CN108586850A - 抗菌橡胶组合物及其制备方法 - Google Patents

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
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Abstract

本发明公开了一种抗菌橡胶组合物及其制备方法，包括：将纳米丁苯吡橡胶、氯丁橡胶、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性抗菌填料按照100：20‑40：3‑8：1‑5：2‑6：5‑10的重量配比进行混合制得；其中，所述改性抗菌填料由纳米银、氧化钛、硫酸铜、纳米氧化铟、沸石粉、炭黑和硅烷偶联剂混合后制得。该抗菌橡胶组合物组成简单且原料易得，制得的抗菌橡胶具有优异的机械性能及抗菌性能，用途广泛。

Description

抗菌橡胶组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶制备领域，具体地，涉及一种抗菌橡胶组合物及其制备方法。
背景技术
橡胶是一种有弹性的聚合物。橡胶可以从一些植物的树汁中取得，也可以是人造的，两者皆有相当多的应用及产品，例如轮胎各种零件、垫圈、橡胶日用品、橡胶鞋等，遂成为重要经济作物。本发明的目的在于提供一种能克服已有产品不足的抗菌橡胶制品，属于无毒、无刺激的环保产品，具有高效、低浓度、稳定性好、抗菌功能强，使用方便等特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌橡胶组合物及其制备方法，该抗菌橡胶组合物组成简单且原料易得，制得的抗菌橡胶具有优异的机械性能及抗菌性能，用途广泛。
为了实现上述目的，本发明提供了一种抗菌橡胶组合物的制备方法，包括：
将纳米丁苯吡橡胶、氯丁橡胶、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性抗菌填料按照100：20-40：3-8：1-5：2-6：5-10的重量配比进行混合制得；
其中，所述改性抗菌填料由纳米银、氧化钛、硫酸铜、纳米氧化铟、沸石粉、炭黑和硅烷偶联剂混合后制得。
通过上述技术方案，本发明中选择纳米丁苯吡橡胶、氯丁橡胶在特定的组成配比下进行组合作为主体橡胶原料，另外选择纳米银、氧化钛、硫酸铜、纳米氧化铟、沸石粉、炭黑和硅烷偶联剂混合制得抗菌填料添加到橡胶原料中进而使制得的橡胶组合物具有优异的抗菌性能，制得的橡胶制品即具有优异的机械性能和抗菌性能。
本发明的其他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。
本发明提供了一种抗菌橡胶组合物的制备方法，包括：
将纳米丁苯吡橡胶、氯丁橡胶、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性抗菌填料按照100：20-40：3-8：1-5：2-6：5-10的重量配比进行混合制得；
其中，所述改性抗菌填料由纳米银、氧化钛、硫酸铜、纳米氧化铟、沸石粉、炭黑和硅烷偶联剂混合后制得。
上述技术方案中，所述改性抗菌填料的制备方法可以在宽的范围内选择，但是为了提高制得的橡胶抗菌性能，优选地，所述改性抗菌填料由以下方法制得：
将沸石粉、炭黑、硅烷偶联剂和水进行混合、加热搅拌制得混料M1；
接着，向所述混料M1中加入纳米银、氧化钛、硫酸铜和纳米氧化铟后进行超声混合制得混料M2；
最后，将所述混料M2干燥、研磨即制得所述改性抗菌填料。
上述技术方案中，所述改性抗菌填料的制备中，各原料的用量比可以在宽的范围内选择，但是为了提高制得的橡胶抗菌性能，优选地，所述沸石粉、纳米银、氧化钛、硫酸铜、纳米氧化铟、炭黑和硅烷偶联剂的重量配比为100：0.5-1.2：5-12：2-4：0.5-1.1：10-15：11-15。
上述技术方案中，各原料的粒径大小均可以在宽的范围内选择，但是为了提高各组分之间的相互协同作用、提高制得的橡胶抗菌性能，优选地，所述沸石粉的粒径为300-500μm；所述纳米银的粒径为50-100nm；所述氧化钛的粒径为300-500nm，所述纳米氧化铟的粒径为200-500nm。
上述制备方法中，所述加热搅拌的条件可以在宽的范围内控制，但是为了提高搅拌、混合的效果，优选地，所述加热搅拌的条件为搅拌温度为80-100℃，转速为2000-3000rpm，搅拌时间为4-12h。
上述制备方法中，所述超声混合的条件可以在宽的范围内控制，但是为了提高分散、混合的效果，优选地，所述超声混合的条件为：频率为20-60Hz，时间为5-30min。
上述制备方法中，所述干燥的条件可以在宽的范围内控制，但是为了提高干燥的效果，优选地，所述干燥条件为：温度为60-80℃，时间为12-24h。
上述技术方案中，所各助剂的种类均可以在宽的范围呢选择，但是为了提高制得的橡胶的机械性能、抗菌性能，优选地，所述硫化促进剂为二硫化二苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆和四硫化双戊撑秋兰姆中的一种或多种；
所述抗老剂选自饱和十八碳酰胺或2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯、苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或多种。
本发明还提供了一种上述制备方法制得的抗菌橡胶组合物。
实施例1
先将沸石粉(300μm)、炭黑、硅烷偶联剂和水进行混合、在80℃、转速为2000rpm下搅拌12h制得混料M1；
接着，向所述混料M1中加入纳米银(50nm)、氧化钛(300nm)、硫酸铜和纳米氧化铟(200nm)后、在30Hz下超声30min混合制得混料M2；
最后，将所述混料M2在60℃干燥24h后、研磨即制得所述改性抗菌填料；所述沸石粉、纳米银、氧化钛、硫酸铜、纳米氧化铟、炭黑和硅烷偶联剂的重量配比为100：0.5：5：2：0.5：10：11。
再将纳米丁苯吡橡胶、氯丁橡胶、二硫化二苯并噻唑、饱和十八碳酰胺、邻苯二甲酸二异辛酯和上述制得的改性抗菌填料按照100：20：3：1：2：5的重量配比进行混合制得抗菌橡胶组合物；记作A1。
实施例2
先将沸石粉(400μm)、炭黑、硅烷偶联剂和水进行混合、在90℃、转速为2500rpm下搅拌8h制得混料M1；
接着，向所述混料M1中加入纳米银(80nm)、氧化钛(400nm)、硫酸铜和纳米氧化铟(400nm)后、在50Hz下超声20min混合制得混料M2；
最后，将所述混料M2在70℃干燥20h后、研磨即制得所述改性抗菌填料；所述沸石粉、纳米银、氧化钛、硫酸铜、纳米氧化铟、炭黑和硅烷偶联剂的重量配比为100：0.8：8：3：0.8：12：13。
再将纳米丁苯吡橡胶、氯丁橡胶、二硫化四甲基秋兰姆、饱和十八碳酰胺、邻苯二甲酸二异癸酯和上述制得的改性抗菌填料按照100：30：6：3：4：8的重量配比进行混合制得抗菌橡胶组合物；记作A2。
实施例3
先将沸石粉(500μm)、炭黑、硅烷偶联剂和水进行混合、在100℃、转速为3000rpm下搅拌4h制得混料M1；
接着，向所述混料M1中加入纳米银(100nm)、氧化钛(500nm)、硫酸铜和纳米氧化铟(500nm)后、在60Hz下超声5min混合制得混料M2；
最后，将所述混料M2在80℃干燥12h后、研磨即制得所述改性抗菌填料；所述沸石粉、纳米银、氧化钛、硫酸铜、纳米氧化铟、炭黑和硅烷偶联剂的重量配比为100：1.2：12：4：1.1：15：15。
再将纳米丁苯吡橡胶、氯丁橡胶、四硫化双戊撑秋兰姆、饱和十八碳酰胺、邻苯二甲酸二乙酯和上述制得的改性抗菌填料按照100：40：8：5：6：10的重量配比进行混合制得抗菌橡胶组合物；记作A3。
对比例1
按照实施例1的方法制得抗菌橡胶组合物D1，不同的是，改性抗菌填料制备中未加入硫酸铜。
对比例2
按照实施例1的方法制得抗菌橡胶组合物D2，不同的是，改性抗菌填料制备中未加入纳米氧化铟。
对比例3
按照实施例1的方法制得抗菌橡胶组合物D3，不同的是，改性抗菌填料制备中未加入沸石粉。
对比例4
按照实施例1的方法制得抗菌橡胶组合物D4，不同的是，改性抗菌填料制备中未加入炭黑。
对比例5
按照实施例1的方法制得抗菌橡胶组合物D5，不同的是，改性抗菌填料制备中未加入改性抗菌填料。
检测例1
将实施例及对比例制得的抗菌橡胶组合物A1-A3及D1-D4密炼、挤出造粒加工后制得对应的橡胶制品；并根据国标GB 4789.2-2010的方法检测菌落总数(n/cfu·g-1)，具体结果见表1
表1
菌落总数(n/cfu·g-1)
A1 11
A2 12
A3 10
D1 33
D2 25
D3 25
D4 22
D5 120
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，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
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)

1.一种抗菌橡胶组合物的制备方法，其特征在于，包括：
将纳米丁苯吡橡胶、氯丁橡胶、硫化促进剂、抗老剂、增塑剂和改性抗菌填料按照100：20-40：3-8：1-5：2-6：5-10的重量配比进行混合制得；
其中，所述改性抗菌填料由纳米银、氧化钛、硫酸铜、纳米氧化铟、沸石粉、炭黑和硅烷偶联剂混合后制得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述改性抗菌填料由以下方法制得：
将沸石粉、炭黑、硅烷偶联剂和水进行混合、加热搅拌制得混料M1；
接着，向所述混料M1中加入纳米银、氧化钛、硫酸铜和纳米氧化铟后进行超声混合制得混料M2；
最后，将所述混料M2干燥、研磨即制得所述改性抗菌填料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述沸石粉、纳米银、氧化钛、硫酸铜、纳米氧化铟、炭黑和硅烷偶联剂的重量配比为100：0.5-1.2：5-12：2-4：0.5-1.1：10-15：11-15。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述沸石粉的粒径为300-500μm。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述纳米银的粒径为50-100nm；
所述氧化钛的粒径为300-500nm，所述纳米氧化铟的粒径为200-500nm。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述加热搅拌的条件为搅拌温度为80-100℃，转速为2000-3000rpm，搅拌时间为4-12h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述超声混合的条件为：频率为20-60Hz，时间为5-30min。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述干燥条件为：温度为60-80℃，时间为12-24h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述硫化促进剂为二硫化二苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆和四硫化双戊撑秋兰姆中的一种或多种；
所述抗老剂选自饱和十八碳酰胺或2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯、苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或多种。
10.一种由权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制得的抗菌橡胶组合物。
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