[发明专利]一种纳米氧化锌/天然橡胶抗菌复合材料的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及天然橡胶复合材料的制备方法，特别涉及纳米氧化锌/天然橡胶 抗菌复合材料的制备方法。

【背景技术】

氧化锌作为传统的无机抗菌材料之一，与细菌接触时，锌离子缓慢释放出来， 由于锌离子具氧化还原性，并能与有机物(硫代基、羧基、羟基)反应，可以与细 菌细胞膜及膜蛋白结合，破坏其结构，进人细胞后破坏电子传递系统的酶结合并 与脱氧核糖核酸(DNA)反应，达到抗菌的目的。纳米氧化锌粉体除具有传统 氧化锌的抗菌作用外，由于粒子粒径达到纳米级，具有纳米粒子特有的表面界面 效应，表面原子数量大大多于传统粒子，可增加氧化锌与细菌的亲和力，提高抗 菌效率。

作为天然高分子材料，天然橡胶的综合性能优异，例如天然胶乳表现在工艺 上成膜性能好，湿凝胶强度高，易于硫化，所得的天然橡胶材料又具有优良的弹 性，较高的强度，较大的伸长率和较小的蠕变。因此，应用范围极广，不仅浸渍 制品、压出制品、海绵制品、模铸制品可用天然胶乳生产，而且很多非纯胶制品 都可应用天然胶乳。然而，由于天然橡胶存在定伸应力低和抗撕裂性能差等缺陷， 限制了其应用范围。

在我们的生活中无时无刻不受微生物的侵扰，一些有害细菌的大量繁殖会威 胁到人类的健康，尤其在医疗、卫生行业所使用的天然橡胶材料中，微生物的繁 殖与各种传染性病菌有连带关系，如与导管有关的脓病毒、粘膜感染等；此外， 还有在日常生活中，橡胶手套、胶鞋等由于其透气性差且潮湿，也是许多病原体 繁殖、生长的场所。天然橡胶材料本身不具备抗菌性能，因此需要外加具有抗菌 性能的添加剂来改善，制备既具有良好力学性能，又具有抗菌性能的天然橡胶复 合材料。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种既具有良好的力学性能，又具有抗菌性能的天然 橡胶复合材料的制备方法。

具体地说，将具有抗菌性能的纳米氧化锌作为抗菌添加剂加入到天然胶乳 中，同时利用纳米氧化锌本身纳米的尺寸效应，对天然橡胶也同时起到补强作用， 从而使制备的纳米氧化锌/天然橡胶复合材料在提高天然橡胶力学性能的同时， 又赋予天然橡胶材料抗菌性能。

本发明的具体实施方案如下：

以天然胶乳为原材料，加入适量的改性纳米氧化锌，搅拌均匀后，将适量的 混合硫化助剂加入该混合体系中，在一定的条件下反应，反应结束后冷却出料， 得到纳米氧化锌/天然橡胶材料。具体步骤如下：

(1)改性纳米氧化锌悬浮液的制备

取适量的纳米氧化锌，加入去离子水，搅拌均匀，然后加入适量的混合表面 活性剂处理，制备改性的纳米氧化锌悬浮液，备用；

(2)纳米氧化锌悬浮液的pH值调节处理

将上述的改性后的纳米氧化锌悬浮液用氢氧化钠溶液调节其pH值为10， 得到稳定的纳米氧化锌悬浮液，备用；

(3)纳米氧化锌/天然橡胶材料的制备

将上述的纳米氧化锌悬浮液以一定比例加入到天然胶乳中，搅拌均匀后，将 适量的混合硫化助剂加入该混合体系中，保持不断搅拌，在一定的条件下反应， 反应结束后冷却出料，得到乳状的纳米氧化锌/天然橡胶材料。

本发明所述的混合表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠按比 例2∶1配成的浓度为40％的混合表面活性剂溶液。

本发明所述的氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L。

本发明所述的纳米氧化锌为平均粒径10～30nm，比表面积＞45m²/g，纯度在 99％以上的纳米氧化锌。

本发明所述的天然胶乳，可选巴西三叶橡胶树的天然胶乳或经离心浓缩、总 固体含量为60％的浓缩天然胶乳，优选经离心浓缩、总固体含量为60％的浓缩 天然胶乳。

本发明所述的混合硫化助剂，所用硫化配方为(对应于以干胶计的天然胶乳： 100份)，硫磺S：1.0份，促进剂ZDC：0.4份，氧化锌ZnO(工业级)：0.2份， 扩散剂、氨水和去离子水适量，将硫化助剂混合研磨48小时后备用。使用时， 另加适量的稳定剂如氢氧化钾溶液。

因此，本发明所述的一种纳米氧化锌/天然橡胶抗菌复合材料的制备方法， 优选采用如下实施方式：

(1)制备改性纳米氧化锌