本发明属于高分子材料技术领域，尤其是一种防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料的制备方法。
背景技术：
硅胶面罩在早些年用于防毒防雾就已经研发而成，而选择硅胶材质面罩，使用寿命相对较长，柔软舒适。长时间佩戴，不易引发过敏反应。不过硅胶材料也分不同的硬软程度，硬度高的口罩易造成面部压痕，而硬度偏低则可能佩戴不牢固，容易出现漏气现象。根据了解，目前市场上称为防雾霾的硅胶口罩、硅胶面罩产品，实际上只是贴在面部位置的部分用硅胶材料制作，主体部分采用的材料还是塑料，通过过滤盒或过滤片进行空气过滤。由于硅胶制品有很好的亲肤性，无毒、无味，柔软舒适，不老化变硬，易于清洗，耐用不变形，反复使用仍能保证良好的贴合性、密封性等优点。但是硅橡胶口罩、硅胶面罩过滤部分如果没有同时做到多层过滤，用的还是过滤棉，如合成纤维过滤棉、无纺布过滤棉、玻璃纤维过滤棉、活性炭过滤棉等，用一种至多种过滤棉，用一层至多层过滤棉进行空气过滤，力图阻止新冠病毒对人体的侵害，实际效果却相差甚远目前多数硅胶口罩的制作方式主要是由过滤材料，过滤通道，排气阀门，硅胶面部密封罩、面部密封罩均由硅胶材料一体制作，防止有害气体泄露而进入口罩内。经过特殊设计，延长横向过滤腔的过滤通道，对pm2.5微尘进行有效过滤，降低空气对人体的伤害而选择用硅胶口罩则是在于可反复使用，寿命较长，只需更换中间部分滤芯过滤棉即可，它与普通口罩不同在于采用食品级环保硅胶材质与奶嘴，儿童牙胶材质相似，柔软舒适对皮肤没有危害，并且使用过后硅胶部分可以拆卸下来蒸煮消毒，反复使用，与皮肤接触面不担心会滋生细菌。本领域技术人员亟待开发出一种防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料的制备方法。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明旨在提供一种防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料的制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份数计，将乙烯基三丁酮肟基硅烷25~30份、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷8~11份、甲基乙烯基硅橡胶生胶90~100份、气相法白炭黑40~45份、二羟基聚二甲基硅氧烷8~10份，在60~70℃高速混合机中混炼处理1~2h配成基底料；（2）配制的基底料90~100份、偶氮二异丁酸二甲酯3.5~4份，过氧化二异丙苯0.4~0.6份，在110~120℃双辊机上混合，再加入负载催化剂白炭黑23~25份、1-乙炔基环己醇0.03~0.05份，将橡胶原料置于密炼机中塑炼1.5~2min，然后加入20~25份的杜仲胶、3~5份的氧化锌、0.5~1.0份的硬脂酸、1.0~1.5份的防老化剂、0.5~1.0份的促进剂、1.5~2.0份的三烯丙基异氰脲酸酯密炼1.5~2min后升温100~120秒，混炼温度达到150~160℃时排胶，混炼胶的停放时间12~16小时；
(3)硫化：将混炼胶成型后填入模具，在硫化机上180~185℃处理8~10min得到一段硫化产品，再经过165~170℃处理5~10min二段硫化，最终得到防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料。
进一步的，所负载催化剂白炭黑的制备方法为向56~65份的白炭黑中加入其质量分数10%的盐酸35~40份，在超声波清洗机中反应10~20min后，过滤，用去离子水洗涤至中性，于120℃干燥6h，得酸处理白炭黑，将1~1.5份六氯铂酸溶于100~120份的四氢呋喃中，充分搅拌溶解，得氯铂酸-四氢呋喃溶液，在配有回流冷凝管和磁力搅拌器的反应釜中加入3.0~3.5份的酸处理白炭黑和40~45份甲苯，搅拌成糊状20~30min后，加入0.6~0.8份水和4.0~4.5份乙醇配成的溶液，继续搅拌20~30min，滴加4~5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，加热100~105℃回流8~10h，然后将混合物缓慢冷却，过滤，用甲苯充分洗涤，产品在60~80℃真空干燥至恒重，加入0.2~0.3份氯铂酸-四氢呋喃溶液、7~9份四氢呋喃，25~30℃下搅拌，反应4~6h，过滤，用四氢呋喃洗涤3次，在70~80℃下真空干燥12h，得负载催化剂白炭黑。
进一步的，所述防老化剂为双（3，5-二叔丁基-4-羟基苄基）硫醚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、亚磷酸三壬基苯酯和2-硫醇基苯并咪唑中的至少一种。
进一步的，所述促进剂为乙醛氨（1-氨基乙醇）、n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰亚胺、1，3-双（2-苯并噻唑基硫醇甲基）脲中的至少一种。
进一步的，所述杜仲胶的门尼黏度125℃下ml（1 4）90~120。
本发明的有益效果：
本发明公开的防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料的制备方法，其中使用过的杜仲胶天然本身具有一定的抗菌性能，而杜仲胶用于防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料成型，可以广泛用于直接接触人体，选择合成有机硅橡胶与杜仲胶共混，硅橡胶分子量高，强度低，耐热耐低温、无毒无害、塑性能力强，也具备良好的接触皮肤实用性能。纯杜仲胶力学强度非常高，具备优异的共混性能及综合加工性能和热塑性与有机硅共混后，很好地弥补了高顺式顺丁橡胶强度低的问题，形成良性互补，既保证了定形抗菌面部密封罩具备一定的强度，又同时获得了良好的弹性和密封防护性能，且具备抗菌作用。白炭黑负载催化剂提高催化效果，且提高材料的强度，在基础配方的选择，氧化锌交联活性剂，改善杜仲胶材料焦烧情况，硬脂酸可以起到分散填料、促进硫化的作用，而防老剂可以提高耐磨耗性能，延长密封罩材料的使用寿命。
相比现有技术本发明具有如下优点：
本发明公开的防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料，轻巧舒适，经鼻呼吸，视野开阔，对鼻粘膜无刺激，可避免经口漏气，适用于合并其他呼吸系统疾病的患者，具有良好的生物相容性和低敏感性，使其在使用中发生过敏反应的风险降低，并且由于其卫生性，细菌和真菌几乎无法生长和传播。制品有弹性、耐用、透明，可接受紫外光照射并且抗张力可以进行高压灭菌消毒，具备较好的永久性压缩形变性能，能够在同一部件中被制成不同的壁厚，材料的耐用性和可塑性较强，具有柔软亲肤的舒适度，硬度可接近人体皮肤。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
（1）按重量份数计，将气相法白炭黑40份、二羟基聚二甲基硅氧烷、8份乙烯基三丁酮肟基硅烷25份、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷8份、甲基乙烯基硅橡胶生胶90份，在60℃高速混合机中混炼处理1h配成基底料；（2）配制的基底料90份、偶氮二异丁酸二甲酯4份，过氧化二异丙苯0.6份，在120℃双辊机上混合，再加入负载催化剂白炭黑23份、1-乙炔基环己醇0.05份，将橡胶原料置于密炼机中塑炼2min，然后加入25份的杜仲胶、5份的氧化锌、1.0份的硬脂酸、1.5份的防老化剂、1.0份的促进剂、2.0份的三烯丙基异氰脲酸酯密炼2min后升温120秒，混炼温度达到160℃时排胶，混炼胶的停放时间16小时；(3)硫化：将混炼胶成型后填入模具，在硫化机上185℃处理10min得到一段硫化产品，再经过170℃处理10min二段硫化，最终得到防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料，所负载催化剂白炭黑的制备方法为向56份的白炭黑中加入其质量分数10%的盐酸35份，在超声波清洗机中反应10min后，过滤，用去离子水洗涤至中性，于120℃干燥6h，得酸处理白炭黑，将1份六氯铂酸溶于100份的四氢呋喃中，充分搅拌溶解，得氯铂酸-四氢呋喃溶液，在配有回流冷凝管和磁力搅拌器的反应釜中加入3.0份的酸处理白炭黑和40份甲苯，搅拌成糊状20min后，加入0.6份水和4.0份乙醇配成的溶液，继续搅拌20min，滴加4份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，加热100℃回流8h，然后将混合物缓慢冷却，过滤，用甲苯充分洗涤，产品在80℃真空干燥至恒重，加入0.2份氯铂酸-四氢呋喃溶液、7份四氢呋喃，25℃下搅拌，反应4h，过滤，用四氢呋喃洗涤3次，在70℃下真空干燥12h，得负载催化剂白炭黑，所述防老化剂为亚磷酸三壬基苯酯，所述促进剂为1，3-双（2-苯并噻唑基硫醇甲基）脲，所述杜仲胶的门尼黏度125℃下ml（1 4）120山东贝隆杜仲生物工程有限公司的eugzp120，白炭黑德固萨aerosilr812s，氧化锌购自和县泰龙锌业。
实施例2
（1）按重量份数计，将乙烯基三丁酮肟基硅烷30份、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷11份、甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、气相法白炭黑45份、二羟基聚二甲基硅氧烷10份，在70℃高速混合机中混炼处理2h配成基底料；（2）配制的基底料100份、偶氮二异丁酸二甲酯4份，过氧化二异丙苯0.6份，在120℃双辊机上混合，再加入负载催化剂白炭黑25份、1-乙炔基环己醇0.05份，将橡胶原料置于密炼机中塑炼2min，然后加入5份的氧化锌、1.0份的硬脂酸、1.5份的防老化剂、25份的杜仲胶、1.0份的促进剂、2.0份的三烯丙基异氰脲酸酯密炼2min后升温120秒，混炼温度达到160℃时排胶，混炼胶的停放时间16小时；(3)硫化：将混炼胶成型后填入模具，在硫化机上180℃处理8min得到一段硫化产品，再经过165℃处理5min二段硫化，最终得到防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料，所负载催化剂白炭黑的制备方法为向65份的白炭黑中加入其质量分数10%的盐酸35份，在超声波清洗机中反应20min后，过滤，用去离子水洗涤至中性，于120℃干燥6h，得酸处理白炭黑，将1份六氯铂酸溶于100份的四氢呋喃中，充分搅拌溶解，得氯铂酸-四氢呋喃溶液，在配有回流冷凝管和磁力搅拌器的反应釜中加入3.0份的酸处理白炭黑和40份甲苯，搅拌成糊状20min后，加入0.6份水和4.0份乙醇配成的溶液，继续搅拌20min，滴加4份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，加热100℃回流8h，然后将混合物缓慢冷却，过滤，用甲苯充分洗涤，产品在60℃真空干燥至恒重，加入0.2份氯铂酸-四氢呋喃溶液、7份四氢呋喃，25℃下搅拌，反应4h，过滤，用四氢呋喃洗涤3次，在70℃下真空干燥12h，得负载催化剂白炭黑，所述防老化剂为双（3，5-二叔丁基-4-羟基苄基）硫醚，所述促进剂为n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰亚胺，所述杜仲胶的门尼黏度125℃下ml（1 4）90，山东贝隆杜仲生物工程有限公司的eugzp090，白炭黑卡博特cab-o-silts-720,氧化锌购自和县泰龙锌业。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，步骤（3）中负载催化剂白炭黑替未使用酸处理白炭黑，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，步骤（2）未使用杜仲胶，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，步骤（1）中未使用1-乙炔基环己醇，除此外的方法步骤均相同。
将实施例1~2和对比例1~3的防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料进行性能测试结果如表1所示：
表1实施例1~2和对比例1~3的防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料性能测试对比结果
注：参考以下标准进行检测吸气阻力按gb/t32610-2016中6.7的规定进行；呼气阻力按gb/t32610-2016中6.8的规定进行；断裂强力按gb/t13773.2-2008的规定进行；过滤效率按gb/t32610-2016中附录a规定的方法进行试验；gb2626-2006呼吸防护用品自吸过滤式防颗粒物呼吸器；橡胶硬度按gb/t531-2008规定进行；橡胶拉伸性能按gb/t528-2009规定进行，试样为1a型，夹持器移动速度500mm/min；橡胶压缩性能按gb/t7757-2009规定进行；撕裂强度按gb/t529-2009规定进检测；橡胶永久压缩变形，按gb/t7759-2015规定进行。
1.一种防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量份数计，将乙烯基三丁酮肟基硅烷25~30份、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷8~11份、甲基乙烯基硅橡胶生胶90~100份、气相法白炭黑40~45份、二羟基聚二甲基硅氧烷8~10份，在60~70℃高速混合机中混炼处理1~2h配成基底料；（2）配制的基底料90~100份、偶氮二异丁酸二甲酯3.5~4份，过氧化二异丙苯0.4~0.6份，在110~120℃双辊机上混合，再加入负载催化剂白炭黑23~25份、1-乙炔基环己醇0.03~0.05份，将橡胶原料置于密炼机中塑炼1.5~2min，然后加入20~25份的杜仲胶、3~5份的氧化锌、0.5~1.0份的硬脂酸、1.0~1.5份的防老化剂、0.5~1.0份的促进剂、1.5~2.0份的三烯丙基异氰脲酸酯密炼1.5~2min后升温100~120秒，混炼温度达到150~160℃时排胶，混炼胶的停放时间12~16小时；
(3)硫化：将混炼胶成型后填入模具，在硫化机上180~185℃处理8~10min得到一段硫化产品，再经过165~170℃处理5~10min二段硫化，最终得到防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料。
2.根据权利要求1所述的防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料的制备方法，其特征在于，所负载催化剂白炭黑的制备方法为向56~65份的白炭黑中加入其质量分数10%的盐酸35~40份，在超声波清洗机中反应10~20min后，过滤，用去离子水洗涤至中性，于120℃干燥6h，得酸处理白炭黑，将1~1.5份六氯铂酸溶于100~120份的四氢呋喃中，充分搅拌溶解，得氯铂酸-四氢呋喃溶液，在配有回流冷凝管和磁力搅拌器的反应釜中加入3.0~3.5份的酸处理白炭黑和40~45份甲苯，搅拌成糊状20~30min后，加入0.6~0.8份水和4.0~4.5份乙醇配成的溶液，继续搅拌20~30min，滴加4~5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，加热100~105℃回流8~10h，然后将混合物缓慢冷却，过滤，用甲苯充分洗涤，产品在60~80℃真空干燥至恒重，加入0.2~0.3份氯铂酸-四氢呋喃溶液、7~9份四氢呋喃，25~30℃下搅拌，反应4~6h，过滤，用四氢呋喃洗涤3次，在70~80℃下真空干燥12h，得负载催化剂白炭黑。
3.根据权利要求1所述的防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料的制备方法，其特征在于，所述防老化剂为双（3，5-二叔丁基-4-羟基苄基）硫醚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、亚磷酸三壬基苯酯和2-硫醇基苯并咪唑中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料的制备方法，其特征在于，所述促进剂为乙醛氨（1-氨基乙醇）、n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰亚胺、1，3-双（2-苯并噻唑基硫醇甲基）脲中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的防护口罩用定形抗菌面部密封罩材料的制备方法，其特征在于，所述杜仲胶的门尼黏度125℃下ml（1 4）90~120。
技术总结