CN117186652A - 环保抗菌防臭的发泡硅橡胶产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了环保抗菌防臭的发泡硅橡胶产品，属于硅橡胶技术领域，该发泡硅橡胶产品由硅橡胶底料制备得到，其中，硅橡胶底料由A组分和B组分按质量为1：0.9～0.9：1的比值组成；所述A组分包括液态硅橡胶基胶100份，含氢硅油2～6份，抑制剂2～4份；所述B组分包括液态硅橡胶基胶100份，铂络合物催化剂2～4份；所述液态硅橡胶基胶的质量份数组成为：100份聚乙烯硅氧烷，23～41份补强剂，10～25份改性剂，6～10份偶联剂，2～6份纳米银，10～20份扩链剂，18～25份发泡剂。本发明制得的产品具有良好的抑菌能力、杀菌能力、耐高温性能及耐黄变性能，能防止硅橡胶的老化，提高了其使用环境，而且性能稳定，易存储，具有良好的商业价值。
Description
技术领域
本发明涉及硅橡胶技术领域，尤其涉及环保抗菌防臭的发泡硅橡胶产品。
背景技术
硅橡胶具有优异的生物安全性和化学惰性，是一种优良的外源性人工材料，现已广泛应用在导尿管、引流管、呼吸导管、宫颈封堵器、伤口敷料等领域。然而，硅橡胶在使用过程中需要与人体皮肤组织长时间接触，其表面易发生细菌粘附和增殖现象，甚至在其表面形成生物菌膜，而且随着硅橡胶留置时间的增加，其发生细菌感染的概率也越大。生物菌膜作为微生物的“保护伞”可以抵御抗生素对微生物的影响，甚至进入人体血液引发败血症，甚至危及患者生命。据统计，每年因使用硅橡胶而引起的细菌感染占院内感染总数的40％，且硅橡胶的细菌感染率还在逐年增加。
并且硅橡胶是一种热的不良导体，硅橡胶在高温条件下，内部会积蓄热量，导致其内部温度偏高，易分解出游离氧自由基，而攻击硅橡胶分子主链，造成橡胶分子结构的分解，导致硅橡胶高温老化，失去使用价值。而随着科学技术的发展，各种先进机械设备的不断涌现，对硅橡胶的耐热性能也提出了更高要求。
在抗菌性方面，目前将无机载银、铜或锌类抗菌剂与硅硅橡胶复合，通过释放抗菌金属离子(Ag+、Cu2+或Zn2+)或者其纳米粒子与硅橡胶表面细菌作用而实现抗菌。CN101912638A公开了纳米载银-二氧化硅导尿管及其生产方法，其将纳米载银的二氧化硅掺入硅胶中，再经硫化等工艺制备抗菌硅橡胶导尿管。然而，抗菌金属离子或者纳米颗粒的复合，容易存在不耐高温、胶液存储不稳定、固化后易老化变黄的缺点，导致填充的抗菌金属离子不断析出和累积，破坏周围组织的微环境平衡，干扰周围细胞的正常生长，促使细胞内活性氧(ROS)的含量升高，产生细胞毒性，导致硅橡胶的生物相容性差。
现有技术有研究在硅橡胶中添加三氧化二铁来捕捉其在高温条件下产生的游离氧自由基，从而有效的避免了自由基对主链的攻击，进而提高材料在高温环境下的稳定性。但是，三氧化二铁存在一些缺陷，它是一种着色力很强的红色颜料，因而不利用用于对硅橡胶有特殊色泽(白色)要求的卫生产品中。
因此，亟需一种抗菌性与抗高温性相结合的硅橡胶材料，既可以扩展硅胶的应用领域，还可以减少细菌、病菌等对人体的带来的危害。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的至少一个不足，提供环保抗菌防臭的发泡硅橡胶产品。
本发明所采取的技术方案是：
本发明提供环保抗菌耐黄变的发泡硅橡胶产品，所述发泡硅橡胶产品由硅橡胶底料制备得到；
其中，硅橡胶底料包括A组分和B组分，A组分和B组分的质量比值为1：0.9～0.9：1；
按质量份数计算，所述A组分包括液态硅橡胶基胶100份，含氢硅油2～6份，抑制剂2～4份；
按质量份数计算，所述B组分包括液态硅橡胶基胶100份，铂络合物催化剂2～4份；
按质量份数计算，所述液态硅橡胶基胶的质量份数组成为：100份聚乙烯硅氧烷，23～41份补强剂，10～25份改性剂，6～10份偶联剂，2～6份纳米银，10～20份扩链剂，18～25份发泡剂。
在一些实例中，所述改性剂选自六甲基二硅氮烷、六甲基环三硅氮烷、六苯基环三硅氮烷中的至少一种。
在一些实例中，所述补强剂为气相法二氧化硅和乙烯基MQ硅树脂的混合物，其中，气相法二氧化硅和乙烯基MQ硅树脂的质量比值为1.5～2。
在一些实例中，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的任意一种。
在一些实例中，所述抑制剂为炔醇、多乙烯基聚硅氧烷、马来酸衍生物、含氮化合物，以及经硅烷或硅氧烷改性的炔属醇化合物中的一种或多种。
在一些实例中，所述含氢硅油的含氢量为1.2％～1.6％。
在一些实例中，所述铂络合物催化剂为氯铂酸四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物。
在一些实例中，所述硅橡胶底料的制备方法包括以下步骤：
1)将100份聚乙烯硅氧烷、23～41份补强剂、10～25份改性剂、6～10份偶联剂、2～6份纳米银、10～20份扩链剂、18～25份发泡剂混合搅拌3～4个小时真空加热，出料研磨得到液态发泡硅橡胶基胶；
2)取液态硅橡胶基胶100份，加入含氢硅油2～6份，抑制剂2～4份，搅拌1～1.5小时得到A组分；
3)取100份液态硅橡胶基胶，加入2～4份铂络合物催化剂搅拌1～1.5小时得到B组分；
4)将A组分和B组分以0.9～1.1的质量比例混合，即得到所述硅橡胶底料。
在一些实例中，所述制备方法中步骤1)的加热温度为130～160℃。
在一些实例中，所述发泡硅橡胶产品为胸垫、鞋垫、枕头或床垫。
本发明的有益效果是：
本发明制得的产品具有良好的抑菌能力和杀菌能力，并能有效抑制所接触到的食物或者水中的微生物的滋生。由于本发明中的因纳米银离子粉中产生的负氧离子具有较高的活性，有很强的氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌杀菌的目的，纳米银粉中带正电荷的银离子和细菌接触时，银离子便会附着在细菌细胞表面上，银离子还会穿透细菌细胞壁进入细菌细胞内，引发连锁反应把细胞内的蛋白质凝固，细菌便告死亡，从而进一步达到杀菌除臭的目的。
本发明的产品通过合理的调整配比，使得纳米银离子粉能够较好的分散于硅橡胶层之间，从而防止硅橡胶的老化，提高了耐高温性能及耐黄变性能，而且性能稳定，易存储，固化后也不容易变黄。
附图说明
图1是实施例1的硅橡胶底料制备的发泡硅橡胶胸垫图。
图2是实施例2的硅橡胶底料制备的发泡硅橡胶床垫图。
图3是实施例3的硅橡胶底料制备的发泡硅橡胶鞋垫图。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同方案。
在一些实例中，所述改性剂选自六甲基二硅氮烷、六甲基环三硅氮烷、六苯基环三硅氮烷中的一种或几种。
在一些实例中，所述补强剂为气相法二氧化硅和乙烯基MQ硅树脂的混合物，其中，气相法二氧化硅和乙烯基MQ硅树脂的质量比值为1.5～2。
在一些实例中，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的任意一种。
在一些实例中，所述含氢硅油的含氢量为1.2％～1.6％。
在一些实例中，所述铂络合物催化剂为氯铂酸四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物。在一些实例中，所述扩链剂选自107胶。
在一些实例中，所述发泡剂选自羟基硅油。
在一些实例中，所述抑制剂为炔醇、多乙烯基聚硅氧烷、马来酸衍生物、含氮化合物，以及经硅烷或硅氧烷改性的炔属醇化合物中的一种或多种。
实施例1
本实施例中的硅橡胶底料的制备方法，包括以下步骤：
1)将100份聚乙烯硅氧烷、20份气相法二氧化硅、12份乙烯基MQ硅树脂、20份六甲基二硅氮烷、8份甲基三乙氧基硅烷、4份纳米银、15份107胶、21份羟基硅油混合搅拌3.5个小时，150度加热，出料研磨得到液态发泡硅橡胶基胶；
2)取液态硅橡胶基胶100份，加入含氢量1.5％的含氢硅油4份，抑制剂3份，搅拌1小时得到A组分；
3)取100份液态硅橡胶基胶，加入3份铂络合物催化剂搅拌1小时得到B组分；
4)将A组分和B组分以1:1的质量比例混合，即得到200g所述硅橡胶底料。
然后用该实施例得到的硅橡胶底料制备发泡硅橡胶胸垫，如图1所示。
实施例2
本实施例与实施例1的制备步骤区别在于步骤4)，本实施例中步骤4)为将A组分和B组分以0.9：1的质量比例混合，即得到200g所述硅橡胶底料。然后用该实施例得到的硅橡胶底料制备发泡硅橡胶床垫，如图2所示。
实施例3
本实施例与实施例1的制备步骤区别在于步骤4)，本实施例中步骤4)为将A组分和B组分以1：0.9的质量比例混合，即得到200g所述硅橡胶底料。然后用该实施例得到的硅橡胶底料制备发泡硅橡胶鞋垫，如图3所示。
对比例1
本实施例与实施例1的制备步骤区别在于步骤4)，本实施例中步骤4)为将A组分和B组分以1：0的质量比例混合，即得到200g所述硅橡胶底料，然后用该对比例得到的硅橡胶底料制备发泡硅橡胶胸垫。
对比例2
本实施例与实施例1的制备步骤区别在于步骤4)，本实施例中步骤4)为将A组分和B组分以0：1的质量比例混合，即得到200g所述硅橡胶底料，然后用该对比例得到的硅橡胶底料制备发泡硅橡胶胸垫。
对比例3
本实施例与实施例1的制备步骤区别在于步骤4)，本实施例中步骤4)为将A组分和B组分以0.8：1的质量比例混合，即得到200g所述硅橡胶底料，然后用该对比例得到的硅橡胶底料制备发泡硅橡胶胸垫。
对比例4
本实施例与实施例1的制备步骤区别在于步骤4)，本实施例中步骤4)为将A组分和B组分以1：0.8的质量比例混合，即得到所述200g硅橡胶底料，然后用该对比例得到的硅橡胶底料制备发泡硅橡胶胸垫。
将实施例1和对比例1～4制备得到的发泡硅橡胶胸垫进行安全性测试和性能测试。
安全性测试
1)小鼠骨嗜多染红细胞微核试验
参考消毒技术规范对实施例1-3制备的发泡硅橡胶胸垫进行测定，结果见下表1。
表1
经统计学分析，试验组微核率与阴性对照组相比，差异无统计学意义(P>0.05)，阳性对照组微核率与阴性对照组相比，差异具有统计学意义(P<0.05)。显然，在本次试验条件下，受试物对小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验阴性，表面本发明实施例制备的产品不具备有遗传毒性。
2)皮肤变态反应试验
参考消毒技术规范对实施例1制备的发泡硅橡胶胸垫进行测定，各组均设置16只小鼠，结果见下表2。在本次试验条件下，实施例皮肤变态反应试验的结果为未见皮肤变态反应。
表2
3)一次阴道黏膜刺激试验
根据消毒技术规范，按阴道黏膜刺激反应评分标准对阴道黏膜的刺激反应进行评分。将试验组3只动物3个部位的刺激反应积分相加后，再除以观察总数(动物数X3)，得出试验组阴道黏膜刺激反应的平均积分，最大记分为16。对照组评分方法同上。将试验组平均积分减去对照组平均积分得出刺激指数后，按阴道黏膜刺激强度分级表进行分级，结果见下表3。在本实验条件下，实施例阴道黏膜刺激反应强度为极轻。
表3
4)急性眼刺激试验
参考消毒技术规范对实施例1制备的发泡硅橡胶胸垫进行测定，结果见下表4。在本次试验条件下，实施例1急性眼刺激试验结果为无刺激性。
表4
5)急性吸入毒性试验
参考消毒技术规范对实施例1制备的发泡硅橡胶胸垫进行测定，结果见下表5。在本次试验条件下，实施例1对SPF级KM小鼠急性吸入毒性结果为LC502h>10000mg/m，属于实际无毒。
表5
性能测试
耐黄变测试：于设置温度为200℃的紫外照射箱中放置2h老化后，观察黄变情况；
抗菌率测试参考消毒技术规范，测试结果如表6所示。
表6
对比例1和4相比于实施例1，虽然A组分添加量较大，即交联剂含氢硅油量较多，但是由于B组分添加量较小，即铂络合物催化剂的添加量变少，导致A组分和B组分混合过程中发生的硅氢化反应不完全，无法形成具有交联结构的硅橡胶层，导致纳米银离子粉分散不均匀，导致只能抑制部分硅橡胶的老化。
对比例2～3相比于实施例1，由于B组分添加量较大，即带颜色的铂络合物催化剂的添加量变大，导致黄变现象严重。虽然此黄变现象相对于实施例的黄变现象较轻，但是仍然不能满足高端客户对白色材料的要求。
同时，由于A组分中的交联剂含氢硅油和B组分中的铂络合物催化剂配比不在本发明范围内，导致A组分和B组分混合过程中发生的硅氢化反应不完全，从而使得纳米银离子粉无法良好的填充到硅橡胶层，导致对比例1～4的抗菌效果下降。
由表6的数据可知，本发明的产品易制备储存，制备的硅橡胶耐高温且性能稳定、耐黄变性能强，提高了其使用环境，并且相较于现有技术中通过含胍基抗菌聚合物来达到抗菌效果，通过使用改性纳米无机金属离子抗菌剂，有利于环保。
以上是对本发明所作的进一步详细说明，不可视为对本发明的具体实施的局限。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的简单推演或替换，都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.环保抗菌防臭的发泡硅橡胶产品，其特征在于，所述发泡硅橡胶产品由硅橡胶底料制备得到；
其中，硅橡胶底料包括A组分和B组分，A组分和B组分的质量比值为1：0.9～0.9：1；
按质量份数计算，所述A组分包括液态硅橡胶基胶100份，含氢硅油2～6份，抑制剂2～4份；
按质量份数计算，所述B组分包括液态硅橡胶基胶100份，铂络合物催化剂2～4份；按质量份数计算，A组分和B组分中液态硅橡胶基胶的质量份数组成为：100份聚乙烯硅氧烷，23～41份补强剂，10～25份改性剂，6～10份偶联剂，2～6份纳米银，10～20份扩链剂，18～25份发泡剂。
2.根据权利要求1所述的发泡硅橡胶产品，其特征在于，所述改性剂选自六甲基二硅氮烷、六甲基环三硅氮烷、六苯基环三硅氮烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的发泡硅橡胶产品，其特征在于，所述补强剂为气相法二氧化硅和乙烯基MQ硅树脂的混合物，其中，气相法二氧化硅和乙烯基MQ硅树脂的质量比值为1.5～2。
4.根据权利要求1所述的发泡硅橡胶产品，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的发泡硅橡胶产品，其特征在于，所述抑制剂为炔醇、多乙烯基聚硅氧烷、马来酸衍生物、含氮化合物，以及经硅烷或硅氧烷改性的炔属醇化合物中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的发泡硅橡胶产品，其特征在于，所述含氢硅油的含氢量为1.2％～1.6％。
7.根据权利要求1所述的发泡硅橡胶产品，其特征在于，所述铂络合物催化剂为氯铂酸四甲基二乙烯基二硅氧烷络合物。
8.根据权利要求1所述的发泡硅橡胶产品，其特征在于，所述硅橡胶底料的制备方法包括以下步骤：
1)将100份聚乙烯硅氧烷、23～41份补强剂、10～25份改性剂、6～10份偶联剂、2～6份纳米银、10～20份扩链剂、18～25份发泡剂混合搅拌3～4个小时真空加热，出料研磨，得到液态硅橡胶基胶；
2)取液态硅橡胶基胶100份，加入含氢硅油2～6份，抑制剂2～4份，搅拌1～1.5小时得到A组分；
3)取100份液态硅橡胶基胶，加入2～4份铂络合物催化剂搅拌1～1.5小时得到B组分；
4)将A组分和B组分以0.9～1.1的质量比例混合，即得到所述硅橡胶底料。
9.根据权利要求8所述的发泡硅橡胶产品，其特征在于，所述步骤1)的加热温度为130～160℃。
10.根据权利要求1所述的发泡硅橡胶产品，其特征在于，所述发泡硅橡胶产品为胸垫、鞋垫、枕头或床垫。
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