CN118165385B - 一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，涉及麻醉储气囊技术领域。所述聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊包括以下重量份数的原料：聚异戊二烯胶乳：100份、稳定剂：1‑2份、乙烯基磺酸钠水溶液：1‑2份、纳米二氧化硅悬浮分散液：3‑6份、改性防老剂：1‑2份、导电石墨：0.8‑1.5份、硫化包：3‑6份；所述改性防老剂通过苯基缩水甘油醚对防老剂N‑环己基‑N'‑苯基对苯二胺改性制备。本发明提供的聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，具有优异的机械性能、导电性能和抗老化性能，可以替代天然胶乳类抗静电麻醉储气囊。
Description
技术领域
本发明涉及麻醉储气囊技术领域，具体涉及一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊。
背景技术
麻醉储气囊由气囊和连接件组成，用于麻醉机呼吸系统中储存气体的部件，用于调节供气量，常用的麻醉气囊一般为中间大两头小的纺锤形，一端有囊尾，另一端是开口的，与标准接口相连，麻醉储气囊按照导电性能分为非抗静电麻醉储气囊和抗静电（导电）麻醉储气囊。麻醉储气囊的国际标准为ISO5362-2006，已经有对应的国家标准YY/T0978-2016，标准不仅仅要求产品的各项物理指标符合要求，对囊体的抗扩张压力、囊体的泄漏以及容量都有明确的要求。
公开号为CN117362775 A的中国发明专利申请公开了一种抗静电防老化麻醉储气囊，其制备的麻醉储气囊具有优异的机械性能和抗静电性能，但是由于该储气囊采用天然橡胶进行制备，天然橡胶中含有的蛋白质容易出现接触过敏的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，包括以下重量份数的原料：
聚异戊二烯胶乳：100份；
稳定剂：1-2份；
乙烯基磺酸钠水溶液：1-2份；
纳米二氧化硅悬浮分散液：3-6份；
改性防老剂：1-2份；
导电石墨：0.8-1.5份；
硫化包：3-6份；
其中：所述硫化包包括以下重量份数的原料：硫磺：5-10份；氧化锌：4-8份；促进剂：3-8份；抗氧剂264：6-10份；平平加O-20：4-8份；
所述改性防老剂通过苯基缩水甘油醚对防老剂N-环己基-N'-苯基对苯二胺改性制备。
所述改性防老剂通过以下方法制备：
将N-环己基-N'-苯基对苯二胺、苯基缩水甘油醚、水杨酸依次加入反应瓶中，搅拌、氮气保护，升温至150-160℃反应24-30h，冷却至室温，加入二氯甲烷搅拌混均，然后分别用碳酸氢钠水溶液、去离子水洗涤分液，70-80℃真空干燥，即得。
所述N-环己基-N'-苯基对苯二胺、苯基缩水甘油醚、水杨酸的投料摩尔比为1:(1-1.2):(0.1-0.15)。
所述稳定剂为5-10wt%的氢氧化钾水溶液。
所述促进剂为促进剂ZDC、促进剂BZ中的一种。
所述乙烯基磺酸钠水溶液的质量浓度为20-25wt%。
所述硫磺、氧化锌、促进剂、抗氧剂264、导电石墨均采用总固体含量为50wt%的水分散体；所述水分散体均采用纳米磨料机研磨到分散体D90不大于3微米，研磨的水分散体中添加0.2-0.8wt%的亚甲基二萘磺酸二钠作表面活性剂。
由于采用以上技术方案，本发明的有益效果包括：
（1）本发明采用苯基缩水甘油醚对防老剂N-环己基-N'-苯基对苯二胺进行改性，改性后的防老剂添加到聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊中后，提升了聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊的抗老化性能。
（2）本发明提供的聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，物理性能满足YY/T0978-2016标准的要求，产品导电性满足GB9706.1-2007中39.3b的要求，产品电阻值小于1MΩ，抗老化性能优异，可以替代天然胶乳类抗静电麻醉储气囊。
具体实施方式
下面结合实施例作进一步说明，但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
改性防老剂的制备：
将1molN-环己基-N'-苯基对苯二胺、1mol苯基缩水甘油醚、0.15mol水杨酸依次加入反应瓶中，搅拌、氮气保护，升温至160℃反应24h，冷却至室温，加入250g二氯甲烷搅拌混均，然后用5wt%碳酸氢钠水溶液洗涤分液3次（每次使用120g碳酸氢钠水溶液）、去离子水洗涤分液3次（每次使用100g去离子水），70℃真空干燥10h，即得改性防老剂，其改性的反应方程式示意以下：
实施例2
改性防老剂的制备：
将1molN-环己基-N'-苯基对苯二胺、1.1mol苯基缩水甘油醚、0.12mol水杨酸依次加入反应瓶中，搅拌、氮气保护，升温至155℃反应28h，冷却至室温，加入250g二氯甲烷搅拌混均，然后用5wt%碳酸氢钠水溶液洗涤分液3次（每次使用120g碳酸氢钠水溶液）、去离子水洗涤分液3次（每次使用100g去离子水），75℃真空干燥8h，即得改性防老剂。
实施例3
改性防老剂的制备：
将1molN-环己基-N'-苯基对苯二胺、1.2mol苯基缩水甘油醚、0.1mol水杨酸依次加入反应瓶中，搅拌、氮气保护，升温至160℃反应24h，冷却至室温，加入250g二氯甲烷搅拌混均，然后用5wt%碳酸氢钠水溶液洗涤分液3次（每次使用120g碳酸氢钠水溶液）、去离子水洗涤分液3次（每次使用100g去离子水），80℃真空干燥7h，即得改性防老剂。
实施例4
一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，由以下重量份数的原料组成：
聚异戊二烯胶乳：100份、稳定剂（10wt%的氢氧化钾水溶液）：1份、乙烯基磺酸钠水溶液（25wt%）：1份、纳米二氧化硅悬浮分散液：3份、改性防老剂（实施例1制备）：1份、导电石墨：0.8份、硫化包：3份。
其中：硫化包包括以下重量份数的原料：硫磺：5份、氧化锌：4份、促进剂（促进剂ZDC）：3-8份、抗氧剂264：6份、平平加O-20：4份，硫化包制备时只需要将各原料常温搅拌混均即可。
上述原料中，硫磺、氧化锌、促进剂、抗氧剂264、导电石墨均采用总固体含量为50wt%的水分散体；水分散体均采用纳米磨料机研磨到分散体D90不大于3微米，研磨的水分散体中添加0.2wt%的亚甲基二萘磺酸二钠作表面活性剂。
实施例5
一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，由以下重量份数的原料组成：
聚异戊二烯胶乳：100份、稳定剂（8wt%的氢氧化钾水溶液）：1.5份、乙烯基磺酸钠水溶液（25wt%）：1.5份、纳米二氧化硅悬浮分散液：4.5份、改性防老剂（实施例2制备）：1.5份、导电石墨：1.2份、硫化包：4.5份。
其中：硫化包包括以下重量份数的原料：硫磺：8份、氧化锌：6份、促进剂（促进剂BZ）：6份、抗氧剂264：8份、平平加O-20：6份，硫化包制备时只需要将各原料常温搅拌混均即可。
上述原料中，硫磺、氧化锌、促进剂、抗氧剂264、导电石墨均采用总固体含量为50wt%的水分散体；水分散体均采用纳米磨料机研磨到分散体D90不大于3微米，研磨的水分散体中添加0.6wt%的亚甲基二萘磺酸二钠作表面活性剂。
实施例6
一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，由以下重量份数的原料组成：
聚异戊二烯胶乳：100份、稳定剂（5wt%的氢氧化钾水溶液）：2份、乙烯基磺酸钠水溶液（20wt%）：2份、纳米二氧化硅悬浮分散液：6份、改性防老剂（实施例3制备）：2份、导电石墨：1.5份、硫化包：6份。
其中：硫化包包括以下重量份数的原料：硫磺：10份、氧化锌：8份、促进剂（促进剂ZDC）：8份、抗氧剂264：10份、平平加O-20：8份，硫化包制备时只需要将各原料常温搅拌混均即可。
上述原料中，硫磺、氧化锌、促进剂、抗氧剂264、导电石墨均采用总固体含量为50wt%的水分散体；水分散体均采用纳米磨料机研磨到分散体D90不大于3微米，研磨的水分散体中添加0.8wt%的亚甲基二萘磺酸二钠作表面活性剂。
对比例1
麻醉储气囊的原料组份及配比与实施例5基本相同，其不同之处在于，将改性防老剂（实施例2制备）替换为等质量的未改性的N-环己基-N'-苯基对苯二胺防老剂（防老剂CPPD）。
对比例2
麻醉储气囊的原料组份及配比与实施例5基本相同，其不同之处在于，将改性防老剂（实施例2制备）替换为等质量的如下步骤制备的改性防老剂，
将1molN-环己基-N'-苯基对苯二胺、1.1mol苄基缩水甘油醚、0.12mol水杨酸依次加入反应瓶中，搅拌、氮气保护，升温至155℃反应28h，冷却至室温，加入250g二氯甲烷搅拌混均，然后用5wt%碳酸氢钠水溶液洗涤分液3次（每次使用120g碳酸氢钠水溶液）、去离子水洗涤分液3次（每次使用100g去离子水），75℃真空干燥8h，即得改性防老剂。
对比例3
麻醉储气囊的原料组份及配比与实施例5基本相同，其不同之处在于，将改性防老剂（实施例2制备）替换为等质量的如下步骤制备的改性防老剂，
将2molN-环己基-N'-苯基对苯二胺、1.1mol2,2-双-(4-甘胺氧苯)丙烷、0.12mol水杨酸依次加入反应瓶中，搅拌、氮气保护，升温至155℃反应28h，冷却至室温，加入300g二氯甲烷搅拌混均，然后用5wt%碳酸氢钠水溶液洗涤分液3次（每次使用200g碳酸氢钠水溶液）、去离子水洗涤分液3次（每次使用150g去离子水），75℃真空干燥8h，即得改性防老剂。
对比例4
麻醉储气囊的原料组份及配比与实施例5基本相同，其不同之处在于，将改性防老剂（实施例2制备）替换为等质量的如下步骤制备的改性防老剂，
将1molN-异丙基-N'-苯基对苯二胺、1.1mol苯基缩水甘油醚、0.12mol水杨酸依次加入反应瓶中，搅拌、氮气保护，升温至155℃反应28h，冷却至室温，加入250g二氯甲烷搅拌混均，然后用5wt%碳酸氢钠水溶液洗涤分液3次（每次使用120g碳酸氢钠水溶液）、去离子水洗涤分液3次（每次使用100g去离子水），75℃真空干燥8h，即得改性防老剂。
对比例5
麻醉储气囊的原料组份及配比与实施例5基本相同，其不同之处在于，将改性防老剂（实施例2制备）替换为等质量的如下步骤制备的改性防老剂，
将1mol防老剂4020、1.1mol苯基缩水甘油醚、0.12mol水杨酸依次加入反应瓶中，搅拌、氮气保护，升温至155℃反应28h，冷却至室温，加入250g二氯甲烷搅拌混均，然后用5wt%碳酸氢钠水溶液洗涤分液3次（每次使用120g碳酸氢钠水溶液）、去离子水洗涤分液3次（每次使用100g去离子水），75℃真空干燥8h，即得改性防老剂。
对比例6
麻醉储气囊的原料组份及配比与实施例5基本相同，其不同之处在于，将改性防老剂（实施例2制备）替换为等质量的公开号为CN117362775 A的中国发明专利实施例1制备的三元共聚物防老剂。
实施例4-6、对比例1-6的麻醉储气囊通过以下工艺制备：
S1：将聚异戊二烯胶乳、稳定剂、乙烯基磺酸钠水溶液、纳米二氧化硅悬浮分散液、防老剂、导电石墨、硫化包搅拌混均，45℃保温搅拌，预硫化1.5h，然后常温静止48h，得到熟化的聚异戊二烯胶乳；
S2：清洗模具，80℃下烘干，烘干时间为5分钟；
S3：浸凝固剂（20wt%的硝酸钙水溶液），90℃下烘干凝固剂，烘干时间为5分钟；
S4：浸熟化的聚异戊二烯胶乳，80℃下烘干胶乳，烘干时间为5分钟；
S5：60±5℃下沥滤，卷边处理；
S6：对卷边后的乳胶进行干燥硫化处理，110℃下干燥硫化25min；
S7：脱模，60℃热水进行洗涤，沥滤和后处理得到气囊。
本申请实施例和对比例使用的原料：纳米二氧化硅悬浮分散液为杭州吉康新材料有限公司生产的SS-S10WJ型，二氧化硅粒径为8-15nm，浓度为30wt%；聚异戊二烯胶乳为濮阳林氏化学新材料股份有限公司生产的IR-550聚异戊二烯胶乳，固含量为50wt%；硫磺为青岛鲁川化工有限公司生产的S-80型专用硫磺粉，目数：400目；导电石墨为青岛东凯石墨有限公司生产的1000目石墨粉。
将本申请实施例4-6、对比例1-6的麻醉储气囊依据YY/T0978-2016、ASTM D412-16(2021)进行性能试验，依据GB9706.1-2007中39.3b要求进行电阻测试，试验结果如表1所示。
老化试验：将本申请实施例4-6、对比例1-6的麻醉储气囊置于热空气老化箱中于100℃下老化5天后，再进行相关的性能测试，测试结果如表1所示。
表1
通过表1实施例4、5、6可以看出，本发明的麻醉储气囊具有优异的机械性能（试片拉伸强度、试片断裂伸长率）、抗静电性能和防老化性能。
对比例1为不同于实施例5的对比例，其不同之处是将改性防老剂（实施例2制备）替换为未改性的N-环己基-N'-苯基对苯二胺防老剂，通过表1的数据可以看出，采用未改性的防老剂制备麻醉储气囊防老化性能较差。
对比例2、对比例3分别为采用苄基缩水甘油醚、2,2-双-(4-甘胺氧苯)丙烷改性的N-环己基-N'-苯基对苯二胺防老剂制备的储气囊，通过表1的数据可以看出，其老化后的试片拉伸强度分别为14.1、13.9MPa，试片断裂伸长率分别为418、405%，其抗老化能力相比实施例4-6较差。
对比例4、对比例5、对比例6分别为采用苯基缩水甘油醚改性N-异丙基-N'-苯基对苯二胺、苯基缩水甘油醚改性防老剂4020和公开号为CN117362775 A的中国发明专利实施例1的三元共聚物防老剂制备的储气囊，通过表1的数据可以看出，对比例4-6的储气囊老化后试片拉伸强度低于14MPa，试片断裂伸长率低于410%，其抗老化性能明显不如实施例4-6的麻醉储气囊。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明；但对于本领域的普通技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
聚异戊二烯胶乳：100份；
稳定剂：1-2份；
乙烯基磺酸钠水溶液：1-2份；
纳米二氧化硅悬浮分散液：3-6份；
改性防老剂：1-2份；
导电石墨：0.8-1.5份；
硫化包：3-6份；
其中：所述硫化包包括以下重量份数的原料：硫磺：5-10份；氧化锌：4-8份；促进剂：3-8份；抗氧剂264：6-10份；平平加O-20：4-8份；
所述改性防老剂通过苯基缩水甘油醚对防老剂N-环己基-N'-苯基对苯二胺改性制备；
所述改性防老剂通过以下方法制备：
将N-环己基-N'-苯基对苯二胺、苯基缩水甘油醚、水杨酸依次加入反应瓶中，搅拌、氮气保护，升温至150-160℃反应24-30h，冷却至室温，加入二氯甲烷搅拌混均，然后分别用碳酸氢钠水溶液、去离子水洗涤分液，70-80℃真空干燥，即得；
所述N-环己基-N'-苯基对苯二胺、苯基缩水甘油醚、水杨酸的投料摩尔比为1:(1-1.2):(0.1-0.15)。
2.根据权利要求1所述的一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，其特征在于，所述稳定剂为5-10wt%的氢氧化钾水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，其特征在于，所述促进剂为促进剂ZDC、促进剂BZ中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，其特征在于，所述乙烯基磺酸钠水溶液的质量浓度为20-25wt%。
5.根据权利要求1所述的一种聚异戊二烯橡胶麻醉储气囊，其特征在于，所述硫磺、氧化锌、促进剂、抗氧剂264、导电石墨均采用总固体含量为50wt%的水分散体；所述水分散体均采用纳米磨料机研磨到分散体D90不大于3微米，研磨的水分散体中添加0.2-0.8wt%的亚甲基二萘磺酸二钠作表面活性剂。
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