本发明专利技术公开了一种有机硅橡胶及其制备方法与应用，属于硅橡胶技术领域，包括以下重量份原料：甲基乙烯基硅橡胶100份、氧化石墨烯基功能组分5‑10份、白炭黑35‑45份、白炭黑改性剂1‑3份、过氧化物交联剂0.5‑1.5份，本发明专利技术提供的有机硅橡胶由甲基乙烯基硅橡胶、氧化石墨烯基功能组分、白炭黑、白炭黑改性剂以及过氧化物交联剂为原料通过二段硫化工艺获得，相比于现有的有机橡胶而言，具有更低的异味性，更大的吸湿性和更稳定的抗菌性，作为可更换防护口罩的罩体使用时，能够减少橡胶异味引起的不适感，以及减少口罩内的水滴、雾气的产生，避免细菌滋生，有效发挥防护作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于硅橡胶，具体涉及一种有机硅橡胶及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着环境污染的加重以及对抗病毒防护的重视，口罩需求量不断上升，为了克服一次性口罩使用寿命短，使用量大，且不易降解的问题，可更换防护口罩越来越受到市场的欢迎，由于硅橡胶具有很好的亲肤性，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，以硅橡胶为罩体的硅胶口罩成为目前可更换防护口罩中的热门研究方向之一。
2、目前，可更换防护口罩用硅橡胶罩体一般由硅橡胶、硫化剂、炭黑等原料，通过硫化反应得到，硫化剂为有机过氧化物，过氧化硫化的硅橡胶具有难闻的异味，导致口罩罩体异味较大，给佩戴者造成不好的使用体验，其中应用较多的硫化剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(双25)，双25硫化硅橡胶过程中产生醇类小分子残余物是异味产生的主要原因，目前二段硫化工艺可以降低小分子残余量，降低硅橡胶气味等级，但是仅能达到3.5级，难以有效降低硅橡胶的异味含量。
3、此外，由于硅橡胶罩体与面部贴合性好，气密性高，长时间佩戴后，易产生水汽并滋生细菌，目前通过在硅橡胶中添加抗菌剂来解决该问题，但是现有抗菌剂存在容易迁移的问题，导致抗菌效果不持久。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种有机硅橡胶及其制备方法与应用，解决现有可更换防护口罩用硅橡胶罩体异味大、吸湿性差以及抗菌效果不持久的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
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p>3、一种有机硅橡胶，包括以下重量份原料：4、甲基乙烯基硅橡胶100份、氧化石墨烯基功能组分5-10份、白炭黑35-45份、白炭黑改性剂1-3份、过氧化物交联剂0.5-1.5份；
5、该有机硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：
6、室温下，采用双辊开炼机将甲基乙烯基硅橡胶压成薄片，之后加入石墨烯基功能组分、白炭黑改性剂、白炭黑，混炼20-40min，薄通出片，在150-180℃下热处理4-6h，降温至40-50℃加入过氧化物交联剂，混炼均匀，通过平板硫化机在150-170℃下硫化5-10min，得到硫化胶料，将硫化胶料置于鼓风烘箱中，在180-200℃下硫化1-3h，即得所述有机硅橡胶。
7、进一步地，氧化石墨烯基功能组分通过以下步骤获得：
8、步骤a、将邻苯二酚基三丙烯酸酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷加入无水thf中，50℃下反应12h后，减压蒸馏去除thf，得到端乙烯基超支聚合物；
9、步骤b、将端乙烯基超支聚合物、氧化石墨烯和thf加入烧瓶中，超声30min后置于50℃下，搅拌反应12h，反应结束后，用thf离心洗涤三次，50℃下真空干燥至恒重，得到修饰氧化石墨烯；
10、步骤c、将修饰氧化石墨烯、氯乙酸钠和dmf混合，80℃下搅拌反应5-7h后，抽滤，滤饼用无水乙醇洗涤后干燥，得到氧化石墨烯基功能组分。
11、首先以邻苯二酚基三丙烯酸酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷为原料，通过miachael加成反应得到含有硅氧烷结构、叔胺基团的端乙烯基超支化聚合物，之后通过偶联反应将端乙烯基超支化聚合物接枝到氧化石墨烯表面，得到修饰氧化石墨烯，最后使修饰氧化石墨烯与氯乙酸钠进行季铵化反应得到氧化石墨烯基功能组分。
12、进一步地，步骤a中邻苯二酚基三丙烯酸酯、3-氨丙基三乙氧基硅烷和无水thf的用量比为12.6-15.3g：6.6g：200ml。
13、进一步地，步骤b中端乙烯基超支聚合物、氧化石墨烯和thf的用量比为15-20mg：5mg：30-50ml。
14、进一步地，步骤c中修饰氧化石墨烯、氯乙酸钠和dmf的用量比为10.3-11.5g：3.8-4.7g：150-200ml。
15、进一步地，邻苯二酚基三丙烯酸酯通过以下步骤获得：
16、步骤s1、向烧瓶中加入三羟甲基氨基甲烷和无水乙醇，搅拌溶解后加入3，4-二羟基苯乙醛，搅拌下升温至70℃，保温反应6h后，减压蒸馏去除无水乙醇，得到中间产物；
17、步骤s2、将中间产物、丙烯酰氯、三乙胺、对苯二酚和dmf加入烧瓶中，温度40-60℃下，搅拌反应2-3h，反应结束后，过滤，滤液减压蒸馏去除dmf，去离子水洗涤后干燥，得到邻苯二酚基三丙烯酸酯。
18、首先以三羟甲基氨基甲烷和3，4-二羟基苯乙醛为原料，通过氨基与醛基之间的缩合反应得到中间产物，可知中间产物含有邻苯二酚基团、席夫碱结构和三羟基，之后以三乙胺为缚酸剂和催化剂，对苯二酚为阻聚剂，使中间产物与丙烯酰氯发生消去hcl反应，得到邻苯二酚基三丙烯酸酯。
19、进一步地，步骤s1中三羟甲基氨基甲烷和3，4-二羟基苯乙醛的摩尔比为1：1，步骤s2中中间产物、丙烯酰氯、三乙胺、对苯二酚和dmf的用量比为2.6g：2.8-3.0g：3-3.3g：0.05g：50-100ml。
20、进一步地，白炭黑改性剂为二苯基硅二醇、甲基苯基二乙氧基硅烷、羟基硅油、八甲基环四硅氧烷和硅氮烷中的一种或几种。
21、进一步地，过氧化物交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷中的一种或几种。
22、进一步地，上述有机硅橡胶在可更换防护口罩中的应用。
23、本专利技术的有益效果：
24、1.本专利技术提供的有机硅橡胶由甲基乙烯基硅橡胶、氧化石墨烯基功能组分、白炭黑、白炭黑改性剂以及过氧化物交联剂为原料得到，相比于现有的有机橡胶而言，具有更低的异味性，更大的吸湿性和更稳定的抗菌性，作为可更换防护口罩的罩体使用时，能够减少橡胶异味引起的不适感，以及减少口罩内的水滴、雾气的产生，避免细菌滋生，有效发挥防护作用。
25、2.本专利技术中的氧化石墨烯基功能组分由超支化聚合物改性得到，超支化聚合物具有高度支化结构、外表面含有大量活性乙烯基、内部具有独特的微孔结构，与线性聚合物相比，其分子链缠结少、不易结晶、粘度低、溶解性高，能够提高氧化石墨烯在橡胶基体中的分散性，在过氧化物的作用下，氧化石墨烯基功能组分的乙烯基能够与甲基乙烯基硅橡胶形成化学键合，在氧化石墨烯和硅橡胶界面处形成一个化学键连接的过渡层，减少界面缺陷，使氧化石墨烯发挥良好的增强作用，并且氧化石墨烯基功能组分含有大量季铵盐结构和邻苯二酚基团以及席夫碱结构，这些基团能够与氧化石墨烯协同发挥抗菌作用，且相比于外加现有抗菌剂而言，这些抗菌元素以化学键合的方式存在体系中，不易迁移，能够赋予橡胶长久的抗菌性能，季铵盐结构、邻苯二酚基团还具有良好的亲水性，能够与乙酸钠基团、氧化石墨烯的环氧基和羧基等亲水基团共同作用，提高硅橡胶的吸湿性，此外，氧化石墨烯具有良好的吸附性能，氧化石墨烯表面的活性基团在高温下能够醇类物质的羟基反应，邻苯二酚基团能够与过氧化物交联剂硫化过程产生的醇类小分子残余物通过氢键结合，降低醇类小分子残余物的总体含量，减少气味浓度，使硅橡胶本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种有机硅橡胶，其特征在于，包括以下重量份原料：
2.根据权利要求1所述的一种有机硅橡胶，其特征在于，步骤a中邻苯二酚基三丙烯酸酯、3-氨丙基三乙氧基硅烷和无水THF的用量比为12.6-15.3g：6.6g：200mL。
3.根据权利要求1所述的一种有机硅橡胶，其特征在于，步骤b中端乙烯基超支聚合物、氧化石墨烯和THF的用量比为15-20mg：5mg：30-50mL。
4.根据权利要求1所述的一种有机硅橡胶，其特征在于，步骤c中修饰氧化石墨烯、氯乙酸钠和DMF的用量比为10.3-11.5g：3.8-4.7g：150-200mL。
5.根据权利要求1所述的一种有机硅橡胶，其特征在于，邻苯二酚基三丙烯酸酯通过以下步骤获得：
6.根据权利要求5所述的一种有机硅橡胶，其特征在于，步骤S1中三羟甲基氨基甲烷和3，4-二羟基苯乙醛的摩尔比为1：1，步骤S2中中间产物、丙烯酰氯、三乙胺、对苯二酚和DMF的用量比为2.6g：2.8-3.0g：3-3.3g：0.05g：50-100mL。
7.根据权利要求1所述的一种有机硅橡胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的一种有机硅橡胶的应用，其特征在于，在可更换防护口罩中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种有机硅橡胶，其特征在于，包括以下重量份原料：
2.根据权利要求1所述的一种有机硅橡胶，其特征在于，步骤a中邻苯二酚基三丙烯酸酯、3-氨丙基三乙氧基硅烷和无水thf的用量比为12.6-15.3g：6.6g：200ml。
3.根据权利要求1所述的一种有机硅橡胶，其特征在于，步骤b中端乙烯基超支聚合物、氧化石墨烯和thf的用量比为15-20mg：5mg：30-50ml。
4.根据权利要求1所述的一种有机硅橡胶，其特征在于，步骤c中修饰氧化石墨烯、氯乙酸钠和dmf的用量比为10.3-11.5g：3.8-4.7g：150-200...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖祯，
申请(专利权)人：湖南贝森新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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