品中环氧氯丙烷等杂质。将离心后的产品置于表面皿中，放入真空干燥箱中于20下真空干燥12h后取出，备用。
实施例2
(1)将50g十六烷基三甲基氯化铵、50g异构十三醇聚氧乙烯醚和10g氢氧化钾溶于440g水中，加入22.5g 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和427.5g八甲基环四硅氧烷(D4)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在20MPa均质压力下均质4次后倒入反应器中，加热至60℃反应12h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至45℃，加入30g纳米硅溶胶(胶体平均粒度为20nm)和40g环氧丙基三甲基氯化铵，微波条件下反应1h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
实施例3
(1)将10g十六烷基三甲基氯化铵、10g异构十三醇聚氧乙烯醚和20g氢氧化钠溶于560g水中，加入32g 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和368g八甲基环四硅氧烷(D4)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在10MPa均质压力下均质5次后倒入反应器中，加热至80℃反应4h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至60℃，加入20g载Ag白炭黑和5g环氧丙基三甲基氯化铵，微波条件下反应1h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
本实施例的载Ag白炭黑参照文献(张彬,李西平,白金锋.抗菌白炭黑的制备及抗菌效果[J].化工新型材料,2004,32(3):23～25)制备得到，具体制备方法为：将预热好的部分水玻璃和小苏打以质量比为1:1的比例加入恒温反应器中，在500r/min转速下反应一段时间后降低转速，加入剩余的水玻璃和碳酸氢钠，将PH值调至5.5～6.0，加入一定浓度的AgNO3溶液进行反应，反应完成后过滤，滤饼烘干后研磨粉碎至粒径为20～100nm备用。
实施例4
(1)将25g十六烷基三甲基氯化铵、25g脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚和5g氢氧化钾溶于545g水中，加入16g N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和384g线性体PMX-0156(购于道康宁公司)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在30MPa均质压力下均质2次后倒入反应器中，加热至70℃反应8h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至50℃，加入20g载Cu白炭黑和30g环氧丙基三甲基氯化铵，微波条件下反应2h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
本实施例的载Cu白炭黑参照文献(张彬,李西平,白金锋.抗菌白炭黑的制备及抗菌效果[J].化工新型材料,2004,32(3):23～25)制备得到，具体制备方法为：将预热好的部分水玻璃和小苏打以质量比为1:1的比例加入恒温反应器中，在500r/min转速下反应一段时间后降低转速，加入剩余的水玻璃和碳酸氢钠，将PH值调至5.5～6.0，加入一定浓度的CuSO4溶液进行反应，反应完成后过滤，滤饼烘干后研磨粉碎至粒径为20～100nm备用。
实施例5
(1)将20g十六烷基三甲基氯化铵、20g聚醚改性硅油(道康宁)和15g氢氧化钾溶于695g水中，加入5g N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和245g线性体WS62M(购于瓦克公司)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在30MPa均质压力下均质3次后倒入反应器中，加热至70℃反应8h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至50℃，加入20g载Zn白炭黑和20g环氧丙基三甲基氯化铵，微波条件下反应2h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
本实施例的载Zn白炭黑参照文献(张彬,李西平,白金锋.抗菌白炭黑的制备及抗菌效果[J].化工新型材料,2004,32(3):23～25)制备得到，具体制备方法为：将预热好的部分水玻璃和小苏打以质量比为1:1的比例加入恒温反应器中，在500r/min转速下反应一段时间后降低转速，加入剩余的水玻璃和碳酸氢钠，将PH值调至5.5～6.0，加入一定浓度的ZnSO4溶液进行反应，反应完成后过滤，滤饼烘干后研磨粉碎至粒径为20～100nm备用。
实施例6
(1)将20g十八烷基三甲基氯化铵、20g聚醚改性硅油(道康宁)和15g氢氧化钾溶于595g水中，加入14g 3-氨丙基三乙氧基硅烷和336g八甲基环四硅氧烷(D4)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在20MPa均质压力下均质3次后倒入反应器中，加热至70℃反应6h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至55℃，加入20g季铵盐抗菌剂改性的白炭黑和20g环氧丙基三甲基氯化铵，微波条件下反应2h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
本实施例的季铵盐抗菌剂改性的白炭参照文献(朱文杰，张谨，朱忠其.改性季铵盐抗菌剂的制备及性能研究[J].功能材料，2005，12(36):1872～1874)制备得到，具体制备方法为：将氯代十六烷基吡啶溶于蒸馏水中，待其完全溶解后，于剧烈搅拌下将其滴加到硅溶胶中，得到白色沉淀，将白色沉淀烘干后研磨粉碎至粒径为20～100nm备用。
实施例7
(1)将20g十八烷基三甲基氯化铵、30g聚醚改性硅油(道康宁)和15g氢氧化钾溶于g水中，加入20g 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和380g八甲基环四硅氧烷(D4)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在20MPa均质压力下均质3次后倒入反应器中，加热至70℃反应6h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至55℃，加入2g纳米硅溶胶(胶体平均粒度为40nm)和20g环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵，搅拌条件下反应6h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
本实施例的环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵参照文献(王尊海,姜翠玉,宋林花.环氧丙基二甲基十二烷基氯化铵的合成研究[J].科技与开发,2010,39(6):1～5)通过以下方法制备：向装有搅拌器，滴液漏斗和冷凝回流装置的三口烧瓶中加入一定量的环氧氯丙烷及溶剂，不断搅拌并用滴液漏斗滴加一定量的十二烷基二甲基胺，控制一定的滴加速度，同时加热至一定温度，恒温反应数小时后，停止反应。将所得产物进行减压蒸馏，以除去溶剂。产品用无水乙醚洗涤，离心分离，尽可能除去产品中环氧氯丙烷等杂质。将离心后的产品置于表面皿中，放入真空干燥箱中于20下真空干燥12h后取出，备用。
实施例8
(1)将15g十八烷基三甲基氯化铵、20g聚醚改性硅油(道康宁)和10g氢氧化钾溶于625g水中，加入10g 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和320g八甲基环四硅氧烷(D4)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在30MPa均质压力下均质3次后倒入反应器中，加热至70℃反应6h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至50℃，加入10g纳米硅溶胶(胶体平均粒度为80nm)和20g环氧丙基三甲基氯化铵，在机械搅拌条件下反应5h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
实施例9
(1)将15g十八烷基三甲基氯化铵、20g聚醚改性硅油(道康宁)和10g氢氧化钾溶于625g水中，加入10g 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和320g八甲基环四硅氧烷(D4)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在30MPa均质压力下均质3次后倒入反应器中，加热至70℃反应6h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至50℃，加入10g纳米硅溶胶(胶体平均粒度为40nm)和20g环氧基有机硅季铵盐，在机械搅拌条件下反应6h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
本实施例的环氧基有机硅季铵盐参照文献(宋增峰,李俊英,李天铎等.环氧基有机硅季铵盐的合成与应用[J].有机硅材料,2007,21(5):276～278)按以下步骤制备得到：在装有N2保护装置、温度计、回流冷凝管和搅拌器的四口烧瓶中，加入N，N-二乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷与溶剂的混合物(质量比为3：5)；升温至45℃，缓慢滴加环氧氯丙烷与溶剂的混合物(质量比为1：2)；滴加完毕，反应一段时间；降至室温，旋转蒸发掉绝大部分溶剂；用乙醚洗涤3次，真空干燥5h，得无色或淡黄色产物。
实施例10
(1)将15g十八烷基三甲基氯化铵、20g聚醚改性硅油(道康宁)和10g氢氧化钾溶于625g水中，加入10g 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和320g八甲基环四硅氧烷(D4)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在30MPa均质压力下均质3次后倒入反应器中，加热至70℃反应6h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至50℃，加入10g载Ag白炭黑和20g环氧丙基十八烷基二甲基氯化铵，在机械搅拌条件下反应5h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
本实施例的载Ag白炭黑参照文献(张彬,李西平,白金锋.抗菌白炭黑的制备及抗菌效果[J].化工新型材料,2004,32(3):23～25)制备得到，具体制备方法为：将预热好的部分水玻璃和小苏打以质量比为1:1的比例加入恒温反应器中，在500r/min转速下反应一段时间后降低转速，加入剩余的水玻璃和碳酸氢钠，将PH值调至5.5～6.0，加入一定浓度的AgNO3溶液进行反应，反应完成后过滤，滤饼烘干后研磨粉碎至粒径为20～100nm备用。
本实施例的环氧丙基十八烷基二甲基氯化铵参照文献(王尊海,姜翠玉,宋林花.环氧丙基二甲基十二烷基氯化铵的合成研究[J].科技与开发,2010,39(6):1～5)通过以下方法制备：向装有搅拌器，滴液漏斗和冷凝回流装置的三口烧瓶中加入一定量的环氧氯丙烷及溶剂，不断搅拌并用滴液漏斗滴加一定量的十八烷基二甲基胺，控制一定的滴加速度，同时加热至一定温度，恒温反应数小时后，停止反应。将所得产物进行减压蒸馏,以除去溶剂。产品用无水乙醚洗涤，离心分离，尽可能除去产品中环氧氯丙烷等杂质。将离心后的产品置于表面皿中，放入真空干燥箱中于20下真空干燥12h后取出，备用。
实施例11
(1)将15g十八烷基三甲基氯化铵、20g聚醚改性硅油(道康宁)和10g氢氧化钾溶于625g水中，加入10g 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和320g八甲基环四硅氧烷(D4)搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料在30MPa均质压力下均质3次后倒入反应器中，加热至70℃反应6h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度降低至50℃，加入10g季铵盐抗菌剂改性的白炭黑和20g环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵，在机械搅拌条件下反应5h，即得抗菌有机硅弹性体乳液。
本实施例的季铵盐抗菌剂改性的白炭参照文献(朱文杰，张谨，朱忠其.改性季铵盐抗菌剂的制备及性能研究[J].功能材料,2005,12(36):1872～1874)制备得到，具体制备方法为：将氯化十六烷基吡啶溶于蒸馏水中，待其完全溶解后，于剧烈搅拌下将其滴加到硅溶胶中，得到白色沉淀，将白色沉淀烘干后研磨粉碎至粒径为20～100nm备用。
本实施例的环氧丙基十二烷基二甲基氯化铵参照文献(王尊海,姜翠玉,宋林花.环氧丙基二甲基十二烷基氯化铵的合成研究[J].科技与开发,2010,39(6):1～5)通过以下方法制备：向装有搅拌器，滴液漏斗和冷凝回流装置的三口烧瓶中加入一定量的环氧氯丙烷及溶剂，不断搅拌并用滴液漏斗滴加一定量的十二烷基二甲基胺，控制一定的滴加速度，同时加热至一定温度，恒温反应数小时后，停止反应。将所得产物进行减压蒸馏,以除去溶剂。产品用无水乙醚洗涤，离心分离，尽可能除去产品中环氧氯丙烷等杂质。将离心后的产品置于表面皿中，放入真空干燥箱中于20下真空干燥12h后取出，备用。
以上实施例产物的抗菌性能测试：
通过菌落计数法测试各实施例有机硅弹性体乳液的抗菌性能：将0.1g各实施例的有机硅弹性体乳液加入1ml培养好的菌液中，于振荡器中振荡，静置后，取上层清液，用0.85％的盐水稀释至所需倍数，取0.1ml稀释好的菌液，与15ml40℃的琼脂培养基混合摇匀，加盖冷却至培养基凝固，将其倒置在培养箱中，与37℃下培养24h，染色后用放大镜观察培养皿中菌体的菌落数，与空白试验作对比，计算出各组抑菌率。每组试样设置3组平行试验，取其平均值。
通过奎因法测试各实施例有机硅弹性体乳液涂膜干燥后得到的有机硅弹性体膜的抗菌性能：在消毒后的光滑玻璃板上进行涂膜，然后后置于灭菌箱中自然挥发干燥48h得到有机硅弹性体膜，在已消毒的空平皿里，分别放入各组有机硅弹性体膜，吸取已经准备好的菌液0.3mL，分6个点均匀涂抹在每块试样上，置于37℃培养箱中干燥1h，将干燥后的染菌有机硅弹性体膜平贴于琼脂培养基表面，再用半固体营养琼脂均匀覆盖染菌有机硅弹性体膜表面，于37℃培养箱中培养48h，染色后用放大镜计算每组试样的菌落数，与空白试验作对比，计算出各组抑菌率。每组试样设置3组平行试验，取其平均值。
以上抗菌性能测试结果如表1所示。
表1.各实施例产物抗菌性能测试结果
由表1结果可以看出：本发明实施例10将金属银离子杀菌与季铵盐杀菌相结合，其乳液抑菌率可达100％，其涂膜抑菌率也可达95％以上；本发明实施例11将抗菌改性的白炭黑与季铵盐杀菌相结合，其涂膜抑菌率也可达90％左右。另外从上表可以看出，单独的金属离子抑菌效果比单独的季铵盐抑菌效果要好，其中以银离子抑菌效果最优。
以上实施例产物涂膜干燥后得到的有机硅弹性体膜的力学性能测试：
使用刮涂设备在光滑玻璃板上刮涂一定厚度的涂膜，涂膜在自然环境下挥发干燥5天得到有机硅弹性体膜，将该膜取下后按以下方法进行力学性能测试：
拉伸强度、断裂伸长率：按GB/T 528-1998测定；邵尔A硬度：按GB/T531-1999测定。
以上各组力学性能测试结果如表2所示。
表2.各实施例产物涂膜干燥后力学性能测试结果
| 项目 | 拉伸强度 | 断裂伸长率 | 邵尔A硬度 |
| 实施例1 | 2.85MPa | 430％ | 58 |
| 实施例2 | 3.12MPa | 540％ | 45 |
| 实施例3 | 1.86MPa | 380％ | 56 |
| 实施例4 | 1.92MPa | 450％ | 53 |
| 实施例5 | 1.91MPa | 420％ | 51 |
| 实施例6 | 2.22MPa | 420％ | 46 |
| 实施例7 | 2.34MPa | 400％ | 48 |
| 实施例8 | 2.90MPa | 510％ | 58 |
| 实施例9 | 3.36MPa | 610％ | 50 |
| 实施例10 | 2.02MPa | 400％ | 48 |
| 实施例11 | 2.10MPa | 460％ | 48 |
由表2结果可以看出：通过硅溶胶强的产物涂膜干燥后的力学性能相比白炭黑具有显著的提升，这与硅溶胶在水基体系中良好相容性及分散性有关。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种抗菌有机硅弹性体乳液的制备方法，其特征在于：具体制备步骤及顺序如下：
(1)将表面活性剂和碱性催化剂溶于水中，加入氨基硅烷单体和甲基环硅氧烷或粘度低于200mPa·s的端羟基聚二甲基硅氧烷搅拌混合均匀得到混合物料，混合物料经均质后在60～80℃温度下反应4～12h，得到氨基聚硅氧烷乳液；
(2)将步骤(1)的氨基聚硅氧烷乳液温度调节为45～65℃，加入补强剂和环氧基季铵盐化合物，在机械搅拌或微波条件下反应1～6h，即得抗菌有机硅弹性体乳液；
所述的补强剂是指胶体粒度为20～80nm的纳米二氧化硅溶胶，或粒径为20～100nm的载Ag白炭黑、载Cu白炭黑、载Zn白炭黑或季铵盐抗菌剂改性的白炭黑；所述的环氧基季铵盐化合物是指环氧丙基三甲基氯化铵、环氧丙基C2～C18烷基二甲基氯化铵和环氧基有机硅季铵盐中的一种或两种以上；
所述补强剂的加入量为步骤(1)中混合物料质量的0.2％～3％；环氧基季铵盐化合物的加入量为步骤(1)中混合物料质量的0.5％～4％。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌有机硅弹性体乳液的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的表面活性剂为阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的复配；所述的碱性催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾；所述的氨基硅烷单体是指N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌有机硅弹性体乳液的制备方法，其特征在于：所述阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基氯化铵；所述非离子表面活性剂为异构醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚或有机硅非离子表面活性剂；所述的甲基环硅氧烷是指八甲基环四硅氧烷；所述粘度低于200mPa·s的端羟基聚二甲基硅氧烷是指线性体PMX-0156或WS62M。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌有机硅弹性体乳液的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂的添加量为混合物料质量的2％～10％；碱性催化剂的加入量为混合物料质量的0.5％～2％；氨基硅烷单体的加入量为甲基环硅氧烷或粘度低于200mPa·s的端羟基聚二甲基硅氧烷质量的2％～8％；甲基环硅氧烷或粘度低于200mPa·s的端羟基聚二甲基硅氧烷与氨基硅烷单体的质量之和为混合物料质量的25％～45％。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌有机硅弹性体乳液的制备方法，其特征在于：所述的均质是指在压力为10～30MPa条件下均质2～5次。
6.一种抗菌有机硅弹性体乳液，其特征在于：通过权利要求1～5任一项所述的方法制备得到。
7.权利要求6所述的抗菌有机硅弹性体乳液在抗菌涂层、防水涂料、织物涂层、胶粘剂、密封剂中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510226789.7A CN104817847B (zh) | 2015-05-06 | 2015-05-06 | 一种抗菌有机硅弹性体乳液及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510226789.7A CN104817847B (zh) | 2015-05-06 | 2015-05-06 | 一种抗菌有机硅弹性体乳液及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104817847A CN104817847A (zh) | 2015-08-05 |
| CN104817847B true CN104817847B (zh) | 2018-08-17 |
Family
ID=53728340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510226789.7A Active CN104817847B (zh) | 2015-05-06 | 2015-05-06 | 一种抗菌有机硅弹性体乳液及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104817847B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108003794A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-05-08 | 合众（佛山）化工有限公司 | 一种光触媒型陶瓷抛光液 |
| CN108084886A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-05-29 | 合众（佛山）化工有限公司 | 一种持久抗菌陶瓷抛光液 |
| CN108484918B (zh) * | 2018-03-23 | 2021-03-30 | 多恩生物科技有限公司 | 一种新型硅聚合物体系及其制备方法 |
| CN108547155A (zh) * | 2018-03-31 | 2018-09-18 | 郭跃 | 一种纺织柔软剂的制备方法 |
| CN109077180A (zh) * | 2018-07-31 | 2018-12-25 | 广东蔚莱生物科技有限公司 | 一种复合植物精油饲料添加剂及其制备方法与应用 |
| CN109705582A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-03 | 常州安康医疗器械有限公司 | 一种改性硅橡胶及其制备方法与应用、具有抑菌作用的硅橡胶产品 |
| CN111000299A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-14 | 嘉兴云翔针织有限公司 | 一种后跟具有止滑图案标记的浅口袜及其生产工艺 |
| CN115612107A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-17 | 唐山三友硅业有限责任公司 | 三维状杀菌灭藻型有机聚硅氧烷、乳液及其制备方法 |
| CN115505182B (zh) * | 2022-10-18 | 2023-10-13 | 芯安健康科技(广东)有限公司 | 一种艾草多中药多功能天然乳胶片材及其制备方法和应用 |
| CN115490931B (zh) * | 2022-10-18 | 2023-10-13 | 芯安健康科技(广东)有限公司 | 一种净护养多功能天然乳胶床垫及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1535574A (zh) * | 2003-04-04 | 2004-10-13 | 鞍山科技大学 | 抗菌白炭黑及其制备方法 |
| CN101386678A (zh) * | 2007-09-13 | 2009-03-18 | 道康宁（上海）有限公司 | 制备包含具有季铵基团的弹性体聚硅氧烷的有机硅乳液的方法 |
| CN101565896A (zh) * | 2008-12-22 | 2009-10-28 | 上海氟聚化学产品有限公司 | 一种季胺基阳离子改性聚硅氧烷柔软剂及其制备方法 |
| CN103233366A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-08-07 | 陕西科技大学 | 兼具柔软功能的有机硅杀菌剂的制备方法 |
| CN103897398A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-02 | 中科院广州化学有限公司南雄材料生产基地 | 一种硅溶胶补强的水基有机硅弹性体及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6787603B2 (en) * | 2002-11-27 | 2004-09-07 | Dow Corning Corporation | Method of making emulsion containing quaternary ammonium functional silanes and siloxanes |
-
2015
- 2015-05-06 CN CN201510226789.7A patent/CN104817847B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1535574A (zh) * | 2003-04-04 | 2004-10-13 | 鞍山科技大学 | 抗菌白炭黑及其制备方法 |
| CN101386678A (zh) * | 2007-09-13 | 2009-03-18 | 道康宁（上海）有限公司 | 制备包含具有季铵基团的弹性体聚硅氧烷的有机硅乳液的方法 |
| CN101565896A (zh) * | 2008-12-22 | 2009-10-28 | 上海氟聚化学产品有限公司 | 一种季胺基阳离子改性聚硅氧烷柔软剂及其制备方法 |
| CN103233366A (zh) * | 2013-04-12 | 2013-08-07 | 陕西科技大学 | 兼具柔软功能的有机硅杀菌剂的制备方法 |
| CN103897398A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-02 | 中科院广州化学有限公司南雄材料生产基地 | 一种硅溶胶补强的水基有机硅弹性体及其制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "聚硅氧烷季铵盐抗菌柔软整理剂的合成";周建华等;《有机硅材料》;20060930;第20卷(第5期);第238-242页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104817847A (zh) | 2015-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104817847B (zh) | 一种抗菌有机硅弹性体乳液及其制备方法与应用 | |
| Liu et al. | Fabrication of superhydrophobic wood surfaces via a solution-immersion process | |
| JP5916997B2 (ja) | エポキシ化合物とアミノシランのコポリマー | |
| CA2989076C (en) | Biodegradable superspreading organomodified trisiloxane | |
| CN102250358B (zh) | 一种嵌段型氨基聚醚改性硅油及制备方法 | |
| CN103233366B (zh) | 兼具柔软功能的有机硅杀菌剂的制备方法 | |
| CN103820995B (zh) | 加强型防水防霉的有机硅防水剂的制备方法 | |
| EP2237670B1 (en) | Hydrolysis resistant organomodified trisiloxane ionic surfactants | |
| CN102071577A (zh) | 一种有机硅季铵盐型抗菌柔软整理剂的制备方法 | |
| Chruściel | Modifications of textile materials with functional silanes, liquid silicone softeners, and silicone rubbers—A review | |
| CN104447845A (zh) | 季铵盐化合物及制备方法与应用,抗菌整理剂和抗菌织物 | |
| US11746193B2 (en) | Block-modified polysiloxanes and compositions formed thereof | |
| CN111328827A (zh) | 一种季铵化聚倍半硅氧烷纳米球杂化抗菌材料及其制备方法 | |
| Przybylak et al. | Development of multifunctional cotton fabrics using difunctional polysiloxanes | |
| CN107921330B (zh) | 低泡表面活性剂组合物和其制备方法 | |
| JP6166337B2 (ja) | 加水分解耐性の有機修飾されたシリル化イオン性界面活性剤 | |
| CN106188124B (zh) | 新型酯基有机硅季铵盐的制备方法 | |
| CN103787612A (zh) | 乳液型防水防霉有机硅防水剂的制备方法 | |
| AU2008343779A1 (en) | Mixtures comprising hydrolysis resistant organomodified disiloxane ionic surfactants | |
| CN102100923B (zh) | 微米级Ag2O2掺杂壳聚糖水凝胶抗菌辅料的制备方法 | |
| US8367740B2 (en) | Hydrolysis resistant organomodified disiloxane ionic surfactants | |
| CN105255563A (zh) | 一种机械生产用阻燃耐腐蚀抗菌润滑油 | |
| JP5346948B2 (ja) | エポキシ化合物とアミノシランのコポリマーによって処理された布 | |
| CN103613767A (zh) | 一种处理皮革表面的亲水性硅油的合成方法 | |
| CN109400882A (zh) | 一种氨羟基硅氧烷聚合物及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |