本發明屬于材料領域,具體涉及一種抑菌聚合物橡膠材料的制備方法。
背景技術:
橡膠是一種有彈性的聚合物。橡膠可以從一些植物的樹汁中取得,也可以是人造的,兩者皆有相當多的應用及產品,例如輪胎、墊圈等,遂成為重要經濟作物。橡膠的種植主要集中在東南亞地區,如泰國、馬來西亞、印度尼西亞。早期的橡膠是取自橡膠樹、橡膠草等植物的膠乳,加工后制成的具有彈性、絕緣性、不透水和空氣的材料。高彈性的高分子化合物。分為天然橡膠與合成橡膠二種。天然橡膠是從橡膠樹、橡膠草等植物中提取膠質后加工制成;合成橡膠則由各種單體經聚合反應而得。橡膠制品廣泛應用于工業或生活各方面,橡膠按原料分為天然橡膠和合成橡膠。按形態分為塊狀生膠、乳膠、液體橡膠和粉末橡膠。乳膠為橡膠的膠體狀水分散體;液體橡膠為橡膠的低聚物,未硫化前一般為粘稠的液體;粉末橡膠是將乳膠加工成粉末狀,以利配料和加工制作。20世紀60年代開發的熱塑性橡膠,無需化學硫化,而采用熱塑性塑料的加工方法成形。橡膠按使用又分為通用型和特種型兩類。是絕緣體,不容易導電,但如果沾水或不同的溫度的話,有可能變成導體。導電是關于物質內部分子或離子的電子的傳導容易情況。
天然橡膠具有優良的回彈性、絕緣性、隔水性及可塑性等特性,并且,經過適當處理后還具有耐油、耐酸、耐堿、耐熱、耐寒、耐壓、耐磨等寶貴性質,所以,具有廣泛用途。例如日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松緊帶;醫療衛生行業所用的外科醫生手套、輸血管、避孕套;工業上使用的傳送帶、運輸帶、耐酸和耐堿手套;農業上使用的排灌膠管、氨水袋;氣象測量用的探空氣球;科學試驗用的密封、防震設備;國防上使用的飛機、坦克、大炮、防毒面具;甚至連火箭、人造地球衛星和宇宙飛船等高精尖科學技術產品都離不開天然橡膠;交通運輸上使用的各種輪胎;其應用特別廣泛,但是其抑菌性較差,貯存穩定性低,容易老化,降低了其使用壽命。
技術實現要素:
本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足,提供一種抑菌聚合物橡膠材料的制備方法。
為實現上述目的,本發明采用以下技術方案:
(1)取2-3重量份的羊毛脂,加入到其重量11-17倍的無水乙醇中,攪拌均勻,加入1-2重量份的甲基丙烯酸,升高溫度為86-90℃,保溫攪拌40-50分鐘,得酯化料;
(2)取4-6重量份的丙酸鈣、0.6-1重量份的雙乙酸鈉混合,加入到混合料重量17-20倍的去離子水中,攪拌均勻,滴加濃度為10-13%的甲酸溶液,調節ph為5-6,升高溫度為60-70℃,加入烷基醇酰胺,保溫攪拌20-30分鐘,得抑菌水溶液;
(3)取20-30重量份的天然橡膠,加入到其重量5-8倍的四氫呋喃中,攪拌均勻,加入0.7-2重量份的二異氰酸酯,送入到80-85℃的恒溫水浴中,保溫攪拌20-30分鐘,出料冷卻,得橡膠呋喃溶液;
(4)取上述酯化料,加入到上述抑菌水溶液中,攪拌均勻,升高溫度為50-60℃,加入0.7-1重量份的硬脂酸,保溫攪拌30-40分鐘,加入上述橡膠呋喃溶液,升高溫度為75-80℃,保溫攪拌20-26分鐘,蒸餾除去四氫呋喃,得羧基酯化料;
(5)取上述羧基酯化料,加入到其重量10-13倍的二甲基甲酰胺中,攪拌均勻,送入到反應釜中,升高溫度為70-80℃,加入1-2重量份的過氧化二異丙苯,保溫攪拌2-3小時,出料,得羧基化聚合物分散液;
(6)取1-2重量份的防老化助劑,加入到其重量5-7倍的季戊四醇中,攪拌均勻,得防老化溶液;
(7)取上述羧基化聚合物分散液,與110-120重量份的天然橡膠、防老化溶液混合,送入密煉機中,密煉30-40s,密煉溫度為60-100℃,加入10-14重量份的氯化石蠟,混煉6-8分鐘,排膠,冷卻至20-30℃,投入開煉機內,加入1-2重量份的促進劑mbs、0.8-1重量份的硫磺,薄通3-5遍,即得所述抑菌聚合物橡膠材料。
所述的防老化助劑為將3-4重量份的防老劑rd、0.6-1重量份的干酪素混合,攪拌均勻,升高溫度為60-65℃,加入0.01-0.02重量份的二異氰酸酯,保溫攪拌10-14分鐘,即得。
本發明的優點:
本發明以甲基丙烯酸、無水乙醇為原料,得到酯化料,然后將丙酸鈣、雙乙酸鈉混合,通過甲酸處理,然后分散到烷基醇酰胺中,得到羧基化抑菌溶液;然后將酯化料與羧基化抑菌溶液共混處理,得到羧基酯化料,然后以此為反應單體,在過氧化二異丙苯的引發作用下聚合,得到羧基化聚合物分散液,然后與橡膠共混,得到成品材料;
本發明的羧基化聚合物分散液中,加入的丙酸鈣、雙乙酸鈉,具有很好的抑菌防腐性能,同時,將該抑菌助劑通過共混酯化,再聚合的方式,增強了各原料與橡膠的相容性,提高成品材料的貯存穩定性和抑菌性能。
具體實施方式
實施例1
(1)取3重量份的羊毛脂,加入到其重量17倍的無水乙醇中,攪拌均勻,加入2重量份的甲基丙烯酸,升高溫度為90℃,保溫攪拌50分鐘,得酯化料;
(2)取6重量份的丙酸鈣、1重量份的雙乙酸鈉混合,加入到混合料重量20倍的去離子水中,攪拌均勻,滴加濃度為13%的甲酸溶液,調節ph為6,升高溫度為60-70℃,加入烷基醇酰胺,保溫攪拌30分鐘,得抑菌水溶液;
(3)取30重量份的天然橡膠,加入到其重量8倍的四氫呋喃中,攪拌均勻,加入2重量份的二異氰酸酯,送入到85℃的恒溫水浴中,保溫攪拌30分鐘,出料冷卻,得橡膠呋喃溶液;
(4)取上述酯化料,加入到上述抑菌水溶液中,攪拌均勻,升高溫度為60℃,加入1重量份的硬脂酸,保溫攪拌40分鐘,加入上述橡膠呋喃溶液,升高溫度為80℃,保溫攪拌26分鐘,蒸餾除去四氫呋喃,得羧基酯化料;
(5)取上述羧基酯化料,加入到其重量13倍的二甲基甲酰胺中,攪拌均勻,送入到反應釜中,升高溫度為80℃,加入2重量份的過氧化二異丙苯,保溫攪拌3小時,出料,得羧基化聚合物分散液;
(6)取2重量份的防老化助劑,加入到其重量7倍的季戊四醇中,攪拌均勻,得防老化溶液;
(7)取上述羧基化聚合物分散液,與120重量份的天然橡膠、防老化溶液混合,送入密煉機中,密煉40s,密煉溫度為100℃,加入14重量份的氯化石蠟,混煉8分鐘,排膠,冷卻至30℃,投入開煉機內,加入2重量份的促進劑mbs、1重量份的硫磺,薄通5遍,即得所述抑菌聚合物橡膠材料。
所述的防老化助劑為將4重量份的防老劑rd、1重量份的干酪素混合,攪拌均勻,升高溫度為65℃,加入0.02重量份的二異氰酸酯,保溫攪拌14分鐘,即得。
實施例2
(1)取2重量份的羊毛脂,加入到其重量11倍的無水乙醇中,攪拌均勻,加入1重量份的甲基丙烯酸,升高溫度為86℃,保溫攪拌40分鐘,得酯化料;
(2)取4重量份的丙酸鈣、0.6重量份的雙乙酸鈉混合,加入到混合料重量17倍的去離子水中,攪拌均勻,滴加濃度為10%的甲酸溶液,調節ph為5,升高溫度為60℃,加入烷基醇酰胺,保溫攪拌20分鐘,得抑菌水溶液;
(3)取20重量份的天然橡膠,加入到其重量5倍的四氫呋喃中,攪拌均勻,加入0.7重量份的二異氰酸酯,送入到80℃的恒溫水浴中,保溫攪拌20-30分鐘,出料冷卻,得橡膠呋喃溶液;
(4)取上述酯化料,加入到上述抑菌水溶液中,攪拌均勻,升高溫度為50℃,加入0.7重量份的硬脂酸,保溫攪拌30分鐘,加入上述橡膠呋喃溶液,升高溫度為75℃,保溫攪拌20分鐘,蒸餾除去四氫呋喃,得羧基酯化料;
(5)取上述羧基酯化料,加入到其重量10倍的二甲基甲酰胺中,攪拌均勻,送入到反應釜中,升高溫度為70℃,加入1重量份的過氧化二異丙苯,保溫攪拌2小時,出料,得羧基化聚合物分散液;
(6)取1重量份的防老化助劑,加入到其重量5倍的季戊四醇中,攪拌均勻,得防老化溶液;
(7)取上述羧基化聚合物分散液,與110重量份的天然橡膠、防老化溶液混合,送入密煉機中,密煉30s,密煉溫度為60℃,加入10重量份的氯化石蠟,混煉6分鐘,排膠,冷卻至20℃,投入開煉機內,加入1重量份的促進劑mbs、0.8重量份的硫磺,薄通3遍,即得所述抑菌聚合物橡膠材料。
所述的防老化助劑為將3重量份的防老劑rd、0.6重量份的干酪素混合,攪拌均勻,升高溫度為60℃,加入0.01重量份的二異氰酸酯,保溫攪拌10-14分鐘,即得。
性能測試:
本發明的材料:
拉斷強度(mpa):17.6-22;
定伸模量100%(mpa):2.5-3.1;
70℃×70h熱空氣老化試驗:
扯斷強度降低率:4.6-6%、斷裂伸長率降低率:7.7-8.4%;
傳統天然橡膠材料:
拉斷強度(mpa):10-13;
定伸模量100%(mpa):1.7-2;
70℃×70h熱空氣老化試驗:
扯斷強度降低率:7-9%、斷裂伸長率降低率:13-19%。