本發(fā)明涉及發(fā)泡硅膠，具體為一種改性抗菌發(fā)泡硅膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、硅膠是一種由硅原子和氧原子組成的合成橡膠，普通的硅膠主要由含少量甲基和少量乙烯基的硅氧鏈節(jié)組成，具有良好的耐低溫、耐高溫、透氣性和生理惰性，在電器絕緣材料、防護層、以及生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，應(yīng)用于電子信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)泡硅膠不具有抗菌性能，因此需要對傳統(tǒng)的發(fā)泡硅膠進行改性，而填充改性是一種高效、經(jīng)濟的改性手段，常常被用于高分子材料的改性中，即將具有優(yōu)異性能的石墨烯、二氧化鈦等無機納米材料填充進丁晴橡膠、室溫硫化橡膠等高分子橡膠中，通過將無機納米材料優(yōu)異的力學(xué)、熱力學(xué)、抗菌等性能，融入進高分子橡膠材料中，達到提高高分子橡膠材料力學(xué)、抗菌等綜合性能的效果。

2、納米二氧化鈦是一種白色粉末狀良性氧化物，具有無毒、不透明性、高白度等性能，被認為是當(dāng)今世界上性能最好的白色顏料，在涂料、塑料、造紙、化纖、橡膠、光催化抗菌等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，也正因為如此，納米二氧化鈦也常用于功能性補強填料中，然而傳統(tǒng)的納米二氧化鈦比表面積較小，對紫外光的吸收效率較低，難以達到理想的光催化抗菌效果，另外作為功能性補強填料，納米二氧化鈦存在的最大問題就是容易在聚合物基體中發(fā)生團聚，無法形成穩(wěn)定的分散系，因此在實際應(yīng)用中難以達到提高聚合物力學(xué)、抗菌等綜合性能的效果，基于此，我們需要對傳統(tǒng)的納米二氧化鈦進行改性，由于納米二氧化鈦表面含有大量的羥基，表現(xiàn)出親水性，可以通過與其表面的羥基進行化學(xué)反應(yīng)，并接枝一些抗菌功能性官能團，降低其表面親水性的同時，也可以結(jié)合抗菌功能性官能團的優(yōu)勢，進一步提升納米二氧化鈦的實用價值。

3、(一)解決的技術(shù)問題

4、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種改性抗菌發(fā)泡硅膠及其制備方法，解決了發(fā)泡硅膠不具有抗菌性能的問題。

5、(二)技術(shù)方案

6、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種改性抗菌發(fā)泡硅膠，所述改性發(fā)泡硅膠為含二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2改性發(fā)泡硅膠，所述表面接枝有二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2均勻的分散在硅膠基體中，所述含二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2改性發(fā)泡硅膠的制備方法包括以下步驟：

7、(1)由納米二氧化鈦和3-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)，得到環(huán)氧化納米二氧化鈦；

8、(2)向三口瓶中加入n,n-二甲基甲酰胺溶劑、環(huán)氧化納米二氧化鈦，超聲分散均勻后，充氮氣除去氧氣，轉(zhuǎn)移至油浴鍋中，在攪拌條件下繼續(xù)加入2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪和三乙胺，進行開環(huán)反應(yīng)，產(chǎn)物冷卻后減壓蒸餾除去溶劑、洗滌并干燥，得到2-氯-4-氨基-1,3,5-三嗪化二氧化鈦；

9、(3)向三口瓶中加入1,4-二氧六環(huán)溶劑、2,4,4’-三氯-2’-羥基二苯醚，攪拌混合均勻后，將體系轉(zhuǎn)移至冰水浴環(huán)境中，繼續(xù)加入2-氯-4-氨基-1,3,5-三嗪化二氧化鈦，用碳酸鈉調(diào)節(jié)溶液ph為7-8，在氮氣氛圍中進行取代反應(yīng)，產(chǎn)物離心、洗滌并干燥，得到二苯醚化三嗪基二氧化鈦；

10、(4)向三口瓶中加入濃度為0.5-1％的次氯酸鈉溶液、二苯醚化三嗪基二氧化鈦，超聲分散均勻后，用稀硫酸調(diào)節(jié)溶液ph為6-8，進行氯化，氯化結(jié)束后，產(chǎn)物抽濾、用去離子水洗滌、干燥，得到二苯醚化鹵胺三嗪基二氧化鈦；

11、(5)向反應(yīng)器中加入硫化硅膠、催化劑二丁基二辛酸錫、補強劑白炭黑和添加劑碳酸鈣，攪拌混合均勻后，繼續(xù)加入二苯醚化鹵胺三嗪基二氧化鈦，使用塑料調(diào)拌刀均勻調(diào)拌10-20min，轉(zhuǎn)移至有機玻璃模具中，放入真空泵，在0.1-0.3mpa壓強下維持10-30min后，在15-35℃下固化70-80h，得到含二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2改性發(fā)泡硅膠，該含二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2改性發(fā)泡硅膠應(yīng)用于抗菌發(fā)泡硅膠領(lǐng)域中。

12、優(yōu)選的，所述步驟(2)中環(huán)氧化納米二氧化鈦、2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪和三乙胺的質(zhì)量比為100:60-100:10-20。

13、優(yōu)選的，所述步驟(2)中開環(huán)反應(yīng)的溫度為升高溫度至90-110℃，在氮氣氛圍中攪拌進行反應(yīng)10-20h。

14、優(yōu)選的，所述步驟(3)中2,4,4’-三氯-2’-羥基二苯醚和2-氯-4-氨基-1,3,5-三嗪化二氧化鈦的質(zhì)量比為100-120:100。

15、優(yōu)選的，所述步驟(3)中取代反應(yīng)時，先在氮氣氛圍中以0-5℃反應(yīng)1-3h，結(jié)束后升溫至40-60℃，繼續(xù)反應(yīng)2-6h。

16、優(yōu)選的，所述步驟(4)中氯化時的溫度為15-35℃，時間為40-80min。

17、優(yōu)選的，所述步驟(5)中發(fā)泡硅膠、催化劑二丁基二辛酸錫、補強劑白炭黑、添加劑碳酸鈣和二苯醚化鹵胺三嗪基二氧化鈦的質(zhì)量比為100:20-40:10-20:4-8:2-6。

18、(三)有益的技術(shù)效果

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備以下有益技術(shù)效果：

20、該一種含二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2改性發(fā)泡硅膠，經(jīng)3-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷修飾的納米二氧化鈦表面含有大量的環(huán)氧基，在催化劑三乙胺的作用下，可以與2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪中的部分氨基發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，生成了2-氯-4-氨基-1,3,5-三嗪化二氧化鈦，在堿性環(huán)境下，2-氯-4-氨基-1,3,5-三嗪化二氧化鈦可以與2,4,4’-三氯-2’-羥基二苯醚中的羥基發(fā)生取代反應(yīng)，再經(jīng)次氯酸鈉溶液的氯化，得到了二苯醚化鹵胺三嗪基二氧化鈦，通過化學(xué)鍵的連接方式，在納米二氧化鈦的表面連接了環(huán)氧基、三嗪基、鹵胺等特殊有機官能團，消耗了納米二氧化鈦表面大量的羥基，降低了納米二氧化鈦的親水性，有利于納米二氧化鈦在油性基體中的分散性。

21、該一種含二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2改性發(fā)泡硅膠，通過在硫化硅膠基體中添加二苯醚化鹵胺三嗪基二氧化鈦，最終得到了二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2改性發(fā)泡硅膠，表面接枝有二苯醚化鹵胺三嗪基的二氧化鈦與發(fā)泡硅膠具有良好的界面親和性，可以均勻的分散在發(fā)泡硅膠基體中，一定程度上避免了納米二氧化鈦的團聚，當(dāng)復(fù)合發(fā)泡硅膠受到紫外線照射時，納米二氧化鈦產(chǎn)生光生電子和空穴，可以與水反應(yīng)生成強氧化性的超氧自由基和羥基自由基，進而將金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等微生物細菌中的有機物氧化成二氧化鈦和水，從而達到光催化抗菌的效果，另外納米二氧化鈦表面的二苯醚化鹵胺三嗪基中的鹵胺可以生成鹵素正離子，并直接作用于細菌受體，進而抑制甚至破壞細菌細胞的代謝，最終導(dǎo)致細菌的死亡，而二苯醚化鹵胺三嗪基中的鹵代二苯醚基團能夠抑制細菌細胞壁的生理機能，減少細胞對所需氨基酸的吸收，進而對細菌細胞進行滅活，通過結(jié)合納米二氧化鈦的光催化抗菌和二苯醚化鹵胺三嗪基的生物滅活抗菌，大大提高了復(fù)合發(fā)泡硅膠的抗菌性能，進一步提高了發(fā)泡硅膠的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)思路

技術(shù)特征：

1.一種改性抗菌發(fā)泡硅膠，其特征在于：所述改性抗菌發(fā)泡硅膠為含二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2的改性發(fā)泡硅膠，所述表面接枝有二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2均勻的分散在硅膠基體中。

2.一種如權(quán)利要求1所述的改性抗菌發(fā)泡硅膠的制備方法，起特征在于，所述含二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2的改性發(fā)泡硅膠的制備方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性抗菌發(fā)泡硅膠的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中環(huán)氧化納米二氧化鈦、2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪和三乙胺的質(zhì)量比為100:60-100:10-20。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性抗菌發(fā)泡硅膠的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中開環(huán)反應(yīng)的溫度為升高溫度至90-110℃，在氮氣氛圍中攪拌進行反應(yīng)10-20h。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性抗菌發(fā)泡硅膠的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中2,4,4’-三氯-2’-羥基二苯醚和2-氯-4-氨基-1,3,5-三嗪化二氧化鈦的質(zhì)量比為100-120:100。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性抗菌發(fā)泡硅膠的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中取代反應(yīng)時，先在氮氣氛圍中以0-5℃反應(yīng)1-3h，結(jié)束后升溫至40-60℃，繼續(xù)反應(yīng)2-6h。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性抗菌發(fā)泡硅膠的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中氯化時的溫度為15-35℃，時間為40-80min。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性抗菌發(fā)泡硅膠的制備方法，其特征在于：所述步驟(5)中發(fā)泡硅膠、催化劑二丁基二辛酸錫、補強劑白炭黑、添加劑碳酸鈣和二苯醚化鹵胺三嗪基二氧化鈦的質(zhì)量比為100:20-40:10-20:4-8:2-6。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性抗菌發(fā)泡硅膠的制備方法，其特征在于：所述步驟(5)中含二苯醚化鹵胺三嗪基的tio2改性發(fā)泡硅膠應(yīng)用于抗菌發(fā)泡硅膠領(lǐng)域中。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及發(fā)泡硅膠技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種含二苯醚化鹵胺三嗪基的TiO<subgt;2</subgt;改性發(fā)泡硅膠，環(huán)氧基二氧化鈦與2?氯?4,6?二氨基?1,3,5?三嗪，在三乙胺的作用下反應(yīng)，生成了2?氯?4?氨基?1,3,5?三嗪化二氧化鈦，其與2,4,4’?三氯?2’?羥基二苯醚反應(yīng)，再氯化，得到了二苯醚化鹵胺三嗪基二氧化鈦，二苯醚化鹵胺三嗪基二氧化鈦與發(fā)泡硅膠具有良好的界面親和性，當(dāng)其受到紫外線照射時，二氧化鈦產(chǎn)生光生電子和空穴，并與水反應(yīng)生成超氧、羥基自由基，將微生物細菌氧化，鹵素正離子和鹵代二苯醚基團能夠抑制細菌細胞壁的生理機能并破壞細菌的代謝，通過結(jié)合二氧化鈦的光催化抗菌和二苯醚化鹵胺三嗪基的生物滅活抗菌，提高了發(fā)泡硅膠的抗菌性能。

技術(shù)研發(fā)人員：劉虎,莊浩涌,代帥
受保護的技術(shù)使用者：深圳市華誼飛虎科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14