[发明专利]一种抗菌硅橡胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌硅橡胶的制备方法。

背景技术

硅橡胶产品广泛应用于医疗、生活、工业等领域中。如医疗导尿管、赝复体、阻塞器、人造气管、人造肺、人造骨、硅橡胶十二指肠管等，还用于手机外壳、儿童奶嘴等。但是由于其特殊的结构，表面容易附着细菌和真菌从而给人类造成疾病。抗菌材料作为一种新型功能材料，能够有效的抑制周围环境中的细菌、病菌等对人体有害的微生物。因此，将抗菌效果显著，用途广泛，环境友好的无机抗菌与硅橡胶结合得到抗菌硅橡胶材料成为了人们研究的重点。目前，通常采用三种方法制备具有抗菌性硅橡胶材料。第一种是对预成型的聚合物进行表面改性，如发明专利“用于抗菌处理由硅橡胶材料制成的制品的表面的方法”（公开号CN102905524A），通过在高频电磁辐射下，在低温氧等离子体中的处理来改性有机硅橡胶制品的表面，然后通过将嵌有银或/和铜离子的膨润土的纳米分散粉末抗菌制剂应用于改性表面来处理所述改性表面，在所述制品的所述表面上形成抗菌涂层。该方法操作较简单，易推广，部分产品已经实现了工业化生产，但产品抗菌时间短。第二种是设计合成骨架上具有抗菌功能团的聚合物，大多采用接枝技术。如期刊论文“医用硅橡胶紫外光亲水改性后的抗菌粘附能力”中采用紫外光亲水改性法在硅橡胶表面接枝亲水聚合物PEG1000及表面活性剂OP-10，并对改性后的硅橡胶表面作接触角测量和金黄色葡萄球菌联合培养实验。在硅橡胶材料表面改性后能取得良好的亲水性，并能减少其表面的细菌粘附。接枝技术研究不但可以有效提高硅橡胶的生物相容性，而且由化学键连接在硅胶表面的亲水性物质存留时间会更长，但其工艺复杂，未能推广。最后一种是填料抗菌硅橡胶，是将具有抗菌成分的抗菌剂如季铵化合物、抗生素、银离子等添加到硅橡胶原料中，得到相关制品。如发明专利“长效抗菌的有机硅橡胶材料及制备方法”（公开号CN102260410A）中，将具有抗菌活性的抗菌剂与有机溶剂按照体积比混和，然后密封并搅拌加入交联剂抽真空脱泡，室温干燥聚合固化，得到长效抗菌的有机硅橡胶材料；有机抗菌剂杀菌速度快，杀菌能力强，但易产生耐药性。

在日常生活中，各种各样的致病微生物在自然界中分布广泛，并对人体健康造成威胁。大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为最常见的致病菌，曾长期困扰人类生活，现阶段抗菌材料的抗菌性检测也多以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为代表。除此之外，还有一些致病细菌的危害也引起人们的关注，如沙门氏菌，沙门氏菌病是指由各种类型沙门氏菌所引起的对人类、家畜以及野生禽兽不同形式的总称。感染沙门氏菌的人或带菌者的粪便污染食品，可使人发生食物中毒；据统计在世界各国的种类细菌性食物中毒中，沙门氏菌引起的食物中毒常列榜首。链球菌常引起化脓性炎症、毒素性疾病和超敏反应性疾病等。另外，全球气候变暖，潮湿温暖的环境更适宜霉菌的生长，霉菌的大量滋生严重影响人体健康、产品的使用和保存。本发明在对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较高杀菌率的基础上，对沙门氏菌、链球菌以及霉菌都有较好的杀菌效果。

本发明针对以上抗菌硅橡胶制备中，抗菌持续时间短、融合性差、硅橡胶力学性能易改变、制备工艺复杂、抗菌性单一、易产生抗药性等缺点，采用具有比表面积较大、补强性好、杀菌率高、环保、无抗药性等特性的抗菌白炭黑做抗菌剂，经过与硅橡胶原液的充分融合、固化，得到抗菌硅橡胶。保证了较高的杀菌率，节约了成本，工艺条件简便，保持硅橡胶力学性能稳定，抗菌广谱性强，应用前景可观。

发明内容

本发明针对以上抗菌硅橡胶制备中，抗菌持续时间短、融合性差、硅橡胶力学性能易改变、制备工艺复杂、抗菌性单一、易产生抗药性等问题，提供了一种抗菌硅橡胶的制备方法。

本发明方法按如下步骤进行：

（1）将水玻璃溶液和小苏打溶液分别预热至70-95℃，按体积比1:1.2-1:1.5的比例注入反应器中混合，在70-95℃、300-500rpm下充分搅拌反应15-30min，其中水玻璃溶液浓度为5-20wt%，小苏打溶液浓度为5-15wt%；

（2）按体积比1:1.2-1:1.5的比例分别量取水玻璃溶液和小苏打溶液，并分别预热至70-95℃，然后将预热后的水玻璃溶液在搅拌条件下倒入步骤（1）的反应物中，再滴加小苏打溶液，滴加完后，在70-95℃下反应10-30min，用酸调节pH值至2-6，随后加入0.001-1mol/L金属离子液反应2-10min后制得凝胶状抗菌剂，其中本步骤中使用的水玻璃溶液是步骤（1）中水玻璃溶液体积的1/10-7/10，步骤（1）和步骤（2）中使用的水玻璃溶液总体积与金属离子液体积的比为2:1-5:1；