一种抗菌硅橡胶涂层及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及功能高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种抗菌硅橡胶涂层及其制备方法和应用。

背景技术：

2.硅橡胶分子极性低、耐高温、抗老化，具有良好的生物相容性好、抗凝血性，在生物学、医学领域应用广泛。由于有机硅具有高生物相容性、低细胞毒性常被作为医用植入材料，但即便如此，很多患者、消费者在植入有机硅材料后，创面常常会发生局部细菌感染，必须要服用抗生素抑制感染，严重的还会危及生命。此外，细菌等微生物粘附在硅橡胶材料表面很难脱离，也易造成严重的生物污染。
3.目前对于抗菌硅橡胶的改性主要分为表面改性和本体改性两种。例如，现有技术公开了一种用于抗菌处理由硅橡胶材料制成的制品的表面的方法，通过在高频电磁辐射下，在低温氧等离子体中的处理来改性有机硅橡胶制品的表面，在有机硅橡胶制品表面上形成抗菌涂层，从而提升其抗菌性能。不过，表面改性工程量大，同时因有机硅橡胶材料表面与组织接触，其本身需要具备较好的细胞亲和力，而这也会导致其抗菌性能的退化。
4.在硅橡胶制备的过程中添加抗菌剂，形成本体改性的抗菌材料，能克服表面改性二次加工的缺点，抗菌性能更加持久。例如，现有技术公开了一种抗菌硅橡胶的制备方法，以金属离子为抗菌离子，通过溶胶-凝胶法将其附着在白炭黑载体上得到抗菌凝胶，然后加入预处理的硅橡胶原液充分融合、固化即可获得抗菌硅橡胶，但是金属离子的加入会影响抗菌硅橡胶外观，尤其是银离子的加入使得抗菌硅橡胶透明性下降，颜偏褐。

技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有抗菌硅橡胶材料难以同时具备较好持续抗菌性能和较高透明性的缺陷和不足，提供一种抗菌硅橡胶涂层，以乙烯基甲基苯基聚硅氧烷和巯丙基甲基苯基聚硅氧烷形成交联网络，同时接入含多硫键光敏硅树脂和改性纳米粒子，使抗菌硅橡胶涂层表面具备超疏水性能，进而有效防止生物粘附，从而实现持续抗菌的效果，同时具备较高透明性。
6.本发明的另一目的是提供所述抗菌硅橡胶涂层的制备方法。
7.本发明的又一目的在于提供所述抗菌硅橡胶涂层在生物医学材料中的应用。
8.本发明上述目的通过以下技术方案实现：
9.一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括以下原料组分：
[0010][0011]
其中，所述改性纳米粒子为含巯基硅烷偶联剂接枝改性纳米粒子；
[0012]
所述纳米粒子的粒径为10～50nm。
[0013]
本发明以乙烯基甲基苯基聚硅氧烷、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷和含多硫键光敏硅树脂形成聚硅氧烷交联网络，然后在其中加入含巯基硅烷偶联剂接枝改性的纳米粒子，利用巯基-烯点击反应接入聚硅氧烷交联网络，增大纳米粒子与聚硅氧烷交联网络之间的相容性，而纳米粒子的粗糙度与聚硅氧烷交联网络的低表面能相结合可以使得抗菌硅橡胶涂层表面具备超疏水性能，进而有效防止生物粘附，实现持续抗菌的效果。当纳米粒子的粒径过小时，不利于其在聚硅氧烷中均匀分散；当纳米粒子的粒径过大时，会降低抗菌硅橡胶涂层的透明性。
[0014]
本发明乙烯基甲基苯基聚硅氧烷和巯丙基甲基苯基聚硅氧烷的重量比需要在一个合适的范围内，如果过大或过小均会影响其光固化成膜及最终形成抗菌硅橡胶涂层的力学性能；而含多硫键光敏硅树脂添加量过少则会降低抗菌硅橡胶涂层的抗菌性能，添加量过多则会影响光固化成膜；改性纳米粒子添加量过多会影响光固化效果，添加量过少则会影响抗菌硅橡胶涂层的疏水效果。
[0015]
上述助剂具体可以为光引发剂或其他助剂，光引发剂可以为α,α-二乙氧基苯乙酮、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、1-羟基-环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦和异丙基硫杂蒽中一种或几种。
[0016]
优选地，抗菌硅橡胶涂层按重量份数计，包括以下组分：
[0017][0018][0019]
优选地，所述纳米粒子的粒径为20～40nm。
[0020]
优选地，所述含巯基硅烷偶联剂与纳米粒子的重量比为(30～50):(80～90)。
[0021]
含巯基硅烷偶联剂添加量较多时，易导致改性纳米粒子团聚，使其分散性降低；含巯基硅烷偶联剂添加量较少时，会降低改性纳米粒子与乙烯基甲基苯基聚硅氧烷、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷、含多硫键光敏硅树脂之间的相容性，进而会降低光固化效果及抗菌硅橡胶涂层的透明度。
[0022]
在具体实施方式中，本发明的含多硫键光敏硅树脂可以由四甲基二乙烯基二硅氧
烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和/或双-3-(三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物和正硅酸乙酯经过水解-缩聚反应制得，所述水解-缩聚反应的ph为3～6。
[0023]
本发明含多硫键光敏硅树脂中的四甲基二乙烯基二硅氧烷中含有碳碳双键，可与改性纳米粒子、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷中的巯基发生交联反应，进而提高光固化交联反应速率，缩短抗菌硅橡胶涂层的成型时间；双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、双-3-(三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物则是提供二硫键，而二硫键可以抑制微生物生长繁殖所依赖的巯基酶活性，使细菌生长达不到对数生长期，进而起到杀灭细菌的作用。
[0024]
当水解-缩聚反应的ph过小或过大均会导致交联过度，导致含多硫键光敏硅树脂与乙烯基甲基苯基聚硅氧烷、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷的相容性变差，从而影响体系的光固化效果，同时还会降低抗菌硅橡胶涂层的透明度。
[0025]
优选地，所述四甲基二乙烯基二硅氧烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和/或双-3-(三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物和正硅酸乙酯的重量比为(40～80):(50～150):(40～80)。
[0026]
四甲基二乙烯基二硅氧烷的添加量过多会导致体系的分子量降低，而添加量过少则会降低光固化效果；双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和/或双-3-(三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物添加量过少会导致抗菌效果下降，而添加量过多则会影响光固化效果；正硅酸乙酯添加量过多易导致制备过程中交联过度发生凝胶化。
[0027]
在具体实施方式中，本发明的含巯基硅烷偶联剂可以为3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷和3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷中一种或几种；纳米粒子可以为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和纳米氧化锆中一种或几种。
[0028]
在具体实施方式中，本发明的改性纳米粒子可以由含巯基硅烷偶联剂与纳米粒子在60～80℃的条件下反应1～3h制得。
[0029]
在具体实施方式中，本发明的乙烯基甲基苯基聚硅氧烷的分子结构可以为：
[0030][0031]
其中x＝100～500，y＝37～100，z＝262～600。
[0032]
上述x代表乙烯基甲基苯基聚硅氧烷中乙烯双键含量，其值过小会降低光固化效率，但过大则会使得抗菌硅橡胶涂层变脆；y代表乙烯基甲基苯基聚硅氧烷中苯基含量，其值过小会降低体系的相容性和透明性，而过大则会降低光固化效率；z代表着乙烯基甲基苯基聚硅氧烷中甲基含量，其值过小则会降低体系的柔韧性，过大则会降低光固化效率。
[0033]
在具体实施方式中，本发明的乙烯基甲基苯基聚硅氧烷可以由二甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷在碱性条件下60～80℃缩合聚合反应5～10h制得。
[0034]
上述反应体系的碱性条件可以通过氢氧化钾调节得到，其中氢氧化钾的添加量为乙烯基甲基苯基聚硅氧烷由二甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷总重量的0.05～1％。
[0035]
上述反应体系中的二甲基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的重量比可以为(80～150):(10～
40):(20～50):(0～5)。
[0036]
在具体实施方式中，本发明的巯丙基甲基苯基聚硅氧烷分子结构可以为：
[0037][0038]
其中n＝34～150，m＝33～100，r＝197～400。
[0039]
上述m代表巯丙基甲基苯基聚硅氧烷中巯基含量，过多或过少都会降低体系的光固化效率；n值代表着苯基含量，过少会降低体系的相容性和透明性，而过多则降低固化效率；r值代表着甲基含量，过少则会降低体系的柔韧性，过多则会降低光固化效率。
[0040]
在具体实施方式中，本发明的巯丙基甲基苯基聚硅氧烷可以由六甲基二硅氧烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷、原料a和原料b进行在酸性条件下50～70℃缩合聚合反应6～12h而制得；
[0041]
其中，所述原料a为二苯基二甲氧基硅烷和/或二苯基二乙氧基硅烷，原料b为二甲基二甲氧基硅烷和/或二甲基二乙氧基硅烷。
[0042]
上述反应体系中的六甲基二硅氧烷、巯丙基甲基二甲氧基硅烷、原料a和原料b的重量比可以为(15～50):(10～100):(25～150):(50～150)。
[0043]
本发明还提供一种抗菌硅橡胶涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0044]
将乙烯基甲基苯基聚硅氧烷、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷、含多硫键光敏硅树脂、改性纳米粒子和助剂混合均匀；然后将其置于模具并进行紫外光照处理，即可获得抗菌硅橡胶涂层。
[0045]
本发明所制备的抗菌硅橡胶涂层在生物医学材料中的应用，也在本发明的保护范围内。
[0046]
本发明抗菌硅橡胶涂层中含有大量的二硫键，而二硫键是人体蛋白质的主要链接键，可以改善抗菌硅橡胶涂层的生物相容性，使其广泛应用于生物医学材料。
[0047]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0048]
本发明提供一种抗菌硅橡胶涂层，该涂层以乙烯基甲基苯基聚硅氧烷和巯丙基甲基苯基聚硅氧烷形成的交联网络为基体，与含多硫键光敏树脂和改性纳米粒子相配合，同时将改性纳米粒子的粗糙度和有机硅材料的低表面能相结合赋予抗菌硅橡胶涂层表面超疏水性能，使其接触角大于150
°
，进而实现抗生物粘附，使抗菌硅橡胶涂层具备可持续抗菌的性能，对大肠埃希氏菌的抗菌性能最高达到99％，可持续使用4次以上，还具备较高的透明性，透光率达到83％～96％。
附图说明
[0049]
图1为本发明实施例1中巯丙基甲基苯基聚硅氧烷的红外光谱图；
[0050]
图2为本发明实施例1中巯丙基甲基苯基聚硅氧烷的核磁氢谱图。
具体实施方式
[0051]
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
[0052]
实施例1～5
[0053]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括如表1所示的原料组分，其中乙烯基甲基苯基聚硅氧烷分子结构式如下：
[0054][0055]
其中x＝100，y＝37，z＝262，可以采用以下制备方法制备：按重量份数计算，将200份二甲基二乙氧基硅烷、80.93份甲基乙烯基二甲氧基硅烷、50.43份二苯基二甲氧基硅烷、0.43份1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，上述四种硅烷总重量1％的氢氧化钾，加入三口烧瓶中充分混合，在70～80℃下水解聚合反应9h，用水洗涤后减压蒸馏除去水分，制备得到乙烯基甲基苯基聚硅氧烷。
[0056]
巯丙基甲基苯基聚硅氧烷分子结构式如下：
[0057][0058]
其中n＝34，m＝33，r＝197，可以采用以下制备方法制备：按重量份数计算，将71份巯丙基甲基二乙氧基硅烷、91份二苯基二乙氧基硅烷、300份二甲基二乙氧基硅烷、0.454份六甲基二硅氧烷，加入三口烧瓶中，利用醋酸将反应体系的ph调为5，在70℃条件下水解-缩合反应4h，再进行水洗，减压蒸馏除去水，制得巯丙基甲基苯基聚硅氧烷，其红外光谱图如图1所示，2570cm-1
为巯基的红外吸收峰，1580cm-1
为苯基吸收峰，1060cm-1
为s-o-si的吸收峰；核磁氢谱图如图2所示，2.4ppm为巯基的吸收峰，0.6ppm为甲基的吸收峰，7.1～7.6为苯基的吸收峰，充分证明成功合成巯丙基甲基苯基聚硅氧烷。
[0059]
含多硫键光敏硅树脂由以下制备方法制得：按重量份数计算，将50份四甲基二乙烯基二硅氧烷、90份双-3-(三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物、60份正硅酸乙酯和150份去离子水加入三口烧瓶中，再加入醋酸调节ph值为5，在60℃下水解-缩聚反应4h，然后将反应体系分液、水洗2～3遍，减压蒸馏除去水和溶剂，即可获得含多硫键光敏硅树脂。
[0060]
改性纳米粒子由以下制备方法制得：按重量份数计算，将30份3-巯丙基三甲氧基硅烷和90份粒径为30nm的二氧化硅在70℃下混合反应3h，即可得到改性纳米粒子。
[0061]
表1实施例1～5中抗菌硅橡胶涂层组成(以重量份数计)
[0062]
序号12345乙烯基甲基苯基聚硅氧烷5080607065巯丙基甲基苯基聚硅氧烷1030203025含多硫键的光敏硅树脂3155108改性纳米粒子510686
光引发剂0.53121.5
[0063]
上述实施例1～5中抗菌硅橡胶涂层采用以下制备方法制备：
[0064]
将乙烯基甲基苯基聚硅氧烷、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷、含多硫键光敏硅树脂和改性纳米粒子在250rpm搅拌作用下反应10min；然后加入光引发剂(1-羟基-环己基苯甲酮)，在300rpm搅拌作用下反应3min后，将其转入聚四氟乙烯模具内，在紫外光固化机上光照5s即可获得抗菌硅橡胶涂层。
[0065]
实施例6
[0066]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，乙烯基甲基苯基聚硅氧烷分子中x＝500，y＝100，z＝600；巯丙基甲基苯基聚硅氧烷中n＝150，m＝100，r＝400；
[0067]
上述抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0068]
实施例7～8
[0069]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，按重量份数计算，含多硫键光敏硅树脂包括如表2所示的原料组分：
[0070]
表2实施例7和8中含多硫键光敏硅树脂组成(以重量份数计)
[0071]
组分78四甲基二乙烯基二硅氧烷4080双-3-(三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物50150正硅酸乙酯4080
[0072]
上述实施例7和8中抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0073]
实施例9
[0074]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，改性纳米粒子由以下制备方法制得：按重量份数计算，将30份3-巯丙基三甲氧基硅烷和90份粒径为10nm的二氧化硅在70℃下混合反应3h，即可得到改性纳米粒子；
[0075]
上述抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0076]
实施例10
[0077]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，改性纳米粒子由以下制备方法制得：按重量份数计算，将30份3-巯丙基三甲氧基硅烷和90份粒径为50nm的二氧化硅在70℃下混合反应3h，即可得到改性纳米粒子；
[0078]
上述抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0079]
实施例11
[0080]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，改性纳米粒子由以下制备方法制得：按重量份数计算，将30份3-巯丙基三甲氧基硅烷和90份粒径为20nm的二氧化硅在70℃下混合反应3h，即可得到改性纳米粒子；
[0081]
上述抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0082]
实施例12
[0083]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，改性纳米粒子由以下制备方法制得：按重量份数计算，将30份3-巯丙基三甲氧基硅烷和90份粒径为40nm的二氧化硅在70℃下混合反应3h，即可得到改性纳米粒子；
[0084]
上述抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0085]
实施例13
[0086]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，改性纳米粒子由以下制备方法制得：按重量份数计算，将10份3-巯丙基三甲氧基硅烷和100份粒径为30nm的二氧化硅在70℃下混合反应3h，即可得到改性纳米粒子；
[0087]
上述抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0088]
实施例14
[0089]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，改性纳米粒子由以下制备方法制得：按重量份数计算，将50份3-巯丙基三甲氧基硅烷和80份粒径为30nm的二氧化硅在70℃下混合反应3h，即可得到改性纳米粒子；
[0090]
上述抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0091]
实施例15
[0092]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，改性纳米粒子由以下制备方法制得：按重量份数计算，将30份3-巯丙基三甲氧基硅烷和80份粒径为30nm的二氧化硅在70℃下混合反应3h，即可得到改性纳米粒子；
[0093]
上述抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0094]
实施例16
[0095]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，改性纳米粒子由以下制备方法制得：按重量份数计算，将50份3-巯丙基三甲氧基硅烷和90份粒径为30nm的二氧化硅在70℃下混合反应3h，即可得到改性纳米粒子；
[0096]
上述抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0097]
对比例1～4
[0098]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括如表2所示的原料组分，其中乙烯基甲基苯基聚硅氧烷、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷、含多硫键光敏硅树脂、改性纳米粒子和光引发剂与实施例1相同。
[0099]
表2对比例1～6中抗菌硅橡胶涂层组成(以重量份数计)
[0100][0101][0102]
上述对比例1～4中抗菌硅橡胶涂层采用以下制备方法制备：
[0103]
将乙烯基甲基苯基聚硅氧烷、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷、含多硫键光敏硅树脂和改性纳米粒子在250rpm搅拌作用下反应10min；然后加入光引发剂(1-羟基-环己基苯甲酮)，在300rpm搅拌作用下反应3min后，将其转入聚四氟乙烯模具内，在紫外光固化机上光
照5s即可获得抗菌硅橡胶涂层。
[0104]
对比例5
[0105]
一种抗菌硅橡胶涂层，按重量份数计，包括与实施例5基本相同的组分及含量，其区别在于，改性纳米粒子由以下制备方法制得：按重量份数计算，将30份3-巯丙基三甲氧基硅烷和90份粒径为80nm的二氧化硅在70℃下混合反应3h，即可得到改性纳米粒子；
[0106]
上述抗菌硅橡胶涂层制备方法同实施例5。
[0107]
结果检测
[0108]
(1)力学性能测试
[0109]
按照gb/t 528-2009的要求，测试光固化硅橡胶的拉伸强度.
[0110]
(2)抗菌性能测试
[0111]
具体测试方法：采用培养皿培育细菌测试实施例及对比例中抗菌硅橡胶涂层抗菌菌性能，将上述抗菌硅橡胶涂层的尺寸裁剪为长度为(40mm
±
2mm)、宽度为(40mm
±
2mm)、厚度为0.1mm的试样，然后将样品用酒精洗涤2次，充分干燥。
[0112]
然后，将干燥后试样放入洁净的培养皿中，再用移液器准确量取0.4ml大肠埃希氏菌接种液，滴加到试样表面，然后使用无菌保鲜膜轻轻覆盖，使菌液分散均匀；在温度为35℃
±
1℃、相对湿度为85％环境中培养18h后，用磷酸盐缓冲生理盐水进行洗脱，之后进行活菌计数。
[0113]
(3)接触角测试
[0114]
采用solon c60系列光学法接触角及界面张力仪来测定抗菌硅橡胶涂层的接触角。
[0115]
(4)持续时间测试
[0116]
通过将同一抗菌硅橡胶涂层采用(2)抗菌性能测试方法反复进行抗菌测试，记录其抗菌活性降低50％时的使用次数。
[0117]
(5)透光率测试
[0118]
利用可见-紫外分光光度计测试硅橡胶(1mm厚度)在450nm的透光率。
[0119]
表3实施例1～16和对比例1～5中抗菌硅橡胶涂层性能测试结果
[0120][0121][0122]
由实施例1～16可知，本发明的抗菌硅橡胶涂层性能优异，其拉伸强度达到2.5～4.6mpa，抗菌性能达到90～99％，接触角达到151～157
°
，透光率达到83～96％。
[0123]
由对比例1和2可看出，含多硫键光敏硅树脂添加量过少则会降低抗菌硅橡胶涂层的抗菌性能，添加量过多则会影响光固化效率、抗菌硅橡胶涂层的透光率和拉伸强度。
[0124]
由对比例3和4可看出，改性纳米粒子添加量过多会降低抗菌硅橡胶涂层的光固化效率和拉伸强度，添加量过少则会影响抗菌硅橡胶涂层的接触角，进而影响其疏水效果，从而影响抗菌硅橡胶涂层的抗菌效果。
[0125]
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：

1.一种抗菌硅橡胶涂层，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：乙烯基甲基苯基聚硅氧烷50～80份；巯丙基甲基苯基聚硅氧烷10～30份；含多硫键光敏硅树脂3～15份；改性纳米粒子5～10份；助剂0.5～3份；其中，所述改性纳米粒子为含巯基硅烷偶联剂接枝改性纳米粒子；所述纳米粒子的粒径为10～50nm。2.如权利要求1所述抗菌硅橡胶涂层，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：乙烯基甲基苯基聚硅氧烷60～70份；巯丙基甲基苯基聚硅氧烷20～30份；含多硫键光敏硅树脂5～10份；改性纳米粒子6～8份；助剂1～2份。3.如权利要求1所述抗菌硅橡胶涂层，其特征在于，所述纳米粒子的粒径为20～40nm。4.如权利要求1所述抗菌硅橡胶涂层，其特征在于，所述含巯基硅烷偶联剂与纳米粒子的重量比为(10～50):(80～100)。5.如权利要求1所述抗菌硅橡胶涂层，其特征在于，所述含多硫键光敏硅树脂由四甲基二乙烯基二硅氧烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和/或双-3-(三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物和正硅酸乙酯经过水解-缩聚反应制得，所述水解-缩聚反应的ph为3～6。6.如权利要求5所述抗菌硅橡胶涂层，其特征在于，所述四甲基二乙烯基二硅氧烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物和/或双-3-(三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物和正硅酸乙酯的重量比为(40～80):(50～150):(40～80)。7.如权利要求1所述抗菌硅橡胶涂层，其特征在于，所述乙烯基甲基苯基聚硅氧烷的分子结构为：其中x＝100～500，y＝37～100，z＝262～600。8.如权利要求1所述抗菌硅橡胶涂层，其特征在于，所述巯丙基甲基苯基聚硅氧烷分子结构为：其中n＝34～150，m＝33～100，r＝197～400。9.一种权利要求1～8任一项所述抗菌硅橡胶涂层的制备方法，其特征在于，包括以下
步骤：将乙烯基甲基苯基聚硅氧烷、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷、含多硫键光敏硅树脂、改性纳米粒子和助剂混合均匀；然后将其置于模具并进行紫外光照处理，即可获得抗菌硅橡胶涂层。10.一种权利要求1～8任一项所述光固化抗菌硅橡胶涂层在生物医学材料中的应用。

技术总结

本发明公开了一种抗菌硅橡胶涂层及其制备方法和应用。本发明的抗菌硅橡胶涂层包括以下按重量份数计算的组分：乙烯基甲基苯基聚硅氧烷50～80份、巯丙基甲基苯基聚硅氧烷10～30份、含多硫键光敏硅树脂3～15份、改性纳米粒子5～10份和助剂0.5～3份。本发明的抗菌硅橡胶涂层以乙烯基甲基苯基聚硅氧烷和巯丙基甲基苯基聚硅氧烷形成的交联网络为基体，与含多硫键光敏硅树脂和改性纳米粒子相配合，将改性纳米粒子的粗糙度和有机硅材料的低表面能相结合使抗菌硅橡胶涂层表面具备超疏水性能，进而有效防止生物粘附，实现可持续抗菌的效果，同时兼具较高透明性。时兼具较高透明性。时兼具较高透明性。