CN107353514A - 具有抗菌防霉功能的橡胶材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及橡胶制备领域，公开了一种具有抗菌防霉功能及其橡胶材料及其制备方法，所述制备方法包括：将三元乙丙橡胶、碳黑、氧化锌、硬脂酸和石蜡油混合，在60‑80℃下进行第一次密炼，得到第一合炼胶；将第一合炼胶、纳米氧化铝、防老剂和促进剂混合，在85‑95℃下进行第二次密炼，得到第二合炼胶；将第二合炼胶加入硫化机中，经挤出、硫化，得到橡胶材料；解决了普通的橡胶材料在潮湿、低温环境下容易受霉菌或霉菌丝的侵蚀而产生物理穿透，从而导致橡胶产品使用寿命大大缩短，并对基建工程产生严重影响的问题。

Description

具有抗菌防霉功能的橡胶材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶制备领域，具体地，涉及一种具有抗菌防霉功能的橡胶材料及其制备方法。
背景技术
橡胶材料常被用于地下工程管道中的连接密封接缝，基建工程的混凝土现浇时设有的永久性变形缝以及适用于地铁、隧道、涵洞、水利等工程中的具有高弹性的密封橡胶止水带。使用于工程中的密封接缝、永久性变形缝、止水带等橡胶产品多处于潮湿及高、低温环境中，而由于各种原因导致从橡胶材料的内部析出或喷出配合剂，在上述环境中因霉菌或霉菌丝的侵蚀而产生物理穿透，从而导致橡胶产品使用寿命大大缩短，并对基建工程产生严重影响。
因此，提供一种具有抗菌防霉功能的橡胶材料及其制备方法，以大大提高橡胶材料的使用寿命是本发明亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有抗菌防霉功能的橡胶材料及其制备方法，解决了普通的橡胶材料在潮湿、低温环境下容易受霉菌或霉菌丝的侵蚀而产生物理穿透，从而导致橡胶产品使用寿命大大缩短，并对基建工程产生严重影响的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种具有抗菌防霉功能的橡胶材料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将三元乙丙橡胶、碳黑、氧化锌、硬脂酸和石蜡油混合，在60-80℃下进行第一次密炼，得到第一合炼胶；
(2)将第一合炼胶、纳米氧化铝、防老剂和促进剂混合，在85-95℃下进行第二次密炼，得到第二合炼胶；
(3)将第二合炼胶加入硫化机中，经挤出、硫化，得到橡胶材料；其中，挤出的条件包括：机头的温度为65-70℃，机筒挤出段的温度为50-55℃，机筒塑化段的温度为70-75℃，螺杆的温度为50-55℃。
本发明提供了一种具有抗菌防霉功能的橡胶材料，所述橡胶材料由上述的制备方法制得。
通过上述技术方案，本发明提供了一种具有抗菌防霉功能的橡胶材料及其制备方法，所述制备方法包括：将三元乙丙橡胶、碳黑、氧化锌、硬脂酸和石蜡油混合，在60-80℃下进行第一次密炼，得到第一合炼胶；将第一合炼胶、纳米氧化铝、防老剂和促进剂混合，在85-95℃下进行第二次密炼，得到第二合炼胶；将第二合炼胶加入硫化机中，经挤出、硫化，得到橡胶材料；通过各原料之间的协同作用，以及对制备工艺的优化，使得制得的橡胶材料具备优良的抗菌功能和机械强度，同时，用于制备该橡胶材料的方法简单、原料易得。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种具有抗菌防霉功能的橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将三元乙丙橡胶、碳黑、氧化锌、硬脂酸和石蜡油混合，在60-80℃下进行第一次密炼，得到第一合炼胶；
(2)将第一合炼胶、纳米氧化铝、防老剂和促进剂混合，在85-95℃下进行第二次密炼，得到第二合炼胶；
(3)将第二合炼胶加入硫化机中，经挤出、硫化，得到橡胶材料；其中，挤出硫化的条件包括：机头的温度为65-70℃，机筒挤出段的温度为50-55℃，机筒塑化段的温度为70-75℃，螺杆的温度为50-55℃。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的橡胶材料具备更为优良的抗菌能力和机械强度，相对于100重量份的三元乙丙橡胶，碳黑的用量为2-8重量份，氧化锌的用量为3-7重量份，硬脂酸的用量为10-20重量份，石蜡油的用量为2-10重量份；
相对于100重量份的第一合炼胶，纳米氧化铝的用量为5-10重量份，防老剂的用量为1-10重量份，促进剂的用量为1-5重量份。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的橡胶材料具备更为优良的抗菌能力和机械强度，相对于100重量份的三元乙丙橡胶，碳黑的用量为4-6重量份，氧化锌的用量为4-6重量份，硬脂酸的用量为14-16重量份，石蜡油的用量为4-7重量份；
相对于100重量份的第一合炼胶，纳米氧化铝的用量为6-8重量份，防老剂的用量为3-5重量份，促进剂的用量为2-3重量份。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的橡胶材料具备更为优良的抗菌能力和机械强度，硫化的条件为：每段温度依次为：一段温度为220-230℃，二段温度为240-260℃，三段温度为200-210℃，四段温度为180-190℃。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的橡胶材料具备更为优良的抗菌能力和机械强度，防老剂选自防老剂D、防老剂RD、防老剂124、防老剂MB和防老剂DNP中的一种或多种。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的橡胶材料具备更为优良的抗菌能力和机械强度，促进剂选自二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌和二甲基二硫代氨基甲酸锌中的一种或多种。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的橡胶材料具备更为优良的抗菌能力和机械强度，碳黑的平均粒径为2-8mm，氧化锌的平均粒径为2-8mm，纳米氧化铝的平均粒径为2-5nm。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的橡胶材料具备更为优良的抗菌能力和机械强度，在步骤(1)中，混合的条件包括：混合的温度为40-50℃，混合的时间为20-30mim。
在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的橡胶材料具备更为优良的抗菌能力和机械强度，在步骤(2)中，混合的条件包括：混合的温度为30-40℃，混合的时间为10-20min。
本发明还提供了一种具有抗菌防霉功能的橡胶材料，所述橡胶材料由上述的制备方法制得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，碳黑的平均粒径为2-8mm，氧化锌的平均粒径为2-8mm，纳米氧化铝的平均粒径为2-5nm。
实施例1
将100g三元乙丙橡胶、4g碳黑、4g氧化锌、14g硬脂酸和4g石蜡油混合(混合的温度为40℃，混合的时间为20mim)，在60℃下进行第一次密炼，得到第一合炼胶；将100g第一合炼胶、6g纳米氧化铝、3g防老剂和2g促进剂混合(混合的温度为30℃，混合的时间为10min)，在85℃下进行第二次密炼，得到第二合炼胶；将第二合炼胶加入硫化机中，经挤出、硫化，得到橡胶材料A1；其中，挤出的条件包括：机头的温度为65℃，机筒挤出段的温度为50℃，机筒塑化段的温度为70℃，螺杆的温度为50℃，硫化的条件为：每段温度依次为：一段温度为220℃，二段温度为240℃，三段温度为200℃，四段温度为180℃。
实施例2
将100g三元乙丙橡胶、6g碳黑、6g氧化锌、16g硬脂酸和7g石蜡油混合(混合的温度为50℃，混合的时间为30mim)，在80℃下进行第一次密炼，得到第一合炼胶；将100g第一合炼胶、8g纳米氧化铝、5g防老剂和3g促进剂混合(混合的温度为40℃，混合的时间为20min)，在95℃下进行第二次密炼，得到第二合炼胶；将第二合炼胶加入硫化机中，经挤出、硫化，得到橡胶材料A2；其中，挤出的条件包括：机头的温度为70℃，机筒挤出段的温度为55℃，机筒塑化段的温度为75℃，螺杆的温度为55℃，硫化的条件为：每段温度依次为：一段温度为230℃，二段温度为260℃，三段温度为210℃，四段温度为190℃。
实施例3
将100g三元乙丙橡胶、5g碳黑、5g氧化锌、15g硬脂酸和5g石蜡油混合(混合的温度为45℃，混合的时间为25mim)，在70℃下进行第一次密炼，得到第一合炼胶；将100g第一合炼胶、7g纳米氧化铝、4g防老剂和2.5g促进剂混合(混合的温度为35℃，混合的时间为15min)，在90℃下进行第二次密炼，得到第二合炼胶；将第二合炼胶加入硫化机中，经挤出、硫化，得到橡胶材料A3；其中，挤出硫化的条件包括：机头的温度为68℃，机筒挤出段的温度为53℃，机筒塑化段的温度为73℃，螺杆的温度为53℃，硫化的条件为：每段温度依次为：一段温度为225℃，二段温度为250℃，三段温度为205℃，四段温度为185℃。
实施例4
按照实施例3的方法进行，不同的是，相对于100g的三元乙丙橡胶，碳黑的用量为2g，氧化锌的用量为3g，硬脂酸的用量为10g，石蜡油的用量为2g；相对于100g的第一合炼胶，纳米氧化铝的用量为5g，防老剂的用量为1g，促进剂的用量为1g，得到橡胶材料A4。
实施例5
按照实施例3的方法进行，不同的是，相对于100g的三元乙丙橡胶，碳黑的用量为8g，氧化锌的用量为7g，硬脂酸的用量为20g，石蜡油的用量为10g；相对于100g的第一合炼胶，纳米氧化铝的用量为10g，防老剂的用量为10g，促进剂的用量为5g，得到橡胶材料A5。
实施例6
按照实施例3的方法进行，不同的是，相对于100g的三元乙丙橡胶，碳黑的用量为1g，氧化锌的用量为1g，硬脂酸的用量为8g，石蜡油的用量为1g；相对于100g的第一合炼胶，纳米氧化铝的用量为3g，防老剂的用量为0.5g，促进剂的用量为0.5g，得到橡胶材料A6。
实施例7
按照实施例3的方法进行，不同的是，相对于100g的三元乙丙橡胶，碳黑的用量为10g，氧化锌的用量为10g，硬脂酸的用量为22g，石蜡油的用量为12g；相对于100g的第一合炼胶，纳米氧化铝的用量为12g，防老剂的用量为12g，促进剂的用量为7g，得到橡胶材料A7。
对比例1
按照实施例3的方法进行，不同的是，挤出的条件包括：机头的温度为75℃，机筒挤出段的温度为60℃，机筒塑化段的温度为80℃，螺杆的温度为60℃，得到橡胶材料D1。
对比例2
按照实施例3的方法进行，不同的是，挤出的条件包括：机头的温度为60℃，机筒挤出段的温度为45℃，机筒塑化段的温度为65℃，螺杆的温度为45℃，得到橡胶材料D2。
对比例3
按照实施例3的方法进行，不同的是，原料中不包括碳黑，得到橡胶材料D3。
对比例4
按照实施例3的方法进行，不同的是，原料中不包括氧化锌，得到橡胶材料D4。
对比例5
按照实施例3的方法进行，不同的是，原料中不包括石蜡油，得到橡胶材料D5。
测试例
将上述制得的橡胶材料分别冲击强度进行检测，同时通过GB15981-1995中记载的方法对上述橡胶材料进行抗菌率的检测，具体结果见表1。
表1
实施例编号 冲击强度/MPa 抗菌率/％
实施例1 49.5 95
实施例2 49.6 95
实施例3 49.9 96
实施例4 45.3 92
实施例5 44.6 91
实施例6 44.3 86
实施例7 44.6 80
对比例1 31.2 57
对比例2 31.1 59
对比例3 20.5 48
对比例4 21.3 47
对比例5 22.6 47
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种具有抗菌防霉功能的橡胶材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将三元乙丙橡胶、碳黑、氧化锌、硬脂酸和石蜡油混合，在60-80℃下进行第一次密炼，得到第一合炼胶；
(2)将第一合炼胶、纳米氧化铝、防老剂和促进剂混合，在85-95℃下进行第二次密炼，得到第二合炼胶；
(3)将第二合炼胶加入硫化机中，经挤出、硫化，得到橡胶材料；其中，挤出的条件包括：机头的温度为65-70℃，机筒挤出段的温度为50-55℃，机筒塑化段的温度为70-75℃，螺杆的温度为50-55℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的三元乙丙橡胶，碳黑的用量为2-8重量份，氧化锌的用量为3-7重量份，硬脂酸的用量为10-20重量份，石蜡油的用量为2-10重量份；
相对于100重量份的第一合炼胶，纳米氧化铝的用量为5-10重量份，防老剂的用量为1-10重量份，促进剂的用量为1-5重量份。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，相对于100重量份的三元乙丙橡胶，碳黑的用量为4-6重量份，氧化锌的用量为4-6重量份，硬脂酸的用量为14-16重量份，石蜡油的用量为4-7重量份；
相对于100重量份的第一合炼胶，纳米氧化铝的用量为6-8重量份，防老剂的用量为3-5重量份，促进剂的用量为2-3重量份。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，硫化的条件为：每段温度依次为：一段温度为220-230℃，二段温度为240-260℃，三段温度为200-210℃，四段温度为180-190℃。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，防老剂选自防老剂D、防老剂RD、防老剂124、防老剂MB和防老剂DNP中的一种或多种。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，促进剂选自二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌和二甲基二硫代氨基甲酸锌中的一种或多种。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，碳黑的平均粒径为2-8mm，氧化锌的平均粒径为2-8mm，纳米氧化铝的平均粒径为2-5nm。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，混合的条件包括：混合的温度为40-50℃，混合的时间为20-30mim。
9.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，混合的条件包括：混合的温度为30-40℃，混合的时间为10-20min。
10.一种具有抗菌防霉功能的橡胶材料，其特征在于，所述橡胶材料由权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制得。
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