CN112812381A - 一种医用特种橡胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶50‑100份、纳米无机纤维10～30份、二氧化锰纳米线5‑15份、表面活性剂20‑30份、抗氧剂5‑10份、抗菌剂5‑10份、硬脂酸0.5‑1.5份、防老剂0.1‑0.5份、硫化剂3‑6份、促进剂0.5‑1份、增塑剂1‑5份。本发明还公开了一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：对纳米无机纤维和二氧化锰纳米线进行改性；对橡胶对橡胶进行塑炼、混炼、成型、硫化后得成品。本发明在橡胶制备过程中添加了改性纳米无机纤维和改性二氧化锰纳米线，其在橡胶上起到物料交联点的作用，与其他成分协同作用，增加了橡胶的力学性能，其弯曲强度和拉伸强度都有明显提升，具有很好的柔软性，并且增强了其耐磨性和耐气候性。

Description

一种医用特种橡胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，尤其涉及一种医用特种橡胶及其制备方法。
背景技术
橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一。橡胶为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品。医用橡胶在医用材料方面有着广泛的应用，如医用硅橡胶导管、医用胶管、医用橡胶塞、医用气垫等。但是现有的医用橡胶的力学性能和机械性能有待进一步提高，且耐腐蚀性较差，导致其寿命大大降低。随着医用的要求越来越高，对于医用橡胶的品质要求也越来越高，因此就需要开发一种能够高性能的橡胶材料来更好的满足医疗领域的应用要求。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种医用特种橡胶及其制备方法。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶50-100份、纳米无机纤维10～30份、二氧化锰纳米线5-15份、表面活性剂20-30份、抗氧剂5-10份、抗菌剂5-10份、硬脂酸0.5-1.5份、防老剂0.1-0.5份、硫化剂3-6份、促进剂0.5-1份、增塑剂1-5份。
进一步的，所述橡胶为医用天然橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶中的一种或多种混合物。
进一步的，所述纳米无机纤维为医用级石膏纤维、硅灰石纤维、海泡石纤维、水镁石纤维中的一种或多种混合物。
进一步的，所述表面活性剂为聚醚改性氨基聚硅氧烷或聚醚改性有机硅油。
进一步的，所述抗菌剂为纳米二氧化钛或纳米氧化锌。
进一步的，所述抗氧剂为维生素E、维生素E的衍生物或茶多酚中的一种或多种组合。
进一步的，所述防老剂为防老剂2264、防老剂264、防老剂1076等适宜医药用的一种或多种。
进一步的，所述硫化剂为硫磺。
进一步的，所述促进剂为二硫化四乙基秋兰姆、2-巯基苯并噻唑、N,N′-二异丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种或多种。
进一步的，所述增塑剂为甘油、山梨醇、甘露糖或聚乙二醇中的一种或多种。
一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：
(1)称取表面活性剂，配制成5-10％浓度的溶液，按重量份称取纳米无机纤维和二氧化锰纳米线，搅拌均匀，过滤，烘干，得到改性纳米无机纤维和改性二氧化锰纳米线混合物；
(2)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入改性纳米无机纤维、改性二氧化锰纳米线、抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为80-100℃，时间为10-20min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为140-160℃，时间为10-20min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
进一步的，所述二氧化锰纳米线采用水热法合成。
进一步的，所述二氧化锰纳米线制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量比1:2:1，称取硫酸钾、过硫酸钾和硫酸锰混合物，加入去离子水，制成混合液；
(2)将该混合液体放入内衬有聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，将反应釜放入烘箱中，于150～200℃温度下放置24小时；
(3)反应釜取出后，温度自然降至室温，将反应釜内固体取出，去离子水洗涤多次，在80℃下烘干，得到的二氧化锰纳米线。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明在橡胶制备过程中添加了改性纳米无机纤维和改性二氧化锰纳米线，其在橡胶上起到物料交联点的作用，与其他成分协同作用，增加了橡胶的力学性能，其弯曲强度和拉伸强度都有明显提升，具有很好的柔软性，并且增强了其耐磨性和耐气候性；通过表面活性剂对纳米无机纤维和二氧化锰纳米线改性，避免了添加物的团聚，增大了其分散性和粘合力，提高了与橡胶粒子的相容性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例1
一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶50份、纳米无机纤维10份、二氧化锰纳米线5份、表面活性剂20份、抗氧剂5份、抗菌剂5份、硬脂酸0.5份、防老剂0.1份、硫化剂3份、促进剂0.5份、增塑剂1份。
进一步的，所述橡胶为医用天然橡胶。
进一步的，所述纳米无机纤维为医用级石膏纤维。
进一步的，所述表面活性剂为聚醚改性有机硅油。
进一步的，所述抗菌剂为纳米二氧化钛。
进一步的，所述抗氧剂为维生素E。
进一步的，所述防老剂为防老剂2264。
进一步的，所述硫化剂为硫磺。
进一步的，所述促进剂为二硫化四乙基秋兰姆。
进一步的，所述增塑剂为甘油。一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：
(1)称取表面活性剂，配制成5％浓度的溶液，按重量份称取纳米无机纤维和二氧化锰纳米线，搅拌均匀，过滤，烘干，得到改性纳米无机纤维和改性二氧化锰纳米线混合物；
(2)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入改性纳米无机纤维、改性二氧化锰纳米线、抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为90℃，时间为15min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为150℃，时间为15min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
进一步的，所述二氧化锰纳米线采用水热法合成。
实施例2
一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶80份、纳米无机纤维20份、二氧化锰纳米线10份、表面活性剂25份、抗氧剂7份、抗菌剂8份、硬脂酸1份、防老剂0.25份、硫化剂4份、促进剂0.8份、增塑剂3份。
进一步的，所述橡胶为医用天然橡胶。
进一步的，所述纳米无机纤维为医用级石膏纤维。
进一步的，所述表面活性剂为聚醚改性有机硅油。
进一步的，所述抗菌剂为纳米二氧化钛。
进一步的，所述抗氧剂为维生素E。
进一步的，所述防老剂为防老剂2264。
进一步的，所述硫化剂为硫磺。
进一步的，所述促进剂为二硫化四乙基秋兰姆。
进一步的，所述增塑剂为甘油。
一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：
(1)称取表面活性剂，配制成8％浓度的溶液，按重量份称取纳米无机纤维和二氧化锰纳米线，搅拌均匀，过滤，烘干，得到改性纳米无机纤维和改性二氧化锰纳米线混合物；
(2)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入改性纳米无机纤维、改性二氧化锰纳米线、抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为90℃，时间为15min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为150℃，时间为15min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
进一步的，所述二氧化锰纳米线采用水热法合成。
实施例3
一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶100份、纳米无机纤维30份、二氧化锰纳米线15份、表面活性剂25份、抗氧剂10份、抗菌剂10份、硬脂酸1.5份、防老剂0.5份、硫化剂6份、促进剂1份、增塑剂5份。
进一步的，所述橡胶为医用天然橡胶。
进一步的，所述纳米无机纤维为医用级石膏纤维。
进一步的，所述表面活性剂为聚醚改性有机硅油。
进一步的，所述抗菌剂为纳米二氧化钛。
进一步的，所述抗氧剂为维生素E。
进一步的，所述防老剂为防老剂2264。
进一步的，所述硫化剂为硫磺。
进一步的，所述促进剂为二硫化四乙基秋兰姆。
进一步的，所述增塑剂为甘油。
一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：
(1)称取表面活性剂，配制成10％浓度的溶液，按重量份称取纳米无机纤维和二氧化锰纳米线，搅拌均匀，过滤，烘干，得到改性纳米无机纤维和改性二氧化锰纳米线混合物；
(2)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入改性纳米无机纤维、改性二氧化锰纳米线、抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为90℃，时间为15min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为150℃，时间为15min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
进一步的，所述二氧化锰纳米线采用水热法合成。
实施例4
一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶65份、纳米无机纤维20份、二氧化锰纳米线10份、表面活性剂25份、抗氧剂8份、抗菌剂8份、硬脂酸1份、防老剂0.25份、硫化剂4份、促进剂0.8份、增塑剂3份。
进一步的，所述橡胶为医用天然橡胶。
进一步的，所述纳米无机纤维为医用级石膏纤维。
进一步的，所述表面活性剂为聚醚改性有机硅油。
进一步的，所述抗菌剂为纳米二氧化钛。
进一步的，所述抗氧剂为维生素E。
进一步的，所述防老剂为防老剂2264。
进一步的，所述硫化剂为硫磺。
进一步的，所述促进剂为二硫化四乙基秋兰姆。
进一步的，所述增塑剂为甘油。
一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：
(1)称取表面活性剂，配制成8％浓度的溶液，按重量份称取纳米无机纤维和二氧化锰纳米线，搅拌均匀，过滤，烘干，得到改性纳米无机纤维和改性二氧化锰纳米线混合物；
(2)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入改性纳米无机纤维、改性二氧化锰纳米线、抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为90℃，时间为15min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为150℃，时间为15min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
进一步的，所述二氧化锰纳米线采用水热法合成。
实施例5
一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶90份、纳米无机纤维20份、二氧化锰纳米线10份、表面活性剂25份、抗氧剂8份、抗菌剂8份、硬脂酸1份、防老剂0.25份、硫化剂4份、促进剂0.8份、增塑剂3份。
进一步的，所述橡胶为医用天然橡胶。
进一步的，所述纳米无机纤维为医用级石膏纤维。
进一步的，所述表面活性剂为聚醚改性有机硅油。
进一步的，所述抗菌剂为纳米二氧化钛。
进一步的，所述抗氧剂为维生素E。
进一步的，所述防老剂为防老剂2264。
进一步的，所述硫化剂为硫磺。
进一步的，所述促进剂为二硫化四乙基秋兰姆。
进一步的，所述增塑剂为甘油。
一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：
(1)称取表面活性剂，配制成8％浓度的溶液，按重量份称取纳米无机纤维和二氧化锰纳米线，搅拌均匀，过滤，烘干，得到改性纳米无机纤维和改性二氧化锰纳米线混合物；
(2)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入改性纳米无机纤维、改性二氧化锰纳米线、抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为90℃，时间为15min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为150℃，时间为15min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
进一步的，所述二氧化锰纳米线采用水热法合成。
对比例1
与上述实施例2不同之处在于，一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶80份、抗氧剂7份、抗菌剂8份、硬脂酸1份、防老剂0.25份、硫化剂4份、促进剂0.8份、增塑剂3份。
一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：
(1)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为90℃，时间为15min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为150℃，时间为15min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
对比例2
与上述实施例2不同之处在于，一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶80份、纳米无机纤维20份、表面活性剂25份、抗氧剂7份、抗菌剂8份、硬脂酸1份、防老剂0.25份、硫化剂4份、促进剂0.8份、增塑剂3份。
一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：
(1)称取表面活性剂，配制成8％浓度的溶液，按重量份称取纳米无机纤维，搅拌均匀，过滤，烘干，得到改性纳米无机纤维；
(2)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入改性纳米无机纤维、抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为90℃，时间为15min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为150℃，时间为15min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
对比例3
与上述实施例2不同之处在于，一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶80份、二氧化锰纳米线10份、表面活性剂25份、抗氧剂7份、抗菌剂8份、硬脂酸1份、防老剂0.25份、硫化剂4份、促进剂0.8份、增塑剂3份。
一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：
(1)称取表面活性剂，配制成8％浓度的溶液，按重量份称取二氧化锰纳米线，搅拌均匀，过滤，烘干，得到改性二氧化锰纳米线；
(2)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入改性二氧化锰纳米线、抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为90℃，时间为15min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为150℃，时间为15min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
对比例4
与上述实施例2不同之处在于，一种医用特种橡胶，由以下组分组成：橡胶80份、纳米无机纤维20份、二氧化锰纳米线10份、抗氧剂10份、抗菌剂10份、硬脂酸1.5份、防老剂0.5份、硫化剂6份、促进剂1份、增塑剂5份。
一种医用特种橡胶制备方法，包括以下步骤：
(1)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入纳米无机纤维、二氧化锰纳米线、抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为90℃，时间为15min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为150℃，时间为15min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
性能检测：
将本发明实施例1至5所得成品、对比例1-4所得成品进行性能测试，结果如下：
表1为医用特种橡胶各项性能测试指标；
表1
弯曲强度/MPa 拉伸强度/MPa
实施例1 75 58
实施例2 83 65
实施例3 69 52
实施例4 66 50
实施例5 81 57
对比例1 25 17
对比例2 59 48
对比例3 56 44
对比例4 48 39
从上表数据可以看出，本发明医用特种橡胶具有较强的弯曲强度和拉伸强度，用此橡胶制备医疗用品，能有效地保证药品安全，市场前景好，值得推广。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种医用特种橡胶，其特征在于，由以下组分组成：橡胶50-100份、纳米无机纤维5～30份、二氧化锰纳米线10-15份、表面活性剂20-30份、抗氧剂5-10份、抗菌剂5-10份、硬脂酸0.5-1.5份、防老剂0.1-0.5份、硫化剂3-6份、促进剂0.5-1份、增塑剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种医用特种橡胶的其制备方法，其特征在于，所述橡胶为医用天然橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶中的一种或多种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种医用特种橡胶，其特征在于，所述纳米无机纤维为医用级石膏纤维、硅灰石纤维、海泡石纤维、水镁石纤维中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种医用特种橡胶，其特征在于，所述表面活性剂为聚醚改性氨基聚硅氧烷或聚醚改性有机硅油。
5.根据权利要求1所述的一种医用特种橡胶，其特征在于，所述抗菌剂为纳米二氧化钛或纳米氧化锌。
6.一种医用特种橡胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取表面活性剂，配制成5-10％浓度的溶液，按重量份称取纳米无机纤维和二氧化锰纳米线，搅拌均匀，过滤，烘干，得到改性纳米无机纤维和改性二氧化锰纳米线混合物；
(2)将橡胶送入开炼机中进行塑炼后得塑炼胶，向塑炼胶中加入改性纳米无机纤维、改性二氧化锰纳米线、抗氧剂、抗菌剂、硬脂酸、防老剂、增塑剂，得混合物料；
(3)将混合物料放入密炼机中混炼，温度为80-100℃，时间为10-20min，得到胶料；
(4)将胶料送入开炼机，加入硫化剂和促进剂，得到混炼胶；
(5)将混炼胶加入压延机，压延成型，制成胶片；
(6)将胶片放入硫化机进行硫化，硫化温度为140-160℃，时间为10-20min，硫化后进行除边，清洗，灭菌，干燥得到成品。
7.根据权利要求6所述的一种医用特种橡胶制备方法，其特征在于，所述二氧化锰纳米线采用水热法合成。
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