[发明专利]一种含季铵盐硅橡胶生胶及其合成与在制备本征季铵盐型防霉抗菌密封胶中的应用

说明书

本发明公开了一种含季铵盐硅橡胶生胶及其合成方法，该含季铵盐硅橡胶生胶具有式(I)所示的结构，是先通过开环聚合反应制得含氯烃基硅橡胶生胶；然后将含氯烃基硅橡胶生胶与叔胺进行季铵化反应制得。本发明还公开了以合成的含季铵盐硅橡胶生胶室温缩合制备本征型防霉抗菌密封胶的应用。本发明将季铵盐抗菌基团引入到硅橡胶生胶中，既能克服表面改性方法的缺陷，又能让抗菌剂在基体中均匀分布，充分发挥抗菌剂的作用；同时，由于不释放抗菌剂，安全性能增高。本发明提出的本征型防霉抗菌硅橡胶的制备方法为有机硅高分子季铵盐的应用开拓了新领域，为防霉抗菌材料的制备新技术提供了全新的思路。

技术领域

本发明涉及一种硅橡胶生胶的合成及制备本征型防霉抗菌密封胶的方法，具体地，涉及一种含季铵盐硅橡胶生胶及其合成与在制备本征季铵盐型防霉抗菌密封胶中的应用，属有机硅高分子材料领域。

背景技术

硅橡胶以其优异的耐老化性能、耐热性、耐寒性、良好的弹性、突出的防水性能以及特殊的表面性能等，被广泛用于厨房、浴室、洗手间的卫生洁具及台面、墙体、家具之间接缝的防水密封，以及适用于地铁、隧道、涵洞、水利等工程中，且用量越来越大。但由于这些场合常年比较潮湿及处于高、低温环境中，硅橡胶很容易受到细菌、霉菌等微生物的侵害而产生物理穿透，导致胶条发霉、变色、脱落，失去密封防水功能，使用寿命大大缩短；而且，上述产品裸露在施工外部的部分，因出现霉菌而大大影响其外观；这些有害细菌如果与人体接触还会传染各种疾病，威胁人类的健康。

近年来，随着科学技术的发展，人们对材料的性能要求越来越高，各种新型抗菌材料及制品不断涌现，其开发和应用方兴未艾。优良抗菌材料的制备与发展得力于抗菌剂的选择与使用。有机高分子季铵盐类抗菌剂被用于制备防霉抗菌材料的发展极为迅速。有机高分子季铵盐类抗菌剂是在有机高分子聚合物的侧链或主链上含有季铵盐抗菌基团，这类抗菌剂的优点为种类多，抗菌力强，性能稳定，不挥发，无毒，抗菌效果好，抗菌性持久，效率高，能够克服无机、有机和天然抗菌剂的抗菌性能不稳定、有毒、易挥发、易渗入人体等不足。

目前，获得季铵盐型防霉抗菌硅橡胶主要有两种途径：一是通过表面改性法对硅橡胶表面进行修饰改性，使其表面具有防霉抗菌功能，如表面接枝法、表面抗菌涂层法等；二是通过本体改性，使硅橡胶具有本征防霉抗菌功能。在表面修饰改性方面，利用等离子技术对硅橡胶表面处理后，将有机高分子季铵盐通过共价键接枝到硅橡胶表面，在硅橡胶表面形成一层季铵盐抗菌刷，使硅橡胶具有良好的抗菌性能；还可以先制备一层有机高分子季铵盐涂层，再涂敷于材料表面，获得抗菌硅橡胶。虽然通过表面改性对材料表面进行抗菌处理得到了一定的应用，但是抗菌涂层容易从材料表面脱落，而且涂层的缺陷可能导致非活性表面的出现从而降低抗菌能力，在长期使用时，硅橡胶的抗菌性能容易退化；另外，表面改性方法都需要二次加工，加工过程较为复杂，这大大限制了防霉抗菌硅橡胶的应用和发展。在本体改性方面，目前，主要是通过直接共混的方式来实现的，即将杀菌剂与硅橡胶生胶通过物理共混的方式制备防霉抗菌硅橡胶，如Witold Fortuniak制备了有机硅高分子季铵盐，并将其作为杀菌剂与硅橡胶生胶共混制备本征型防霉抗菌硅橡胶。此类方法虽然可以克服表面改性方法的一些缺陷，但是填加的抗菌剂在基体中的分布以及与硅橡胶基体的相容性始终是影响硅橡胶抗菌性能和力学性能的重要因素，在某些情况下，抗菌剂还会在基体中发生迁移，使硅橡胶的抗菌性能发生变化。经检索，利用合成含季铵盐硅橡胶生胶及利用其室温缩合制备本征季铵盐型防霉抗菌密封胶的方法还未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的问题是提供一种含季铵盐硅橡胶生胶及其合成与在制备本征季铵盐型防霉抗菌密封胶中的应用。

本发明所述的含季铵盐硅橡胶生胶，其特征在于，其具有式(I)所示结构式：

式(I)中，m＝0～3000，n＝1～300，x≥1，y≥8，m、n、x和y皆为整数，R为羟基或烷氧基，该含季铵盐硅橡胶生胶的数均分子量为1×10³～5×10⁵。