CN105778333A - 一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料 - Google Patents

一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料，由包括如下重量份数的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，增塑剂N‑乙基吡啶四氟硼酸盐10～80份，复合粒子10～30份，稳定剂1～15份，环氧亚麻仁油1～10份，紫外线吸收剂0.1～1.5份，色母素0.5～0.6份，抗菌剂0.3～0.8份，苯甲基硅油0.1～0.5份，抗冲改性剂4～6份，抗氧剂0.1～2份，润滑剂0.1～2份；本发明是以离子液体N‑乙基吡啶四氟硼酸盐改性的新型医用聚氯乙烯产品，加入了高效抗菌剂载银纳米二氧化钛，赋予了PVC材料抗菌、抑菌特性，并且选择了合适的“避光剂”，使得制备的产品具有较好的避光效果。

Description

一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料。
背景技术
21世纪是世界医疗器械迅猛发展的时期，随着我国改革开放步伐的加快、人们的生活水平及生活质量不断提高，人们对医疗卫生事业提出了更高的要求。这必然会促进医疗器械市场的快速增长，同时也给我国医用塑料产品提供了广阔的发展空间。
塑料因性能优异，价格低廉以及加工容易等优势，在医疗领域获得了越来越广泛的应用，其重要性日渐凸现。最新的统计显示，我国医疗器械市场的总容量约有1500亿人民币，目前我国已经成为全球医疗器械的十大新兴市场之一，是除日本以外亚洲最大的医疗器械市场，其中一次性医用塑料制品以其能提高医护水平，有效避免交叉感染以及制造成本低等优势而在全球得到了越来越广泛的应用。
现有技术的医用输血管、输液管、输液袋、导管、插管和氧气罩等产品主要都是由医用聚氯乙烯塑料制成的。医用聚氯乙烯塑料在医疗设备中有着广泛的应用，主要是因为医用聚氯乙烯塑料本身具有良好的物理性质。这些物理性质包括:医用聚氯乙烯塑料制造的方便性、以及这类材料与静脉(intravenous，IV)注射液和血液之间良好的兼容性，所以在医疗方面，这种塑料制品性能优良，使用方便，很受用户欢迎。然而纯的PVC材料，其硬度和柔性都无法满足医用需要，需添加增塑剂对其进行改性。增塑剂的作用在于：增加聚合物的柔性、伸长率或处理(加工)的方便性。增塑聚氯乙烯类材料还具有更易杀菌、更加透明的特点，并且具有更好的化学稳定性和经济有效性。目前，PVC最常用的增塑剂是邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)，但近几年来，关于DOP的卫生安全性争议较多。欧盟于2005年7月决定禁止使用DINP等邻苯甲酸酯类增塑剂；日本也将在食品卫生修订案中加入一项以软质聚氯乙烯制造的玩具内，禁含邻苯二甲酸成分的规定。基于这种状况，开发毒性比DOP低，迁移析出性比DOP小的新型增塑剂势在必行，其中包括己经开发的卫生性好的柠檬酸酯类，分子量大的聚酯类及其他各种高分子增塑剂。然而，这些增塑剂仍存在增塑效果包括低温下柔性及加工性等不如DOP，价格昂贵等缺点。开发能够克服上述缺陷的增塑剂是聚氯乙烯塑料研究的一个重要方向。
另外，一方面，光照会促使某些药物发生光化降解，降低药物的疗效，对患者产生不良影响。医用聚氯乙烯塑料常用作制备避光医用器材，通常是在聚氯乙烯塑料中加入避光剂或染料以满足医用器械避光要求，而所加入的避光剂或染料会在一定程度溶解到药液中，且这些医用塑料透光率大多在30%以上，达不到避光目的，严重影响输注药物的质量，可能会给患者带来非常严重的后果和危害。另一方面，在日常生活环境中，细菌、霉菌等致病性微生物无处不在，时刻威胁着人类的健康。抗菌材料的研制与应用，可有效降低或避免细菌的交叉传染和疾病的传播。抗菌型聚氯乙烯的研发也越来越急切。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种以离子液体为增塑剂的医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：
一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料，由包括如下重量份数的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，增塑剂N-乙基吡啶四氟硼酸盐10～80份，复合粒子 10～30份，稳定剂 1～15份，环氧亚麻仁油 1～10份，紫外线吸收剂 0.1～1.5 份，色母素0.5～0.6 份，抗菌剂 0.3～0.8份，苯甲基硅油0.1～0.5 份，抗冲改性剂 4～6 份，抗氧剂0.1～2份，润滑剂0.1～2份。
所述的复合粒子是由质量比为1:3～4的聚丙烯酸酯和热塑性聚氨酯组成。
所述稳定剂为粉状、糊状或液体的钙锌稳定剂、复合钙锌稳定剂、硬脂酸锌、三硬脂酸铝、硬脂酰苯甲酰甲烷C26H42O2中的一种或几种。
所述紫外线吸收剂为选自107UV，527UV，UV-P中的一种。
所述抗菌剂为载银纳米二氧化钛，其中，银与钛的摩尔比为1:45。
所述抗冲改性剂为丙烯酸酯类抗冲改性剂。
所述抗氧剂为亚磷酸三(壬基苯酯)或二亚磷酸双酚A四C12～15酯。
所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、氧化聚乙烯蜡、双硬脂酸甘油醇酯、高碳酸多元酸/醇复合酯、硬脂酸或己二酸季戊四醇酯中的一种或几种。
另外，本发明的聚氯乙烯塑料的制备方法包括如下步骤：
（1）按重量份将聚氯乙烯树脂，增塑剂N-乙基吡啶四氟硼酸盐，复合粒子，环氧亚麻仁油，紫外线吸收剂，色母素，苯甲基硅油，抗冲改性剂，抗氧剂依次加入高速混合机，低速20-40rpm加热搅拌至80℃后加入抗菌剂和稳定剂，以400-600rpm运转，至温度达120℃后加入润滑剂，持续搅拌至135-145 ℃，放料至冷却混合机，转速20-40rpm，待物料温度冷却至45-60℃出料；
（2）将步骤(1)所得物料使用双螺杆挤出机进行造粒，主机螺杆转速40-100rpm，挤出机各段温度：第一段100-120℃，第二段120-150℃，第三段150-170℃，第四段150-170℃，模头温度145-165℃，物料经挤出机塑化风冷造粒，冷却至35-45℃即可。
本发明采用N-乙基吡啶四氟硼酸盐离子液体作为增塑剂，首先，离子液体的低挥发性，保证了可在较高温度下加工，提高PVC熔体的流动性。其次，离子液体的存在，可降低了PVC聚合物极性官能团之间的分子间和分子外作用，从而改善了体系的相容性，提高了聚合物的可加工性和热塑性。最后，离子液体还具有可设计性，可根据需要设计阴阳离子的种类，满足实际需求。如为了降低迁移率，可在保证增塑的前提下，增大阴阳离子的半径来抑制分子的迁移，降低析出率。
本发明的的复合粒子由质量比为1:3～4的聚丙烯酸酯和热塑性聚氨酯组成，能够增加PVC透明和耐热性的作用，极大地扩展了PVC的应用范围。该体系中热塑性聚氨酯用于增加PVC的韧性，降低增塑剂的用量；聚丙烯酸酯用于提高组分间的相容性。
本发明的有益效果是：（1）本发明解决了由于邻苯二甲酸二(2-乙基己酯)酯即DEHP的溶出而带来的不良影响，特别是在肠道营养类用途、婴儿、孕妇等特殊人群的药物输注方面，离子液体N-乙基吡啶四氟硼酸盐改性的新型医用聚氯乙烯产品的开发，不仅保持了PVC材料来源丰富、容易加工改性，改性后产品具有良好的生物相容性；适用于一次性使用以避免交叉感染等特点，而且降低了对环境的影响，属于环境友好型产品，产品性能满足现有标准要求；（2）加入了高效抗菌剂载银纳米二氧化钛，赋予了PVC材料抗菌、抑菌特性，能够大大缩短灭菌周期，提高了灭菌效率；并且选择了合适的“避光剂”，使得制备的产品具有较好的避光效果；（3）复合粒子的使用使得聚氯乙烯塑料具有较好的耐热性和韧性，极大的扩展了其应用；（3）本发明的原料组分并不是单独发挥各自的作用，而是相互之间协同作为一个整体使得聚氯乙烯塑料具备了十分优异的特性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述：
实施例1
一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料，由包括如下重量份数的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，增塑剂N-乙基吡啶四氟硼酸盐50份，复合粒子20份，复合钙锌稳定剂6份，环氧亚麻仁油 5份，107UV 0.8份，色母素0.5份，载银纳米二氧化钛0.5份，苯甲基硅油0.3份，丙烯酸酯类抗冲改性剂5份，亚磷酸三(壬基苯酯)1份，己二酸季戊四醇酯0.7份。
实施例2
一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料，由包括如下重量份数的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，增塑剂N-乙基吡啶四氟硼酸盐60份，复合粒子18份，硬脂酸锌10份，环氧亚麻仁油6份，527UV 0.8份，色母素0.6份，载银纳米二氧化钛0.6份，苯甲基硅油0.4份，丙烯酸酯类抗冲改性剂6份，亚磷酸三(壬基苯酯)0.8份，高碳酸多元酸/醇复合酯0.9份。
实施例3
一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料，由包括如下重量份数的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，增塑剂N-乙基吡啶四氟硼酸盐50份，复合粒子20份，三硬脂酸铝9份，环氧亚麻仁油6份，UV-P 1.0份，色母素0.5份，载银纳米二氧化钛0.5份，苯甲基硅油0.3份，丙烯酸酯类抗冲改性剂6份，亚磷酸三(壬基苯酯)或0.8份，乙撑双硬脂酸酰胺1份。
实施例4
一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料，由包括如下重量份数的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，增塑剂N-乙基吡啶四氟硼酸盐40份，复合粒子15份，硬脂酰苯甲酰甲烷C26H42O2 12份，环氧亚麻仁油4份，527UV 1.2 份，色母素0.55份，载银纳米二氧化钛0.6份，苯甲基硅油0.4份，丙烯酸酯类抗冲改性剂5份，二亚磷酸双酚A四C12～15酯0.8份，氧化聚乙烯蜡 1.2份。
实施例5
一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料，由包括如下重量份数的组分制成：聚氯乙烯树脂100份，增塑剂N-乙基吡啶四氟硼酸盐70份，复合粒子30份，硬脂酸锌15份，环氧亚麻仁油10份，107UV 1.5份，色母素0.6份，载银纳米二氧化钛0.8份，苯甲基硅油0.5份，丙烯酸酯类抗冲改性剂6份，二亚磷酸双酚A四C12～15酯2份，双硬脂酸甘油醇酯2份。
对本发明实施例1-5的塑料进行了如下性能测试，结果见表1：
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种医用抗菌型避光聚氯乙烯塑料，其特征在于，由包括如下重量份数的组分制成：聚氯乙烯树脂 100份，增塑剂N-乙基吡啶四氟硼酸盐10～80份，复合粒子 10～30份，稳定剂 1～15份，环氧亚麻仁油 1～10份，紫外线吸收剂 0.1～1.5 份，色母素0.5～0.6 份，抗菌剂 0.3～0.8 份，苯甲基硅油0.1～0.5 份，抗冲改性剂 4～6 份，抗氧剂0.1～2份，润滑剂0.1～2份。
2.根据权利要求1所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述的复合粒子是由质量比为1:3～4的聚丙烯酸酯和热塑性聚氨酯组成。
3.根据权利要求1或2所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述稳定剂为粉状、糊状或液体的钙锌稳定剂、复合钙锌稳定剂、硬脂酸锌、三硬脂酸铝、硬脂酰苯甲酰甲烷C26H42O2中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述紫外线吸收剂为选自107UV，527UV，UV-P中的一种。
5.根据权利要求4所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述抗菌剂为载银纳米二氧化钛，其中，银与钛的摩尔比为1:45。
6.根据权利要求4或5所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述抗冲改性剂为丙烯酸酯类抗冲改性剂。
7.根据权利要求6所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述抗氧剂为亚磷酸三(壬基苯酯)或二亚磷酸双酚A四C12～15酯。
8.根据权利要求7所述的聚氯乙烯塑料，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺、氧化聚乙烯蜡、双硬脂酸甘油醇酯、高碳酸多元酸/醇复合酯、硬脂酸或己二酸季戊四醇酯中的一种或几种。
9.根据权利要求1-8任一项所述聚氯乙烯塑料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按重量份将聚氯乙烯树脂，增塑剂N-乙基吡啶四氟硼酸盐，复合粒子，环氧亚麻仁油，紫外线吸收剂，色母素，苯甲基硅油，抗冲改性剂，抗氧剂依次加入高速混合机，低速20-40rpm加热搅拌至80℃后加入抗菌剂和稳定剂，以400-600rpm运转，至温度达120℃后加入润滑剂，持续搅拌至135-145 ℃，放料至冷却混合机，转速20-40rpm，待物料温度冷却至45-60℃出料；
（2）将步骤(1)所得物料使用双螺杆挤出机进行造粒，主机螺杆转速40-100rpm，挤出机各段温度：第一段100-120℃，第二段120-150℃，第三段150-170℃，第四段150-170℃，模头温度145-165℃，物料经挤出机塑化风冷造粒，冷却至35-45℃即可。
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