一种防霉的硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及环保材料领域，尤指一种能够防霉的硅橡胶及其制备方法。

背景技术

硅橡胶属于热塑热固性材料，经硫化交联反应后柔软有弹性、无毒无味.具有弹性好(邵氏35－75度)、耐高低温(-80℃－280℃)，不容易老化、不变形、耐轻微的酸碱。另外在耐臭氧、耐溶性、电气绝缘方面也有很好的表现，是化工、医药、食品、电子、机械行业密封件的首选之品，其主要成分是二氧化硅交联体，本来是不存在发霉的可能性，但是在现实生活中，在温度、湿度合适的情况下，经常会见到硅橡胶制品表面有发霉变黑的情况，原因是硅橡胶属于多孔制品，且其惰性、静电作用，使得环境中的杂质易吸附在制品表面，而霉菌则在利用杂质提供的能量进行繁殖，通常霉点出现在硅橡胶内是无法清洗的。

“霉菌”这一通用术语包含了多种真菌，这是一类具有多样性的真核微生物，以有机营养物质为食。真菌物种由没有叶子、花朵或根的植物组成，其通过孢子繁殖。霉菌孢子的生长环境要求相对湿度>65％、温度50-90°F(10-32℃)，并需有机物质为其提供营养。霉菌可呈无色，也可呈白色、灰色、棕色、黑色、黄色、绿色或荧光色。随着霉菌的生长，它常会散发出一种“发霉”的气味，这种气味源自其释放的挥发性有机化合物蒸汽。霉菌不仅影响物体表面的美观，在深层生长的霉菌还会造成污染，当硅橡胶制成的密封件或其它零件用于食品医药机械等行业时，其增生的霉菌还会污染制品，甚至威胁到人类的健康。因此，硅橡胶防霉需要引起足够的重视。

现有的硅胶制品的防霉技术是添加防霉助剂，也可以使用防霉剂溶液对制品进行侵涂处理。防霉剂的作用原理在于破坏霉菌的细胞的结构和活性，从而抑制霉菌的生长和繁殖。所以防霉剂应具备较高的热稳定性、良好的耐候性、低挥发性和材料的相容性好等特点。

现有的防霉剂有延迟硫化的作用，硫化后的硅橡胶硬度都有所降低，因此在满足防霉性能的情况下应尽量减少防霉剂的用量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种防霉的硅橡胶及其制备方法，通过将二氧化锰平均分布在硅胶内部，阻挡霉菌进入硅胶的空隙，防止硅胶发霉。

本发明的另一个目的是提供一种防霉的硅橡胶及其制备方法，通过二氧化锰的强氧化性，破坏硅橡胶在环境中吸收到的有机物，导致霉菌无繁殖的温床，实现硅胶的防霉。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种防霉的硅橡胶，包含90～98％多孔硅橡胶，1～5％硫化剂，1～5％二氧化锰颗粒，其中所述二氧化锰颗粒的粒径为100～1500nm。

所述多孔硅橡胶内部孔直径在1.5～5.0nm，因此所述二氧化锰颗粒的直径远大于所述多孔硅橡胶内部孔直径，能够保证所述二氧化锰颗粒能够有效防止有机物进入所述多孔硅橡胶内部，同时防止所述二氧化锰颗粒从所述多孔硅橡胶中析出。

进一步地，所述多孔硅橡胶成分位甲基乙烯基硅橡胶，其乙烯基含量为0.03～5％。

进一步地，所述硫化剂包括硫磺类硫化剂、硅橡胶桥架剂、铂金硫化剂、氧化锌和有机过氧化物中的一种或多种。

进一步地，具体制备步骤为：

1)混合：在所述多孔硅橡胶中，加入所述硫化剂和所述二氧化锰颗粒在温度为10～60℃，充分搅拌混合0.2～1h得到混合物；

2)成型：将所述混合物倒入预制的模具内，合模后进行热压，模具温度设置在160～200℃，使其硫化成型，所述硫化成型的时间为40～100s；所述硫化成型的压力为50～200Mpa，使其定型得到硅橡胶半成品；

3)冷却：定型时间到后冷却，打开模具，取出所述硅橡胶半成品；

4)修剪：对所述硅橡胶半成品进行修剪，去除毛边；

5)固化：对所述硅橡胶半成品的硬度进行调整，将所述硅橡胶半成品置于烘箱恒温150℃进行固化，得到防霉的硅橡胶产品。

本发明的有益效果在于：利用所述二氧化锰颗粒的氧化性，与所述硫化剂起促进所述多孔硅橡胶交联反应的速度，硫化后的硅橡胶硬度更高，同时利用所述二氧化锰颗粒的强氧化性，破坏硅橡胶在环境中吸收到的有机物，导致霉菌无繁殖的温床；由于所述二氧化锰颗粒的直径远大于所述多孔硅橡胶的空隙，因此能够有效防止所述二氧化锰颗粒析出；应用范围广，持续时间久，成本低。

具体实施方式

本发明关于一种防霉的硅橡胶，包含90～98％多孔硅橡胶，1～5％硫化剂，1～5％二氧化锰颗粒，其中所述二氧化锰颗粒的粒径为100～1500nm。

所述多孔硅橡胶内部孔直径在1.5～5.0nm，因此所述二氧化锰颗粒的直径远大于所述多孔硅橡胶内部孔直径，能够保证所述二氧化锰颗粒能够有效防止有机物进入所述多孔硅橡胶内部，同时防止所述二氧化锰颗粒从所述多孔硅橡胶中析出。

所述多孔硅橡胶成分位甲基乙烯基硅橡胶，其乙烯基含量为0.03～5％。

所述硫化剂包括硫磺类硫化剂、硅橡胶桥架剂、铂金硫化剂、氧化锌和有机过氧化物中的一种或多种。

具体制备步骤为：

1)混合：在所述多孔硅橡胶中，加入所述硫化剂和所述二氧化锰颗粒在温度为10～60℃，充分搅拌混合0.2～1h得到混合物；

2)成型：将所述混合物倒入预制的模具内，合模后进行热压，模具温度设置在160～200℃，使其硫化成型，所述硫化成型的时间为40～100s；所述硫化成型的压力为50～200Mpa，使其定型得到硅橡胶半成品；

3)冷却：定型时间到后冷却，打开模具，取出所述硅橡胶半成品；

4)修剪：对所述硅橡胶半成品进行修剪，去除毛边；

5)固化：对所述硅橡胶半成品的硬度进行调整，将所述硅橡胶半成品置于烘箱恒温150℃进行固化，根据加热时间决定得到不同硬度的成品。

测试步骤如下：

如下表所示，根据制备步骤，制备七组实验材料，按照《GB/T 1741-2007漆膜耐霉菌性测定法》进行防霉测试。

(1)分别从七组材料中裁剪出长50mm，宽50mm，厚1mm的样品。

(2)供试霉菌：黄曲霉，黑曲霉，变色曲霉，桔青菌，宛氏拟霉菌，绿色木菌，球毛壳菌，腊叶芽枝霉混合悬液。

(3)检测环境：培养温度28±1℃，周期28天；

培养基：无机盐琼脂培养基；

接种量：1.8*106CFU/ml。

测试结果(如下表所示)：

结论：样品序号1～3与样品序号6～7有明显的差别，添加的二氧化锰颗粒含量越高，防霉效果越好；

同时发现在实际操作中，加入二氧化锰颗粒的硅橡胶，恒温加热进行交联反应的时间更短，通常的150度下加热10分钟的流程，可以缩减到5分钟。

本发明的有益效果在于：利用所述二氧化锰颗粒的氧化性，与所述硫化剂起促进所述多孔硅橡胶交联反应的速度，硫化后的硅橡胶硬度更高，同时利用所述二氧化锰颗粒的强氧化性，破坏硅橡胶在环境中吸收到的有机物，导致霉菌无繁殖的温床；由于所述二氧化锰颗粒的直径远大于所述多孔硅橡胶的空隙，因此能够有效防止所述二氧化锰颗粒析出。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。