[发明专利]防霉抗菌性聚有机硅氧烷密封材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及精细化工领域中有机硅氧烷材料，特别是一种防霉抗菌性聚有机硅氧烷密封材料及其制备方法。

背景技术

功能性有机聚硅氧烷具有广泛的应用领域，但在使用过程中常常出现发霉、黄变等现象，不但影响美观又会影响人们身体健康。特别是用于厨房、卫生间的密封胶，由于环境潮湿，微生物繁殖快，随着时间的积累，橱柜、水槽、浴盆周边的密封材料就会发黑且难清洁。并且这种黑色霉菌多为黑曲霉，其孢子会在空气中飘浮，在家里其他地方繁殖。因此，具有抗菌防霉效果的密封材料的选择就非常重要。

目前已有学者采用添加抗菌药物、短时间药物浸泡等方法对有机硅材料进行表面处理，赋予有机硅材料抗菌性。例如，CN201310415685.1将头孢呋辛钠或苯酰甲硝唑等抗菌药物加入硅橡胶，制备了一种抗菌的硅橡胶复合材料。抗菌药物可从复合材料中缓慢释放出来，进而起抗菌作用，但抗菌药物的加入会使复合材料透光性变差，并且该材料仅短时间内有效，易产生耐药性。

也有学者提出在材料中加入银离子抗菌剂，例如，专利CN201110195614.6将TiO₂纳米粒子、钛酸丁酯水解的TiO₂或三氟乙酸、或其混合物作为抗菌剂，添加到硅橡胶中，制备长效抗菌的有机硅橡胶材料，用作海洋防生物粘污涂料和医疗器械和临床上的抗菌制品。CN201080056842.9、CN201410292145.3、CN201510165646.X等专利通过添加纳米银抗菌剂，制备了具有抗菌效果的硅橡胶材料。但由于银离子抗菌剂的加入，抗菌性医用硅胶的外观受到一定影响，透明性下降，颜色偏褐且成本较高。

另外，CN201210354212.0将微藻活素酶、生物活性多肽、海藻生物多糖等复配，制备了生物型密封胶防霉剂，将其添加入密封胶中，用于防止密封胶使用过程中霉菌的生长繁殖。但微藻活素酶、生物活性多肽易发生变性，失去生物活性，进而不能发挥抗菌性能。

因此，开发一种具有长效防霉抗菌作用，并可长时间保持上述性状稳定性的新型功能聚有机硅氧烷密封材料是迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防霉抗菌性聚有机硅氧烷密封材料及其制备方法，以克服上述现有技术中存在的缺点，本发明的有机聚硅氧烷密封材料具有优异持久的防霉抗菌性能。

本发明的密封材料采用如下技术方案：

一种防霉抗菌性聚有机硅氧烷密封材料，按质量份配比如下：

羟基封端的聚二甲基硅氧烷95～110份

抗菌组分3～20份

无机填料15～50份

有机添加剂20～75份

硅烷交联剂2～10份

一种防霉抗菌性聚有机硅氧烷密封材料，所采用的优选方案如下：

还包括如下组分：

有机锡催化剂0～3份

钛催化剂0～1份。

抗菌组分为长链烷基季铵基低聚硅氧烷，该长链烷基季铵基低聚硅氧烷通过如下方法制得：将有机硅烷、长链烷基叔胺和反应助剂在50～130℃反应2～10h，先制得长链季铵基有机硅，然后滴加去离子水或稀酸或稀碱溶液在20～50℃反应3～8h，制得长链烷基季铵基低聚硅氧烷；或者将有机硅烷先滴加去离子水或稀酸或稀碱溶液在20～50℃反应3～8h，制得有机低聚硅氧烷，再与烯丙基化合物在50～80℃反应2～4h，加入长链烷基叔胺继续反应2～5h，制得长链烷基季铵基低聚硅氧烷；或者将有机硅烷、烯丙基化合物、反应助剂在50～80℃反应2～4h，加入长链烷基叔胺再反应2～5h得到长链季铵基有机硅，然后滴加去离子水或稀酸或稀碱溶液在20～50℃反应3～8h，制得长链烷基季铵基低聚硅氧烷；所述长链烷基季铵基低聚硅氧烷具有拓扑结构，是笼状、梯形、规则或无规结构中的一种或几种。

抗菌组分长链烷基季铵基低聚硅氧烷制备过程中，所滴加的稀酸或稀碱溶液是盐酸、硫酸、醋酸、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾的稀溶液中的一种。

有机硅烷选取单官能烷氧基硅烷或二官能烷氧基硅烷或三官能烷氧基硅烷中的一种或几种，优选γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基含氢硅烷、三乙氧基含氢硅烷、二甲氧基含氢硅烷、二乙氧基含氢硅烷、二甲基含氢硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

长链烷基叔胺的结构式为N(CH₃)₂C_nH_2n+1，n为取值范围为6～18的正整数。