[发明专利]一种抗菌抑霉硅橡胶用纳米碳酸钙的工业化制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌抑霉硅橡胶用纳米碳酸钙的工业化制备方法，具体 地说，涉及一种复合包覆二氧化硅和氧化锌的抗菌抑霉硅橡胶用纳米活性碳 酸钙的工业化制备方法。

背景技术

在硅橡胶的加工过程中，通常加入抗菌剂来抑制细菌生长。硅橡胶常用 的抗菌剂有卤代乙内酰尿、有机硅季铵盐，无机抗菌剂有二氧化硅为载体吸 附的银、铜、氧化锌等化合物。有机抗菌剂的耐候性差，而影响其使用性能。 一般抗菌剂的价格昂贵，都是微量加入。由于抗菌剂加入量少，在加工过程 中很难将抗菌剂与硅橡胶混合均匀，所以制成的产品一旦遇到长期潮湿，仍 有霉斑产生，不但影响产品的美观，而且也达不到洁净卫生的要求。尤其是 硅橡胶的填料由碳酸钙替代白炭黑后，则情况更为严重。因此在硅橡胶中， 用纳米碳酸钙替代价格昂贵的白炭黑的同时，对纳米碳酸钙的理化性能提出 了更高的要求，不但要求粒径小，表面活性好，在硅橡胶中有良好的触变性 和分散稳定性，还要有一定的抗菌抑霉功能。纳米氧化锌具有较好的抗菌抑 霉作用，也有在硅橡胶的制备过程中加入纳米氧化锌。本发明产品是在纳米 碳酸钙的表面均匀包覆一层具有耐候性的二氧化硅和抗菌抑霉功能的纳米氧 化锌。用本发明产品作为硅橡胶的功能填料，具有良好触变性的同时，兼有 抗菌抑霉及耐候性的功能。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种抗菌抑霉硅橡胶用纳米碳酸钙 的工业化制备方法，以克服现有硅橡胶生产过程中，采用纳米活性碳酸钙粉 体填料必须外添加抗菌抑霉剂，不但抗菌抑霉效果差，而且生产工艺复杂， 对操作带来不便等问题。本发明产品是硅橡胶用的功能性填料，具有良好触 变性的同时，兼有抗菌抑霉及耐候性等功能。

本发明的原理：在已碳化至pH为7的纳米碳酸钙悬浮液浆料中，加入 硅酸盐，混合搅拌均匀后，再继续加入锌盐混合均匀，然后升至一定温度。 在升温过程中，双组份硅酸盐和锌盐分步水解，硅酸盐水解产生的氢氧根与 锌盐水解产生的氢离子中和，同时在混合浆料中通入窑气，使硅酸盐在二氧 化碳气体的作用下，加速水解。水解析出的硅溶胶与氢氧化锌均匀地吸附于 纳米碳酸钙的表面，形成核壳型结构的二氧化硅和氧化锌复合包覆于纳米碳 酸钙的表面。最后对该浆料进行有机酸活化处理，过滤、干燥即得本发明产 品。本发明产品在硅橡胶中，既有耐候性的二氧化硅和抗菌抑霉作用的氧化 锌双重功能，同时在硅橡胶的生产过程中兼有的良好触变性及加工性能。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种抗菌抑霉硅橡胶用纳米碳酸钙的工业化制备方法，其特征在于，依 次包括如下步骤：

(1)将新合成的纳米碳酸钙浆料，在搅拌下加入硅酸盐溶液，混合 均匀；再加入锌盐溶液后搅拌混合均匀；

所述纳米碳酸钙悬浮液浆料重量浓度为5—18％，采用立方形、粒径分布 为30—110纳米的纳米碳酸钙，按中国专利授权公告号CN1211286C的方法制 备而成；

所述硅酸盐，可以是硅酸钠、硅酸钾或水玻璃中的一种或一种以上的 混合物；加入硅酸盐的量以水解后的二氧化硅量计，是纳米碳酸钙重量 的2—15％；

所述锌盐，可以是氯化锌、硫酸锌、硝酸锌中一种或一种以上的混 合物；加入锌盐的量以氧化锌量计，是纳米碳酸钙重量的1—5％；

(2)将已加入硅酸盐和锌盐的纳米碳酸钙浆料搅拌均匀，并缓慢加 温，加温速率控制在0.2—0.6℃/min，加热至60℃，最佳加温时间控制 在2小时左右；

当反应液升温至60℃，再继续恒温搅拌1小时；

根据在纳米碳酸钙浆料中加入硅酸盐与锌盐量的比，一般情况混合 浆料偏碱性时，则继续通入窑气，使反应液的PH值在7左右，硅酸盐在 窑气中二氧化碳的作用下，加速水解；

所述窑气为含20—30％(体积比)二氧化碳的气体；

(3)将复合包覆二氧化硅和氢氧化锌的碳酸钙浆料，进行硬脂酸活 化处理，即将纳米碳酸钙浆料升温至80℃，然后加入经皂化的硬脂酸乳 液，在搅拌下进行恒温包覆处理；

所述纳米碳酸钙的活化处理，是按中国专利授权公告号CN1211286C的 方法进行；所述硬脂酸的包覆量是纳米碳酸钙重量的2.5—3.2％；包覆处 理的时间为1—2.5小时，一般以2小时为最佳；