CN105367958A - 一种抗菌性改性氟橡胶复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌性改性氟橡胶复合材料，其原料包括：氟橡胶、聚已内酯、尼龙、三元乙丙橡胶、液体丁腈橡胶、乙烯-辛烯共聚物、气相白炭黑、高岭土、改性纳米银、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化二苯甲酰、三烯丙基氰脲酸酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、促进剂、防老剂、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵。本发明提出的抗菌性改性氟橡胶复合材料，其抗菌性能好，耐热性和耐老化性能优异，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及氟橡胶技术领域，尤其涉及一种抗菌性改性氟橡胶复合材料。
背景技术
氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体，其具有优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性能，目前已被广泛应用于汽车、机械、航空、航天、化工等领域。随着社会的发展，对橡胶制品的性能提出了更高的要求，传统的氟橡胶材料已不能完全满足迅速发展的使用要求，例如其抗菌性能不是很理想等，需要对氟橡胶材料进行改性。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗菌性改性氟橡胶复合材料，其抗菌性能好，耐热性和耐老化性能优异，使用寿命长。
本发明提出的一种抗菌性改性氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯20-35份、尼龙5-10份、三元乙丙橡胶10-20份、液体丁腈橡胶3-8份、乙烯-辛烯共聚物5-12份、气相白炭黑2-10份、高岭土3-10份、改性纳米银5-20份、纳米氧化锌2-5份、纳米二氧化钛5-13份、过氧化苯甲酸特丁酯0.5-2份、过氧化二苯甲酰0.1-0.6份、三烯丙基氰脲酸酯0.1-0.5份、环氧蚕蛹油酸丁酯3-8份、促进剂0.2-0.8份、防老剂2-3.5份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷2-5份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1-3份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵0.5-1.5份。
优选地，其原料中，过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化二苯甲酰、三烯丙基氰脲酸酯的重量比为1.1-1.8：0.25-0.5：0.25-0.4。
优选地，其原料中，N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的重量比为3.2-4.6：1.5-2.7：0.9-1.3。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯28-32份、尼龙6.5-7.2份、三元乙丙橡胶13-17份、液体丁腈橡胶5-6份、乙烯-辛烯共聚物8-10份、气相白炭黑5.5-6.2份、高岭土5.8-6.5份、改性纳米银15-18份、纳米氧化锌3.2-4份、纳米二氧化钛8-10份、过氧化苯甲酸特丁酯1.3-1.5份、过氧化二苯甲酰0.3-0.4份、三烯丙基氰脲酸酯0.35-0.4份、环氧蚕蛹油酸丁酯4.5-5.3份、促进剂0.4-0.6份、防老剂2.8-3.2份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3.5-4份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷2.2-2.5份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1-1.2份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯30份、尼龙7份、三元乙丙橡胶14份、液体丁腈橡胶5.3份、乙烯-辛烯共聚物8.5份、气相白炭黑6份、高岭土6份、改性纳米银17份、纳米氧化锌3.5份、纳米二氧化钛8.8份、过氧化苯甲酸特丁酯1.4份、过氧化二苯甲酰0.35份、三烯丙基氰脲酸酯0.38份、环氧蚕蛹油酸丁酯5份、促进剂0.5份、防老剂3份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3.8份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷2.4份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1.1份。
优选地，所述改性纳米银按照以下工艺进行制备：按重量份将2-10份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷分散在30-50份水中，然后加入10-30份苯乙烯，在氮气保护下升温至60-65℃，然后加入1-2份过硫酸铵，搅拌反应3-6h得到物料A；按重量份将15-30份物料A搅拌30-50min，然后加入0.2-1份(3-巯丙基)-三甲氧基硅烷，搅拌反应5-10h，然后经离心、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将0.5-1份物料B加入100-200份水中，然后加入100-200份浓度为0.03-0.05mol/L的银氨溶液，避光条件下搅拌5-10h，然后加入100-200份无水乙醇，在室温下搅拌35-60min，然后加入35-40份浓度为0.01-0.02mol/L的氢氧化钠溶液，在避光条件下搅拌12-15h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米银。
优选地，所述改性纳米银按照以下工艺进行制备：按重量份将8份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷分散在40份水中，然后加入20份苯乙烯，在氮气保护下升温至65℃，然后加入1.3份过硫酸铵，搅拌反应5h得到物料A；按重量份将25份物料A搅拌40min，然后加入0.6份(3-巯丙基)-三甲氧基硅烷，搅拌反应8h，然后经离心、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将0.7份物料B加入150份水中，然后加入150份浓度为0.04mol/L的银氨溶液，避光条件下搅拌8.5h，然后加入150份无水乙醇，在室温下搅拌50min，然后加入38份浓度为0.015mol/L的氢氧化钠溶液，在避光条件下搅拌14h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米银；在改性纳米银的制备过程中，首先选择了3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与苯乙烯进行反应，在过硫酸铵的引发下，使两者发生聚合得到了两者的聚合物，加入(3-巯丙基)-三甲氧基硅烷后，在聚合物中引入了巯基，然后以巯基修饰的聚合物为载体，乙醇为还原剂，在氢氧化钠的碱性条件下原位还原得到了纳米银，通过巯基的调控作用，纳米银在体系中尺寸均一且比表面积大，加入复合材料中后，分散均匀，与纳米氧化锌、纳米二氧化钛配合提高了复合材料的抗菌性，同时由于改性纳米银中引入了3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷与苯乙烯，提高了复合材料的耐热性和耐老化性。
优选地，所述促进剂为促进剂MB、促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂D中的一种或者多种的混合物。
优选地，所述防老剂为防老剂MB、防老剂4020、防老剂4010NA、防老剂MC中的一种或者多种的混合物。
本发明中，选择了氟橡胶作为主料，并配合添加了聚已内酯、尼龙、三元乙丙橡胶、液体丁腈橡胶和乙烯-辛烯共聚物对其进行了改性，通过调节各物料的含量，使其在体系中共混性好，改善了复合材料的加工性能、冲击性能的同时提高了复合材料的耐低温性和耐热性；改性纳米银、纳米氧化锌、纳米二氧化钛加入体系中具有协同作用，赋予复合材料优异的抗菌性，同时与气相白炭黑、高岭土配合后提高了复合材料的强度和韧性，并改善了复合材料的耐老化性；N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷加入体系中，提高了体系中各物料的相容性，与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵配合后，具有杀菌的作用，进一步改善改性纳米银、纳米氧化锌、纳米二氧化钛的抗菌性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种抗菌性改性氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯35份、尼龙5份、三元乙丙橡胶20份、液体丁腈橡胶3份、乙烯-辛烯共聚物12份、气相白炭黑2份、高岭土10份、改性纳米银5份、纳米氧化锌5份、纳米二氧化钛5份、过氧化苯甲酸特丁酯2份、过氧化二苯甲酰0.1份、三烯丙基氰脲酸酯0.5份、环氧蚕蛹油酸丁酯8份、促进剂0.2份、防老剂3.5份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷2份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷3份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵0.5份。
实施例2
本发明提出的一种抗菌性改性氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯20份、尼龙10份、三元乙丙橡胶10份、液体丁腈橡胶8份、乙烯-辛烯共聚物5份、气相白炭黑10份、高岭土3份、改性纳米银20份、纳米氧化锌2份、纳米二氧化钛13份、过氧化苯甲酸特丁酯0.5份、过氧化二苯甲酰0.6份、三烯丙基氰脲酸酯0.1份、环氧蚕蛹油酸丁酯3份、促进剂TMTD0.8份、防老剂2份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷5份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1.5份。
实施例3
本发明提出的一种抗菌性改性氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯28份、尼龙7.2份、三元乙丙橡胶13份、液体丁腈橡胶6份、乙烯-辛烯共聚物8份、气相白炭黑6.2份、高岭土5.8份、改性纳米银18份、纳米氧化锌3.2份、纳米二氧化钛10份、过氧化苯甲酸特丁酯1.3份、过氧化二苯甲酰0.4份、三烯丙基氰脲酸酯0.35份、环氧蚕蛹油酸丁酯5.3份、促进剂MB0.05份、促进剂CZ0.1份、促进剂TMTD0.1份、促进剂D0.15份、防老剂MB3.2份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3.5份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷2.5份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1份；
其中，所述改性纳米银按照以下工艺进行制备：按重量份将2份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷分散在50份水中，然后加入10份苯乙烯，在氮气保护下升温至65℃，然后加入1份过硫酸铵，搅拌反应6h得到物料A；按重量份将15份物料A搅拌50min，然后加入0.2份(3-巯丙基)-三甲氧基硅烷，搅拌反应10h，然后经离心、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将0.5份物料B加入200份水中，然后加入100份浓度为0.05mol/L的银氨溶液，避光条件下搅拌5h，然后加入200份无水乙醇，在室温下搅拌35min，然后加入40份浓度为0.01mol/L的氢氧化钠溶液，在避光条件下搅拌12h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米银。
实施例4
本发明提出的一种抗菌性改性氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯32份、尼龙6.5份、三元乙丙橡胶17份、液体丁腈橡胶5份、乙烯-辛烯共聚物10份、气相白炭黑5.5份、高岭土6.5份、改性纳米银15份、纳米氧化锌4份、纳米二氧化钛8份、过氧化苯甲酸特丁酯1.5份、过氧化二苯甲酰0.3份、三烯丙基氰脲酸酯0.4份、环氧蚕蛹油酸丁酯4.5份、促进剂CZ0.1份、促进剂TMTD0.2份、促进剂D0.3份、防老剂40201份、防老剂4010NA1.8份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷4份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷2.2份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1.2份；
其中，所述改性纳米银按照以下工艺进行制备：按重量份将10份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷分散在30份水中，然后加入30份苯乙烯,在氮气保护下升温至60℃，然后加入2份过硫酸铵，搅拌反应3h得到物料A；按重量份将30份物料A搅拌30min，然后加入1份(3-巯丙基)-三甲氧基硅烷，搅拌反应5h，然后经离心、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将1份物料B加入100份水中，然后加入200份浓度为0.03mol/L的银氨溶液，避光条件下搅拌10h，然后加入100份无水乙醇，在室温下搅拌60min，然后加入35份浓度为0.02mol/L的氢氧化钠溶液，在避光条件下搅拌15h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米银。
实施例5
本发明提出的一种抗菌性改性氟橡胶复合材料，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯30份、尼龙7份、三元乙丙橡胶14份、液体丁腈橡胶5.3份、乙烯-辛烯共聚物8.5份、气相白炭黑6份、高岭土6份、改性纳米银17份、纳米氧化锌3.5份、纳米二氧化钛8.8份、过氧化苯甲酸特丁酯1.4份、过氧化二苯甲酰0.35份、三烯丙基氰脲酸酯0.38份、环氧蚕蛹油酸丁酯5份、促进剂MB0.5份、防老剂MB0.5份、防老剂40201份、防老剂4010NA0.5份、防老剂MC1份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3.8份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷2.4份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1.1份；
其中，所述改性纳米银按照以下工艺进行制备：按重量份将8份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷分散在40份水中，然后加入20份苯乙烯,在氮气保护下升温至65℃，然后加入1.3份过硫酸铵，搅拌反应5h得到物料A；按重量份将25份物料A搅拌40min，然后加入0.6份(3-巯丙基)-三甲氧基硅烷，搅拌反应8h，然后经离心、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将0.7份物料B加入150份水中，然后加入150份浓度为0.04mol/L的银氨溶液，避光条件下搅拌8.5h，然后加入150份无水乙醇，在室温下搅拌50min，然后加入38份浓度为0.015mol/L的氢氧化钠溶液，在避光条件下搅拌14h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米银。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种抗菌性改性氟橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯20-35份、尼龙5-10份、三元乙丙橡胶10-20份、液体丁腈橡胶3-8份、乙烯-辛烯共聚物5-12份、气相白炭黑2-10份、高岭土3-10份、改性纳米银5-20份、纳米氧化锌2-5份、纳米二氧化钛5-13份、过氧化苯甲酸特丁酯0.5-2份、过氧化二苯甲酰0.1-0.6份、三烯丙基氰脲酸酯0.1-0.5份、环氧蚕蛹油酸丁酯3-8份、促进剂0.2-0.8份、防老剂2-3.5份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷2-5份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷1-3份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述抗菌性改性氟橡胶复合材料，其特征在于，其原料中，过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化二苯甲酰、三烯丙基氰脲酸酯的重量比为1.1-1.8：0.25-0.5：0.25-0.4。
3.根据权利要求1或2所述抗菌性改性氟橡胶复合材料，其特征在于，其原料中，N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的重量比为3.2-4.6：1.5-2.7：0.9-1.3。
4.根据权利要求1-3中任一项所述抗菌性改性氟橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯28-32份、尼龙6.5-7.2份、三元乙丙橡胶13-17份、液体丁腈橡胶5-6份、乙烯-辛烯共聚物8-10份、气相白炭黑5.5-6.2份、高岭土5.8-6.5份、改性纳米银15-18份、纳米氧化锌3.2-4份、纳米二氧化钛8-10份、过氧化苯甲酸特丁酯1.3-1.5份、过氧化二苯甲酰0.3-0.4份、三烯丙基氰脲酸酯0.35-0.4份、环氧蚕蛹油酸丁酯4.5-5.3份、促进剂0.4-0.6份、防老剂2.8-3.2份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3.5-4份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷2.2-2.5份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1-1.2份。
5.根据权利要求1-4中任一项所述抗菌性改性氟橡胶复合材料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：氟橡胶100份、聚已内酯30份、尼龙7份、三元乙丙橡胶14份、液体丁腈橡胶5.3份、乙烯-辛烯共聚物8.5份、气相白炭黑6份、高岭土6份、改性纳米银17份、纳米氧化锌3.5份、纳米二氧化钛8.8份、过氧化苯甲酸特丁酯1.4份、过氧化二苯甲酰0.35份、三烯丙基氰脲酸酯0.38份、环氧蚕蛹油酸丁酯5份、促进剂0.5份、防老剂3份、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3.8份、α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷2.4份、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵1.1份。
6.根据权利要求1-5中任一项所述抗菌性改性氟橡胶复合材料，其特征在于，所述改性纳米银按照以下工艺进行制备：按重量份将2-10份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷分散在30-50份水中，然后加入10-30份苯乙烯，在氮气保护下升温至60-65℃，然后加入1-2份过硫酸铵，搅拌反应3-6h得到物料A；按重量份将15-30份物料A搅拌30-50min，然后加入0.2-1份(3-巯丙基)-三甲氧基硅烷，搅拌反应5-10h，然后经离心、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将0.5-1份物料B加入100-200份水中，然后加入100-200份浓度为0.03-0.05mol/L的银氨溶液，避光条件下搅拌5-10h，然后加入100-200份无水乙醇，在室温下搅拌35-60min，然后加入35-40份浓度为0.01-0.02mol/L的氢氧化钠溶液，在避光条件下搅拌12-15h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米银。
7.根据权利要求1-6中任一项所述抗菌性改性氟橡胶复合材料，其特征在于，所述改性纳米银按照以下工艺进行制备：按重量份将8份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷分散在40份水中，然后加入20份苯乙烯，在氮气保护下升温至65℃，然后加入1.3份过硫酸铵，搅拌反应5h得到物料A；按重量份将25份物料A搅拌40min，然后加入0.6份(3-巯丙基)-三甲氧基硅烷，搅拌反应8h，然后经离心、洗涤、干燥得到物料B；按重量份将0.7份物料B加入150份水中，然后加入150份浓度为0.04mol/L的银氨溶液，避光条件下搅拌8.5h，然后加入150份无水乙醇，在室温下搅拌50min，然后加入38份浓度为0.015mol/L的氢氧化钠溶液，在避光条件下搅拌14h，搅拌结束后经离心、洗涤、干燥得到所述改性纳米银。
8.根据权利要求1-7中任一项所述抗菌性改性氟橡胶复合材料，其特征在于，所述促进剂为促进剂MB、促进剂CZ、促进剂TMTD、促进剂D中的一种或者多种的混合物。
9.根据权利要求1-8中任一项所述抗菌性改性氟橡胶复合材料，其特征在于，所述防老剂为防老剂MB、防老剂4020、防老剂4010NA、防老剂MC中的一种或者多种的混合物。
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