一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料及其制备方法与流程-j9九游会真人

1.本发明属于纺织面料领域，具体涉及一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料及其制备方法。


背景技术：

2.汽车内饰(automotive interior)主要是指汽车内部改装所用到的汽车产品，涉及到汽车内部的方方面面，比如汽车方向盘套、汽车坐垫、汽车脚垫等。硅橡胶面料是一种无毒环保的新型材料，其具有优良的力学性能，同时还具有材质绵软、防滑和耐化学腐蚀强等优点，被广泛用于高端汽车内饰等材料。
3.高端汽车内饰对材料的洁净度和安全性要求较高，往往需要进行杀菌消毒和清洗，需要消耗大量的时间成本和人力物力成本，且过度的清洗、消毒会损坏面料的表面材质。由于硅橡胶本身抗菌率不超过50％、抗菌效果差，且硅橡胶无防污功能、不易清洁。因此，亟需研发一种抗菌易清洁硅橡胶面料。


技术实现要素：

4.为了提高硅橡胶面料的抗菌效果和耐污易清洁效果，本技术提供一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料及其制备方法。
5.第一方面，本技术提供一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，采用如下技术方案实现：一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，由布基和硅橡胶聚合物胶层组成，按重量份计，所述硅橡胶聚合物胶层的制备原料包括端乙烯基聚二甲基硅氧烷100-200份、支链型乙烯基硅油30-50份、乙烯基氟硅油20-40份、含氢硅油5-10份、乙烯基硅烷偶联剂5-10份、纳米二氧化钛载银抗菌剂8-15份、氧化石墨烯0.5-1份、羧甲基壳聚糖3-5份、铂催化剂0.2-0.3份、抑制剂0.03-0.05份、硫化剂0.3-0.5份、水性纳米二氧化钛自清洁涂料10-20份、阳离子含氟表面活性剂1-2份。
6.通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛载银抗菌剂综合了纳米二氧化钛和银离子的抗菌性能，可以提高面料的抗菌性，纳米二氧化钛载银抗菌剂和水性纳米二氧化钛自清洁涂料均含有纳米二氧化钛，可以提高面料的耐老化性。
7.乙烯基硅烷偶联剂提高了纳米二氧化钛载银抗菌剂、水性纳米二氧化钛自清洁涂料与硅橡胶间的分散性，且提高了硅橡胶的耐磨性，从而提高了有机硅面料的抗划伤效果。
8.端乙烯基聚二甲基硅氧烷、支链型乙烯基硅油、乙烯基氟硅油中的乙烯基团与含氢硅油的si-h基团在铂催化剂作用下发生硅氢加成反应，得硅橡胶，由于支链型乙烯基硅油含有支链，提高了硅橡胶的网络结构，有利于固定纳米二氧化钛载银抗菌剂，乙烯基氟硅油含有氟原子，支链型乙烯基硅油和乙烯基氟硅油共同作用提高了面料的抗菌持久性和易清洁性能。
9.氧化石墨烯具有较佳的导电效果，使面料具有较佳的防静电效果，可以减少脏污
的留着，也有利于提高面料的易清洁性能。羧甲基壳聚糖和氧化石墨烯均具有抗菌作用，两者共同作用，能固定纳米二氧化钛载银抗菌剂，还能提高面料的抗菌持久性。
10.水性纳米二氧化钛自清洁涂料和阳离子含氟表面活性剂共同作用，显著提高了面料的易清洁性能。
11.优选的，所述氧化石墨烯为多巴胺改性氧化石墨烯。
12.通过采用上述技术方案，多巴胺在氧化石墨烯表面形成吸附层，提高了氧化石墨烯与硅橡胶的相容性，有利于提高有机硅面料的耐污易清洁性，且多巴胺中含有邻苯二酚基团，对银离子具有络合作用，使银离子吸附在多巴胺改性氧化石墨烯表面，加上邻苯二酚基团具有高亲和力，能够粘附和快速交联固化，进一步固定纳米二氧化钛载银抗菌剂，从而显著提高了有机硅面料的抗菌长久性。
13.优选的，所述多巴胺改性氧化石墨烯的制备方法，包括如下步骤：氧化石墨烯分散于缓冲液中，加入多巴胺，搅拌反应，过滤去滤液，洗涤，干燥，得多巴胺改性氧化石墨烯；所述氧化石墨烯、缓冲液和多巴胺的质量比为1:(1000-2000):(0.2-0.8)。
14.更优选的，所述多巴胺和氧化石墨烯的质量比为(0.5-0.6):1。
15.通过采用上述技术方案，多巴胺和氧化石墨烯的质量比为(0.5-0.6):1，有机硅面料的抗菌持久性和易清洁性均较优。
16.优选的，所述纳米二氧化钛载银抗菌剂中银离子含量为2000ppm。
17.通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛载银抗菌剂中银离子含量为2000ppm可以显著提高面料的抗菌性。
18.优选的，所述支链型乙烯基硅油中乙烯基含量为2-3wt％。
19.通过采用上述技术方案，支链型乙烯基硅油分子链上的乙烯基具有良好的反应活性，支链型乙烯基硅油中乙烯基含量高，可以提高硅橡胶交联密度，有利于提高有机硅面料的抗划伤性，且有利于固定纳米二氧化钛载银抗菌剂，一定程度上提高了有机硅面料的抗菌持久性。
20.优选的，所述硅橡胶聚合物胶层的制备原料还包括双醇羟基单封端硅油3-5重量份。
21.通过采用上述技术方案，双醇羟基单封端硅油具有与多元醇相近反应活性，可以与氧化石墨烯、羧基壳聚糖中的-cooh反应，有利于提高硅橡胶聚合物胶料与布基之间的粘结性能，且提高了有机硅面料的抗菌持久性，还降低了抗菌易清洁处理液的表面张力，有利于提高有机硅面料的耐污易清洁性。
22.优选的，所述双醇羟基单封端硅油中羟基含量为0.8-1.5wt％；更优选的，所述双醇羟基单封端硅油中羟基含量为1.5wt％。
23.通过采用上述技术方案，增大双醇羟基单封端硅油中羟基含量，可以提高其反应活性，从而提高有机硅面料的抗菌持久性和耐污易清洁效果。
24.优选的，所述硅橡胶聚合物胶层的制备原料还包括α,ω-羟丙基聚硅氧烷硅油2-3重量份。
25.通过采用上述技术方案，α,ω-羟丙基聚硅氧烷硅油可以提高有机硅面料的耐磨性、抗划伤和耐候性，同时可以提高有机硅面料的耐污易清洁效果。
26.第二方面，本技术提供一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料的制备方法，采用如下技术方案实现：一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料的制备方法，包括如下步骤：s1、将纳米二氧化钛载银抗菌剂、氧化石墨烯、羧甲基壳聚糖、乙烯基硅烷偶联剂、水性纳米二氧化钛自清洁涂料、阳离子含氟表面活性剂、双醇羟基单封端硅油和α,ω-羟丙基聚硅氧烷硅油混合，得抗菌易清洁处理液；s2、将端乙烯基聚二甲基硅氧烷、支链型乙烯基硅油、乙烯基氟硅油、含氢硅油和抑制剂混合，分散均匀后加入铂催化剂，在50-70℃下反应2-4h，得硅橡胶料；s3、向s2步骤制备的硅橡胶料中加入s1步骤制备的抗菌易清洁处理液中，搅拌均匀之后加入硫化剂，得硅橡胶聚合物胶料；s4：将s3步骤制备的硅橡胶聚合物胶料涂布在离型纸上，并与布基贴合，在130-150℃的温度下硫化5-10min，将离型纸剥离，烘干，得汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料。
27.本技术采用环保的合成工艺制备得到硅橡胶聚合物胶料，并通过涂布生产加工得到有机硅面料，不但可以满足车规级座椅用料的基本要求，还具有抗菌、耐污易清洁、抗划伤、耐老化等优点，是一种理想的高端车用材料。
28.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术采用环保的合成工艺制备得到硅橡胶聚合物胶料，并通过涂布生产加工得到有机硅面料，具有抗菌、耐污易清洁、抗划伤、耐老化等优点，对大肠杆菌的初始抑菌率不低于98.3％，水洗30次的抑菌率不低于97.7％。
29.2、本技术采用端乙烯基聚二甲基硅氧烷、支链型乙烯基硅油和乙烯基氟硅油中的乙烯基团与含氢硅油的si-h基团在铂催化剂作用下发生硅氢加成反应，制备硅橡胶，提高了面料的抗菌持久性和易清洁性能。
30.3、本技术采用氧化石墨烯提高了面料的易清洁性能，羧甲基壳聚糖和氧化石墨烯两者共同作用，能固定纳米二氧化钛载银抗菌剂，提高了面料的抗菌性及抗菌持久性。
31.4、本技术采用水性纳米二氧化钛自清洁涂料和阳离子含氟表面活性剂共同作用，显著提高了面料的易清洁性能。
32.5、本技术采用多巴胺改性氧化石墨烯显著提高了有机硅面料的抗菌长久性。
33.6、本技术采用双醇羟基单封端硅油，其羟基可以与氧化石墨烯、羧基壳聚糖中的-cooh反应，有利于提高硅橡胶聚合物胶料与布基之间的粘结性能，还提高了有机硅面料的抗菌持久性和耐污易清洁性。
具体实施方式
34.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
35.制备例制备例1提供了一种多巴胺改性氧化石墨烯，其制备步骤为：取10g氧化石墨烯分散于10kg tris-hcl缓冲液中，加入2g多巴胺，在25℃以转速100rpm搅拌反应6h，过滤去除滤液，用去离子水洗涤三次，70℃真空干燥12h，得多巴胺改性氧化石墨烯。
36.制备例2提供了一种多巴胺改性氧化石墨烯，其制备步骤为：
取10g氧化石墨烯分散于20kg tris-hcl缓冲液中，加入8g多巴胺，在25℃以转速100rpm搅拌反应6h，过滤去除滤液，用去离子水洗涤三次，70℃真空干燥12h，得多巴胺改性氧化石墨烯。
37.制备例3提供了一种多巴胺改性氧化石墨烯，其制备步骤为：取10g氧化石墨烯分散于15kg tris-hcl缓冲液中，加入5g多巴胺，在25℃以转速100rpm搅拌反应6h，过滤去除滤液，用去离子水洗涤三次，70℃真空干燥12h，得多巴胺改性氧化石墨烯。
38.制备例4提供了一种多巴胺改性氧化石墨烯，与制备例3不同之处仅在于：多巴胺的质量为6g。
39.制备对比例制备对比例1提供了一种乙二胺改性氧化石墨烯，与制备例1不同之处仅在于：多巴胺等质量替换为乙二胺。实施例
40.实施例1提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，其制备步骤为：s1、将80g纳米二氧化钛载银抗菌剂、5g氧化石墨烯、30g羧甲基壳聚糖、50g乙烯基三甲氧基硅烷、100g水性纳米二氧化钛自清洁涂料和10g阳离子含氟表面活性剂混合，得抗菌易清洁处理液；s2、将1000g端乙烯基聚二甲基硅氧烷、300g支链型乙烯基硅油、200g乙烯基氟硅油、50g甲基含氢硅油和0.3g甲基丁炔醇混合，分散均匀后加入2g氯铂酸-异丙醇，在50℃下反应4h，得硅橡胶料；s3、向s2步骤制备的硅橡胶料中加入s1步骤制备的抗菌易清洁处理液中，搅拌均匀之后加入3g过氧化苯甲酰，得硅橡胶聚合物胶料；s4：将s3步骤制备的硅橡胶聚合物胶料涂布在离型纸上，并与布基贴合，在130℃的温度下硫化10min，将离型纸剥离，烘干，得汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料；其中，纳米二氧化钛载银抗菌剂中银离子含量为1000ppm；水性纳米二氧化钛自清洁涂料，型号my st2，购自安徽明怡硅业有限公司；阳离子含氟表面活性剂，型号cf-700，购自济南齐氟新材料技术有限公司；端乙烯基聚二甲基硅氧烷，重均分子量为2000；支链型乙烯基硅油为分子链中间带有乙烯基的甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为0.5-0.8wt％；乙烯基氟硅油，型号fsy-780，购自上海硅山高分子材料有限公司；甲基含氢硅油，氢含量为0.75wt％。
41.实施例2提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例1不同之处在于，其制备步骤为：s1、将150g纳米二氧化钛载银抗菌剂、10g氧化石墨烯、50g羧甲基壳聚糖、100g乙烯基三甲氧基硅烷、200g水性纳米二氧化钛自清洁涂料和20g阳离子含氟表面活性剂混合，得抗菌易清洁处理液；s2、将2000g端乙烯基聚二甲基硅氧烷、500g支链型乙烯基硅油、400g乙烯基氟硅油、100g甲基含氢硅油和0.5g甲基丁炔醇混合，分散均匀后加入3g氯铂酸-异丙醇，在70℃
下反应2h，得硅橡胶料；s3、向s2步骤制备的硅橡胶料中加入s1步骤制备的抗菌易清洁处理液中，搅拌均匀之后加入5g过氧化苯甲酰，得硅橡胶聚合物胶料；s4：将s3步骤制备的硅橡胶聚合物胶料涂布在离型纸上，并与布基贴合，在150℃的温度下硫化5min，将离型纸剥离，烘干，得汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料。
42.实施例3提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例1不同之处在于，其制备步骤为：s1、将120g纳米二氧化钛载银抗菌剂、8g氧化石墨烯、40g羧甲基壳聚糖、80g乙烯基三甲氧基硅烷、150g水性纳米二氧化钛自清洁涂料和15g阳离子含氟表面活性剂混合，得抗菌易清洁处理液；s2、将1500g端乙烯基聚二甲基硅氧烷、400g支链型乙烯基硅油、300g乙烯基氟硅油、80g甲基含氢硅油和0.4g甲基丁炔醇混合，分散均匀后加入2.5g氯铂酸-异丙醇，在60℃下反应3h，得硅橡胶料；s3、向s2步骤制备的硅橡胶料中加入s1步骤制备的抗菌易清洁处理液中，搅拌均匀之后加入4g过氧化苯甲酰，得硅橡胶聚合物胶料；s4：将s3步骤制备的硅橡胶聚合物胶料涂布在离型纸上，并与布基贴合，在140℃的温度下硫化8min，将离型纸剥离，烘干，得汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料。
43.实施例4提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例3不同之处仅在于：纳米二氧化钛载银抗菌剂中银离子含量为2000ppm。
44.实施例5提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例4不同之处仅在于：氧化石墨烯等质量替换为多巴胺改性氧化石墨烯(来源于制备例1)。
45.实施例6提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例5不同之处仅在于：多巴胺改性氧化石墨烯来源于制备例2。
46.实施例7提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例5不同之处仅在于：多巴胺改性氧化石墨烯来源于制备例3。
47.实施例8提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例5不同之处仅在于：多巴胺改性氧化石墨烯来源于制备例4。
48.实施例9提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例4不同之处仅在于：氧化石墨烯等质量替换为乙二胺改性氧化石墨烯(来源于制备对比例1)。
49.实施例10提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例8不同之处仅在于：支链型乙烯基硅油为分子链中间带有乙烯基的甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为2-3wt％。
50.实施例11提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例10不同之处仅在于：s1、将120g纳米二氧化钛载银抗菌剂、8g氧化石墨烯、40g羧甲基壳聚糖、80g乙烯基三甲氧基硅烷、150g水性纳米二氧化钛自清洁涂料、15g阳离子含氟表面活性剂和30g双醇羟基单封端硅油；其中，双醇羟基单封端硅油，羟基含量为0.6wt％，型号my 8861，购自安徽明怡硅业有限公司。
51.实施例12提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例11不同之处仅在于：双醇羟基单封端硅油的质量为50g。
52.实施例13提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例12不同之处仅在于：双醇羟基单封端硅油，羟基含量为0.8wt％，型号my 8865h，购自安徽明怡硅业有限公司。
53.实施例14提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例12不同之处仅在于：双醇羟基单封端硅油，羟基含量为1.5wt％，型号my 8866，购自安徽明怡硅业有限公司。
54.实施例15提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例14不同之处仅在于：s1、将120g纳米二氧化钛载银抗菌剂、8g氧化石墨烯、40g羧甲基壳聚糖、80g乙烯基三甲氧基硅烷、150g水性纳米二氧化钛自清洁涂料、15g阳离子含氟表面活性剂、50g双醇羟基单封端硅油和20gα,ω-羟丙基聚硅氧烷硅油混合，得抗菌易清洁处理液；其中，α,ω-羟丙基聚硅氧烷硅油，型号my 1203m，购自安徽明怡硅业有限公司。
55.实施例16提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例14不同之处仅在于：α,ω-羟丙基聚硅氧烷硅油的质量为30g。
56.对比例对比例1提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例1不同之处仅在于：支链型乙烯基硅油等质量替换为乙烯基氟硅油。
57.对比例2提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例1不同之处仅在于：乙烯基氟硅油等质量替换为支链型乙烯基硅油。
58.对比例3提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例1不同之处仅在于：羧甲基壳聚糖等质量替换为氧化石墨烯。
59.对比例4提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例1不同之处仅在于：氧化石墨烯等质量替换为羧甲基壳聚糖。
60.对比例5提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例1不同之处仅在于：水性纳米二氧化钛自清洁涂料等质量替换为阳离子含氟表面活性剂。
61.对比例6提供了一种汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，与实施例1不同之处仅在于：阳离子含氟表面活性剂等质量替换为水性纳米二氧化钛自清洁涂料。
62.性能检测试验针对本技术实施例1-16和对比例1-6制备的汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，进行如下的性能检测。
63.1、抗菌性能：取相同大小形状面积(5cm
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5cm)的实施例1-16和对比例1-6制备的汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，参照gb/t31402-2015《塑料表面抗菌性能试验方法》测定大肠杆菌的抑菌率，大肠杆菌原始菌落总数为1.85
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106cfu/g，测试结果见表1。
64.2、抗菌持久性：分别将实施例1-16和对比例1-6制备的汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料用水洗1h、室内晾晒23h，重复30次，后取相同大小形状面积(5cm
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5cm)，参照gb/t31402-2015《塑料表面抗菌性能试验方法》测定大肠杆菌的抑菌率，大肠杆菌原始菌落总数为1.85
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106cfu/g，测试结果见表1。
65.3、易清洁性能：取相同大小形状面积(5cm
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5cm)的实施例1-16和对比例1-6制备的汽车内饰用抗菌易清洁硅橡胶面料，在室内非洁净环境下静置10天后进行初次称重，然后用乙醇清洗表面后干燥并进行第二次称重，用相同量的无水乙醇以相同方式清洗表面后干燥并进行第三次称重，计算残留率＝(初次称重-第三次称重)/(初次称重-第二次称重)
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100％，残留率越低表示易清洁，测试结果见表1。
66.表1测试结果表1测试结果
以下针对表1的测试数据，详细说明本技术。
67.从实施例1和对比例1-2的测试数据可知，支链型乙烯基硅油含有支链，可以提高有机硅面料的抗菌长久性；乙烯基氟硅油含有氟原子，可以提高有机硅面料的易清洁性能，两者共同作用，进一步提高了有机硅面料的抗菌持久性和易清洁性能。
68.从实施例1和对比例3-4的测试数据可知，羧甲基壳聚糖和氧化石墨烯共同作用，提高了有机硅面料的抗菌性、抗菌持久性和易清洁性能。
69.从实施例1和对比例5-6的测试数据可知，水性纳米二氧化钛自清洁涂料和阳离子含氟表面活性剂共同作用，显著提高了有机硅面料的易清洁性能，还提高了有机硅面料的抗菌性。
70.从实施例4、5、9的测试数据可知，多巴胺改性氧化石墨烯显著提高了有机硅面料的抗菌持久性。
71.从实施例5-8的测试数据可知，增加多巴胺的含量，可以提高有机硅面料的抗菌持久性，但易清洁效果会有所降低，综合考虑，实施例8有机硅面料的抗菌持久性和易清洁效果较优。
72.从实施例10、11的测试数据可知，双醇羟基单封端硅油的加入显著提高了有机硅面料的易清洁效果，且能提高有机硅面料的抗菌持久性。
73.从实施例12-14的测试数据可知，羟基含量为1.5wt％的双醇羟基单封端硅油，硅面料的抗菌持久性和易清洁效果较优。
74.从实施例14、15的测试数据可知，α,ω-羟丙基聚硅氧烷硅油的加入进一步提高了有机硅面料的易清洁效果。
75.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。