1.本发明耐热型硅橡胶材料及其制备方法，所述本发明亲水溶液

1.本发明涉及硅橡胶材料制备技术领域，具体涉及一种耐热硅橡胶材料及其制备方法。

背景技术：

2.硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替组成的橡胶，硅原子上通常连接有两个有机基团。普通硅橡胶主要由含有甲基和少量乙烯基的硅链单元组成。苯基的引入可以提高硅橡胶的耐高低温性能，三氟丙基和氰基的引入可以提高硅橡胶的耐温耐油性能。

3.另外，硅橡胶无味、无毒、不怕高温、耐严寒，还有良好的电绝缘、耐氧、耐老化、耐光、耐老化和抗霉性。性能、化学稳定性等。由于这些优良的性能，硅橡胶在现代医学中发挥了重要作用。但由于硅橡胶材料表面疏水性强，在与人体接触界面处硅橡胶材料的摩擦力较大，容易引起细菌的繁殖。因此，迫切需要一种耐热硅橡胶材料及其制备方法来解决上述问题。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决现有技术的不足，提出一种耐热硅橡胶材料及其制备方法。

5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

6.一种耐热硅橡胶材料及其制备方法，包括

7.一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料按质量包括以下原料：生胶100-130份，白炭黑10-12份，5- kh570硅烷偶联剂8份、酚醛树脂3-7份、补强填料30-45份、改性亲水溶液31.2-93.6份、二恶烷5-10二硫代磷酸锌、聚酰亚胺7-9份、硼酸三乙酯7-9份、原硅酸乙酯10-13份。

8.优选地，生胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶和二甲基硅橡胶中的一种。

9.优选地，所述补强填料为纳米二氧化硅和纳米碳酸钙按1:1的质量比组成的混合填料。

10.优选地，制备改性亲水性溶液的原料包括无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、聚氧乙烯烷基胺、有机树脂和磷酸胆碱，其质量比为6:1:3 :(3-5):11.

11. 优选地，改性亲水性溶液的制备方法如下：

12.步骤1，依次加入无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、磷酸胆碱到容器中混匀，室温下磁力搅拌5-7 混合均匀后加入1.5%聚氧乙烯烷基胺，继续搅拌10-20分钟至混合均匀，静置30分钟消泡备用；

13.第二步，在复合溶剂中加入有机树脂，以400-450r/min的转速搅拌30-35分钟，消泡后使用。

14.优选地，有机树脂为聚甲基硅树脂、聚乙基硅树脂和聚芳基硅树脂中的一种

一种类型。

15.A型耐热硅橡胶材料的制备方法包括以下步骤：

16.s1、原料按量称重备用；

17.s2、 将生胶、二氧化硅、kh570硅烷偶联剂、补强填料、二烷基二硫代磷酸锌、聚酰亚胺和硼酸三乙酯在搅拌机中搅拌均匀，在烘箱中干燥55°C 4-6小时；

18.s3、将干燥后的混合物放入真空烘箱中，抽真空后进行脱泡，得到脱泡产品；

19.s4、将消泡产品与酚醛树脂混合，放入硫化机硫化15-20分钟。然后加入原硅酸乙酯固化120-150分钟磷酸三乙酯是危险品吗，得到耐热中间材料；

20.s5、中间材料用乙醇超声波清洗10-12分钟，取出后用蒸馏水冲洗干净，干燥； 30-40秒，直到材料表面均匀粘附亲水涂层，然后在70°C-75°C下干燥1-2小时，得到耐热硅橡胶材料。

22.优选地，硫化剂的参数设置如下：压力15-17mpa，温度115-120℃。

23.本发明的有益效果是：

24.1、本发明以无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、聚氧乙烯烷基胺、有机树脂和磷酸胆碱为原料制备改性亲水性硅橡胶材料后制成后，将其浸入改性亲水性水溶液中，使硅橡胶材料表面进行亲水改性，从而提高其亲水性能，可有效减少硅橡胶用量。材料与人体界面的摩擦力，从而减少细菌的生长。

25.2、本发明中，在制备改性亲水性溶液的过程中，控制有机树脂的含量，有机树脂的添加量过少或过多都会导致对硅橡胶材料的亲水性能有一定影响。

26.3、在本发明中，二烷基二硫代磷酸锌的加入可以显着降低硅橡胶材料的表面摩擦度，从而避免材料中出现细菌。表面吸附。

具体实现方式

27.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

28.示例1：

29.一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料包括以下质量份数原料：甲基乙烯基硅橡胶100份，白炭黑10份，5份kh570硅烷偶联剂、酚醛树脂3份、纳米二氧化硅15份、纳米碳酸钙15份、改性亲水溶液3份@1.2份、二烷基二硫代磷酸锌6份、7份聚酰亚胺、硼酸三乙酯7份、原硅酸乙酯10份。

30.示例2：

31.一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料包括以下质量份数原料：甲基乙烯基硅橡胶115份，二氧化硅11份，kh570 7份硅烷偶联剂、酚醛树脂5份、纳米二氧化硅18份、纳米碳酸钙18份、改性亲水溶液6份@2.4份、二烷基二硫代磷酸锌8份、聚酰亚胺8份、硼酸三乙酯8份和 12 份原硅酸乙酯。

32.示例 3：

33.一种耐热硅橡胶材料磷酸三乙酯是危险品吗，每份硅橡胶材料包括以下质量份原料：甲基乙烯基硅橡胶130份，二氧化硅12份，kh570 8份硅烷偶联剂、酚醛树脂7份、纳米二氧化硅20份、纳米碳酸钙20份、改性亲水溶液9份@3.6份、二烷基二硫代磷酸锌10份、聚酰亚胺9份、9份硼酸三乙酯

酯和13份原硅酸乙酯。

34.上述实施例1-3中，制备改性亲水性溶液的原料包括无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、聚氧乙烯烷基胺、聚甲基硅树脂和磷酸胆碱，以及其质量比为6:1:3:3:11，改性亲水性溶液的制备方法如下：

35.步骤1、容器中依次加入无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺和磷酸胆碱，室温下磁力搅拌5分钟，加入1.5%聚氧乙烯烷基胺搅拌均匀后。继续搅拌10分钟至混合均匀，静置30分钟消泡；搅拌30分钟，消泡后备用。

37.上述实施例1-3中耐热硅橡胶材料的制备工艺相同，具体步骤如下：

38.s1、原料按用量称重；

39.s2、甲基乙烯基硅橡胶、二氧化硅、kh570硅烷偶联二氧化硅、纳米碳酸钙、二烷基二硫代磷酸锌、聚酰亚胺和硼酸三乙酯在混合器中充分混合并在烘箱中干燥55°C 4小时；

40.s3、将干燥后的混合物放入真空箱，抽真空再脱气，得到脱气产物；

41.s 4、将消泡产品与酚醛树脂混合，放入硫化机中，在15mpa的压力和120℃的温度下硫化15分钟，然后加入原硅酸乙酯固化120分钟，得到耐热中间材料；

42.s5、中间材料用乙醇超声波清洗10分钟，取出，用蒸馏水冲洗，干燥；

43.s6、将干燥的中间材料在改性亲水性水溶液中浸泡2-3次，每次30-40秒，直至材料表面均匀粘附亲水涂层，然后在70℃干燥2小时，得到耐热硅橡胶材料。

44.实验一：硅橡胶材料亲水性能的测定

45.实验

①

p>

，设置以下比较例和参考例，比较例以有无改性亲水性水溶液为基准，参考例以常规亲水性水溶液为基准：

46.比较例1：

47.一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料按质量包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶100份，白炭黑10份，kh570硅烷5份偶联剂、酚醛树脂3份、纳米二氧化硅15份、纳米碳酸钙15份、二烷基二硫代磷酸锌6份、聚酰亚胺7份、硼酸三乙酯7份、原硅酸乙酯10份。

48.比较例2：

49.一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料包括以下质量份数： 原料：甲基乙烯基硅橡胶115份，白炭黑11份，7份kh570硅烷偶联剂5份、酚醛树脂5份、纳米二氧化硅18份、纳米碳酸钙18份、二烷基二硫化物磷酸锌8份、聚酰亚胺8份、硼酸三乙酯8份、12份原硅酸乙酯。

50.比较例3：

51.一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料包括以下质量份数： 原料：甲基乙烯基硅橡胶130份，白炭黑12份，8份kh570硅烷偶联剂7份、酚醛树脂7份、纳米二氧化硅20份、纳米碳酸钙20份、二烷基二硫化物磷酸锌10份、聚酰亚胺9份、硼酸三乙酯9份、13份原硅酸乙酯。

52.上述比较例1-3中，原料中不添加改性亲水性溶液，制备耐热硅橡胶材料

流程如下：

53.s1、称量原料，备用；

54.s2、甲基乙烯基硅橡胶、二氧化硅、kh570硅烷偶联剂、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、二烷基二硫代磷酸锌、聚酰亚胺和硼酸三乙酯在混合器中充分混合，然后在搅拌机中混合。在 55°C 的烘箱中干燥 4 小时；

55.s3、将干燥后的混合物放入真空烘箱，抽真空再脱气，得到脱气产品；

56.s4、将消泡产品与酚醛树脂混合，放入硫化机中，在压力15mpa、温度120℃的条件下硫化处理15分钟，然后加入原硅酸乙酯固化120分钟，得到耐热硅橡胶材料。

57.参考例1：

58.一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料包括以下质量份数： 原料：甲基乙烯基硅橡胶100份，白炭黑10份，5 kh570硅烷偶联剂3份、酚醛树脂3份、纳米二氧化硅15份、纳米碳酸钙15份、常规亲水溶液3份1.2份、二烷基二硫代磷酸锌6份、7份聚酰亚胺1份，硼酸三乙酯7份，原硅酸乙酯10份。

59.参考例2：

60.一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料包括以下质量份数： 原料：甲基乙烯基硅橡胶115份，二氧化硅11份，硅胶7份kh570硅烷偶联剂、酚醛树脂5份、纳米二氧化硅18份、纳米碳酸钙18份、常规亲水溶液6份、2.4份、二烷基二硫代磷酸锌8份、聚酰亚胺8份、硼酸三乙酯8份、原硅酸乙酯12份。

61.参考例3：

62.一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料包括以下质量份原料：甲基乙烯基硅橡胶130份，二氧化硅12份，kh570 8份硅烷偶联剂、酚醛树脂7份、纳米二氧化硅20份、纳米碳酸钙20份、常规亲水性溶液9份、3.6份、二烷基二硫代磷酸锌10份、聚酰亚胺9份、9份硼酸三乙酯和原硅酸乙酯13份。

63.上述参考例1-3中，常规的亲水性溶液是在磷酸中加入100倍的水，搅拌混合而成，其耐热硅橡胶材料的工艺流程为如下：

64.s1、称量原料，备用；

65.s2、基乙烯基硅橡胶、白炭黑、kh570硅烷偶联剂、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、二烷基二硫代磷酸锌、聚酰亚胺和硼酸三乙酯充分混合混合器，在烘箱中在 55°C 下干燥 4 小时；

66.s3、将干燥后的混合物放入真空箱中，抽真空再脱气，得到脱气泡沫产品；

67.s4、将消泡产品与酚醛树脂混合，放入硫化机，在压力15mpa，温度120℃的条件下放入硫化机硫化15分钟，再加入原硅酸乙酯固化120分钟，得到耐热中间材料；

68.s5、中间材料用乙醇超声波清洗10分钟，取出后用蒸馏水冲洗干净，晾干；每次30-40秒，直至材料表面均匀附着亲水涂层，然后在70℃干燥2小时，得到耐热硅橡胶材料。

70.对实施例1-3、比较例1-3和参考例1-3中的硅橡胶材料依次采用dcat21 dataphysics型动态接触角测试进行测试，接触角测试为用仪器测量接触角，结果见下表：

[0071][0072]

从上表的测试结果可以看出，比较例1-3中的硅由于没有在橡胶材料中添加改性亲水溶液或常规的亲水溶液，因此硅橡胶的强疏水性是显而易见的。 ，这降低了接触角。但相比之下，实施例1-3的接触角下降幅度更大，因此其亲水能力更好。由此可见，改性亲水溶液使用硅橡胶可以大大提高硅橡胶材料的表面亲水性能。

[0073]

实验

②

，在实验中

①

基于实施例1-3和参考例1-3的抗菌实验：

[0074]

一、菌悬液制备：将酵母菌接种在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上，28℃培养48小时，用接种环挑取少量培养菌株放入试管中充入无菌水，摇匀，配制成菌悬液，用平板菌落计数法测定菌液浓度，用稀释法使菌液含量为10efu/ml，即为待测菌液体;

[0075]

二、体外抑菌试验测定：将涂料滴入无菌培养皿（直径15mm），然后加入0.2ml试验菌液（稀释后菌液浓度为约103个/ml)，将布均匀涂布，重复3次，以无菌水为对照，将培养皿置于28℃培养箱中48小时，计数菌落数，计算抑菌率，如下表所示：

[0076][0077][0078]

从上表的测试结果可以看出，在实施例1-3和参考实施例1-3中，所制备的硅橡胶材料均具有一定的抗菌作用，但相比之下，实施例1-3的硅橡胶材料较好。

[0079]

综合实验

①

总结

②

可见，加入改性亲水性水溶液实施例制备的硅橡胶材料，不仅提高了表面的亲水能力，而且对细菌有很强的抑制作用。

[0080]

实验2：硅橡胶材料表面耐磨性的测定

[0081]

实验

③

，设置如下对比示例，有无二烷基二硫代磷酸锌作为参考：

[0082]

比较例 4：

[0083]

一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料按质量包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶100份、白炭黑10份、kh570硅烷偶联剂5份、酚醛树脂3份份、纳米二氧化硅15份、纳米碳酸钙15份、改性亲水性水溶液31.2份、聚合物7份酰亚胺、硼酸三乙酯7份、原硅酸乙酯10份。

[0084]

比较例 5：

[0085]

一种耐热硅橡胶材料，每硅橡胶材料按质量包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶115份、白炭黑11份、kh570硅烷偶联剂7份、酚醛树脂、纳米二氧化硅18份、纳米碳酸钙18份。 62.4份改性亲水溶液、8份聚酰亚胺、8份硼酸三乙酯和12份原硅酸乙酯。

[0086]

比较例 6：

[0087]

一种耐热硅橡胶材料，每一种橡胶材料按质量包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶130份、白炭黑12份、kh570硅烷偶联剂8份、苯酚7份甲醛树脂、纳米二氧化硅20份、纳米碳酸钙20份。 93.改性亲水液6份、聚酰亚胺9份、硼酸三乙酯9份、原硅酸乙酯13份。

[0088]

上述比较例4-6中的改性亲水性溶液同实施例1-3，其制备工艺同实施例

与1-3的制备工艺相比，除了步骤s2不再添加二烷基二硫代磷酸锌外，其他工艺相同。

[0089]

将实施例1-3和对比例4-6中的硅橡胶材料分别在耐磨测试仪中进行耐磨测试，根据磨损率=测试前后的质量差异/破损面积​​​​试件，记录每次试验的磨损率，见下表：

[0090][0091]

从上表的测试结果可以看出，在添加二烷基二硫代磷酸锌的实施例1-3中，磨损率线性下降，即硅橡胶材料表面趋于光滑，对表面细菌的吸附有一定的作用。抑制作用。

[0092]

试验3：改性亲水溶液中有机树脂（本试验中为聚甲基硅树脂）含量的测定

[0093]

以示例1作为单独对比，设置如下对比示例：

[0094]

比较例 7：

[0095]

一种耐热硅橡胶材料，每份硅橡胶材料按质量包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶100份，白炭黑10份，kh570硅烷偶联剂5份，3酚醛树脂15份、纳米二氧化硅15份、纳米碳酸钙15份、改性亲水性溶液3份、二烷基二硫代磷酸锌6份、聚酰亚胺7份、硼酸三乙酯7份、原硅酸乙酯10份。改性亲水溶液中无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、聚氧乙烯烷基胺、聚甲基丙烯酸甲酯基体硅树脂与磷酸胆碱的质量比为6:1:3:4:11。

[0096]

比较例 8：

[0097]

一种耐热硅橡胶材料，每硅橡胶材料按质量包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶100份、白炭黑10份、kh570硅烷偶联剂5份、酚醛树脂、纳米二氧化硅15份、纳米碳酸钙15份、改性亲水溶液31.2份、二烷基二硫代磷酸锌6份、聚酰亚胺7份、硼酸三乙酯7份原硅酸乙酯10份，其中改性无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、聚氧乙烯烷基胺、聚甲基硅树脂和磷酸胆碱在亲水溶液中的质量比为6:1:3:5:11。

[0098]

比较例 9：

[0099]

一种耐热硅橡胶材料，每种橡胶材料按质量包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶100份、白炭黑10份、kh570硅烷偶联剂5份、苯酚3份甲醛树脂、纳米二氧化硅15份、纳米碳酸钙15份、改性亲水溶液31.2份、二烷基二硫代磷酸锌6份、聚酰亚胺7份、硼酸三乙酯7份

酯和原硅酸乙酯酯10份，其中无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、聚氧乙烯烷基胺、聚甲基硅树脂和磷酸胆碱在改性亲水溶液中的质量比为6:1:3:6:11 .

[0100]

比较例 10：

[0101]

一种耐热硅橡胶材料，每种橡胶材料按质量包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶100份、白炭黑10份、kh570硅烷偶联剂5份、苯酚3份甲醛树脂、纳米二氧化硅15份、纳米碳酸钙15份、改性亲水溶液31.2份、二烷基二硫代磷酸锌6份、聚酰亚胺7份、硼酸三乙酯7份、原硅酸乙酯10份，其中改性无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、聚氧乙烯烷基胺、聚甲基硅树脂和磷酸胆碱在亲水溶液中的质量比为6:1:3:7:11。

[0102]

比较例 11：

[0103]

一种耐热硅橡胶材料，每种橡胶材料按质量包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶100份、白炭黑10份、kh570硅烷偶联剂5份、苯酚3份甲醛树脂、纳米二氧化硅15份、纳米碳酸钙15份、改性亲水溶液31.2份、二烷基二硫代磷酸锌6份、聚酰亚胺7份、硼酸三乙酯7份、原硅酸乙酯10份，其中改性无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、聚氧乙烯烷基胺、聚甲基硅树脂和磷酸胆碱在亲水溶液中的质量比为6:1:3:2:11。

[0104]

比较例 12：

[0105]

一种耐热硅橡胶材料，每种橡胶材料按质量包括以下原料：甲基乙烯基硅橡胶100份、白炭黑10份、kh570硅烷偶联剂5份、苯酚3份甲醛树脂、纳米二氧化硅15份、纳米碳酸钙15份、改性亲水溶液31.2份、二烷基二硫代磷酸锌6份、聚酰亚胺7份、硼酸三乙酯7份、原硅酸乙酯10份，其中改性无水乙醇、n,n-二甲基甲酰胺、聚氧乙烯烷基胺、聚甲基硅树脂和磷酸胆碱在亲水溶液中的质量比为6:1:3:1:11。

[0106]

上述比较例7-12的硅橡胶材料的制备工艺与实施例1的制备工艺一致。

[0107]

上述实施例制备的硅橡胶材料1、对照例7-12按实验进行测试

①

p的测试方法>

用于测试接触角和接触角平均值（保留一位小数），记录在下表中：

[0108]

从上表的测试结果可知，实施例1、的比较例7和比较例8的接触角最小，因此其亲水能力最好。改性亲水溶液中有机树脂的比例增加，其亲水能力较前三者相对弱，而当改性亲水溶液中有机树脂的比例降低时，其亲水能力相对较弱。亲水能力变弱，趋于疏水性和亲水性的边界。可见改性亲水溶液中有机树脂的最佳配比为3:21~5:21。

[0110]

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但本发明的保护范围并不限于此，任何熟悉本技术领域的人员在本发明所揭示的技术范围内，均可进行等同替换或变更本领域技术人员对本发明的技术方案和发明构思的理解，均应包含在本发明的保护范围之内。