CN114133625A - 一种医用聚丙烯耐辐照预混剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医用聚丙烯耐辐照预混剂，所述医用聚丙烯耐辐照预混剂为无毒无味的白色或淡黄色颗粒，其挥发分小于等于0.3wt%，水含量小于等于0.1wt%，其由抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、成核剂和酸吸收剂组成，且配方中个各成分的含量（g）为抗氧剂1000‑2900、紫外线吸收剂1000‑2500、光稳定剂400‑1500、成核剂1000‑2000和酸吸收剂300‑1600。本发明通过添加成核剂可提高材料的结晶速率，达到高光泽，低收缩，高耐热性等特点，同时具有良好的透明性，且冲击性能不降低。
Description
技术领域
本发明属于医用高分子材料制备技术领域，特别涉及一种医用聚丙烯耐辐照预混剂。
背景技术
目前国内对一次性使用医疗器械（如一次性使用的聚丙烯注射器）采取的灭菌方式主要为环氧乙烷灭菌，这种方法存在着污染环境、残留对人体有害的化学物质、周期长等缺点。采用高能电子束对医疗器械进行灭菌具有无污染、无残留、周期短等优点。
然而作为制备一次性使用医疗器械的高分子材料之一的聚丙烯经过高能电子束进行辐照灭菌时，容易发生颜色变黄，冲击强度下降，变脆，特别是随着时间的推移，其力学性能下降更为明显，另外经过辐照后产品的冲击性能特别是耐低温冲击强度下降更为明显，给一次性使用医疗器械的运输尤其是在冬季的运输、储存造成极大困难，容易造成制品破裂、损伤。由于聚丙烯材料在医疗器械中具有广泛的用途，而且抗辐照性能又限制了其在辐照灭菌方面的使用。
因此，发明一种医用聚丙烯耐辐照预混剂来解决上述问题很有必要。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种医用聚丙烯耐辐照预混剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种医用聚丙烯耐辐照预混剂，所述医用聚丙烯耐辐照预混剂为无毒无味的白色或淡黄色颗粒，其挥发分小于等于0.3wt%，水含量小于等于0.1wt%，其由抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、成核剂和酸吸收剂组成，且配方中个各成分的含量（g）为抗氧剂1000-2900、紫外线吸收剂1000-2500、光稳定剂400-1500、成核剂1000-2000和酸吸收剂300-1600。
进一步的，所述抗氧剂为1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸或亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯中的一种或多种。
进一步的，所述紫外线吸收剂为2-(5-氯-2-苯***基)-6-叔丁基-4-甲基苯酚、2-羟基-4-N-辛氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或多种。
进一步的，所述光稳定剂为癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯。
进一步的，所述成核剂为1，3:2，4-二(3，4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛或1，3:2，4-二对甲基苄叉山梨醇中的一种或多种。
进一步的，所述酸吸收剂为硬脂酸酰胺或硬脂酸锌中的一种或多种。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明的聚丙烯耐辐照预混剂适用于医疗级聚丙烯产品，能让辐射灭菌后的聚丙烯粒子，还有良好的加工性能，不会变黄变脆，还可以使用于已经成型的医疗器材，如注射器、试管与血瓶等，在这些器材辐照消毒时也可以维持不变黄变脆的效果，可以增加重复消毒使用的次数。
2、本发明所提供聚丙烯产品经过伽玛射线消毒过程中不变色效果，在聚合及挤出阶段提供聚丙烯优异的初始颜色，此产品能达到降低成本与环保低VOC的优点，在聚丙烯中有良好的耐黄变性以及颜色稳定性。
3、本发明通过添加成核剂可提高材料的结晶速率，达到高光泽，低收缩，高耐热性等特点，同时具有良好的透明性，且冲击性能不降低。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书和附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明的添加耐辐照预混剂的聚丙烯料制样经过伽马射线30KGY照射后不变色不变脆的对比示意图；
图2示出了本发明的没有添加耐辐照预混剂的聚丙烯料制样经过伽马射线30KGY照射后变黄变脆的对比示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种医用聚丙烯耐辐照预混剂，如图1-2所示，所述医用聚丙烯耐辐照预混剂为无毒无味的白色或淡黄色颗粒，其挥发分小于等于0.3wt%，水含量小于等于0.1wt%，其由抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、成核剂和酸吸收剂组成，且配方中个各成分的含量（g）为抗氧剂1000-2900、紫外线吸收剂1000-2500、光稳定剂400-1500、成核剂1000-2000和酸吸收剂300-1600。
所述抗氧剂为1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮（简称抗氧剂1790，含量300-600）、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸（简称抗氧剂3114，含量500-800）或亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯（简称抗氧剂168，含量1000-1500）中的一种或多种，本发明通过加入抗氧剂，达到提高材料的抗老化效率、提高产品的稳定性；所述紫外线吸收剂为2-(5-氯-2-苯***基)-6-叔丁基-4-甲基苯酚（简称紫外线吸收剂326，含量1000-1800）、2-羟基-4-N-辛氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮（简称紫外线吸收剂531，含量300-700）中的一种或多种，本发明通过加入紫外线吸收剂，达到对紫外线的吸收，提高产品的稳定性，防止产品老化；所述光稳定剂为癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯（简称光稳定剂770，含量400-800），其中光稳定剂还具有（光稳定剂519，含量500-1000）；所述成核剂为1，3:2，4-二(3，4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛或1，3:2，4-二对甲基苄叉山梨醇中的一种或多种，本发明通过添加成核剂可提高材料的结晶速率，达到高光泽，低收缩，高耐热性等特点，同时具有良好的透明性，且冲击性能不降低；所述酸吸收剂为硬脂酸酰胺（含量300-600）或硬脂酸锌（含量500-1000）中的一种或多种；
本发明一种医用聚丙烯耐辐照预混剂的制备方法：
S1：将上述原材料按比例加入到高速搅拌器中预混15分钟，预混均匀后得到预混物；
S2：将上述得到的预混物，加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，双螺杆挤出机沿加料口至口模方向温度为150-250℃，口模温度为180-230C，螺杆转速为200转/分，共混物在螺杆挤出机中的停留时间为3-5分钟，挤出颗粒制备得到医用聚丙烯耐辐照预混剂。
本发明的聚丙烯耐辐照预混剂适用于医疗级聚丙烯产品，能让辐射灭菌后的聚丙烯粒子，还有良好的加工性能，不会变黄变脆，还可以使用于已经成型的医疗器材，如注射器、试管与血瓶等，在这些器材辐照消毒时也可以维持不变黄变脆的效果，可以增加重复消毒使用的次数；
本发明所提供聚丙烯产品经过伽玛射线消毒过程中不变色效果，在聚合及挤出阶段提供聚丙烯优异的初始颜色，此产品能达到降低成本与环保低VOC的优点，在聚丙烯中有良好的耐黄变性以及颜色稳定性。
实施例1：1000g抗氧剂168，500g抗氧剂3114，300g硬脂酸酰胺，500g硬脂酸锌，1000g成核剂，1000g紫外线吸收剂326，400g光稳定剂770加入到高速搅拌器中预混15分钟，预混均匀后得到预混物，然后将预混物，加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，双螺杆挤出机沿加料口至口模方向温度为150-250℃，口模温度为180-230C，螺杆转速为200转/分，共混物在螺杆挤出机中的停留时间为3-5分钟，挤出颗粒制备得到医用聚丙烯耐辐照预混剂。
实施例2：1000g抗氧剂168，500g抗氧剂3114，300g抗氧剂1790，600g硬脂酸酰胺，800g硬脂酸锌，1500g成核剂，1000g紫外线吸收剂326，500g紫外线吸收剂531，400g光稳定剂770，500g光稳定剂519加入到高速搅拌器中预混15分钟，预混均匀后得到预混物，然后将预混物，加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，双螺杆挤出机沿加料口至口模方向温度为150-250℃，口模温度为180-230C，螺杆转速为200转/分，共混物在螺杆挤出机中的停留时间为3-5分钟，挤出颗粒制备得到医用聚丙烯耐辐照预混剂。
实施例3：1500g抗氧剂168，800g抗氧剂3114，600g抗氧剂1790，600g硬脂酸酰胺，1000g硬脂酸锌，2000g成核剂，1800g紫外线吸收剂326，700g紫外线吸收剂531，800g光稳定剂770，700g光稳定剂519加入到高速搅拌器中预混15分钟，预混均匀后得到预混物，然后将预混物，加入到双螺杆挤出机中进行熔融共混，双螺杆挤出机沿加料口至口模方向温度为150-250℃，口模温度为180-230C，螺杆转速为200转/分，共混物在螺杆挤出机中的停留时间为3-5分钟，挤出颗粒制备得到医用聚丙烯耐辐照预混剂。
实施例4：将上述实施例1-3制备得到的医用聚丙烯耐辐照预混剂再添加到熔指为20-40g/10min的聚丙烯材料中搅拌均匀，用50型双螺杆挤出机造粒，主机转速300rpm，喂料转速500rpm，温度200-210℃，真空-0.06mpa，熔体压力小于2mpa，制备得到聚丙烯料样品，其中医用聚丙烯耐辐照预混剂的含量为3100-4500PPM；
然后将上述得到的样品与聚丙烯原料对比，检测其熔体流动速率、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度以及悬臂梁缺口冲击强度，其检测结果如下表所示，最后将得到的聚丙烯料样品和聚丙烯原料经过伽马射线30KGY照射后，再次检测其熔体流动速率、拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度以及悬臂梁缺口冲击强度，其检测结果如下表所示：
| 物理性能（GB) | 检测标准 | 聚丙烯原料 | 聚丙烯原料+耐辐照助剂 | 聚丙烯原料30KGY实验后 | 聚丙烯原料+耐辐照助剂30KGY实验后 |
| 熔体流动速率g/10min | GB/T3682 | 31 | 30.5 | 33 | 31.5 |
| 拉伸强度Mpa | GB/T1040 | 36 | 38 | 35 | 37.8 |
| 弯曲模量Mpa | GB/T9341 | 1450 | 1600 | 1400 | 1610 |
| 弯曲强度Mpa | GB/T9341 | 35.3 | 37.2 | 34.8 | 37.5 |
| 悬臂梁缺口冲击强度KJ/㎡ | GB/T1843 | 1.85 | 1.9 | 1.1 | 1.88 |
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种医用聚丙烯耐辐照预混剂，其特征在于：所述医用聚丙烯耐辐照预混剂为无毒无味的白色或淡黄色颗粒，其挥发分小于等于0.3wt%，水含量小于等于0.1wt%，其由抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、成核剂和酸吸收剂组成，且配方中个各成分的含量（g）为抗氧剂1000-2900、紫外线吸收剂1000-2500、光稳定剂400-1500、成核剂1000-2000和酸吸收剂300-1600。
2.根据权利要求1所述的一种医用聚丙烯耐辐照预混剂，其特征在于：所述抗氧剂为1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸或亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种医用聚丙烯耐辐照预混剂，其特征在于：所述紫外线吸收剂为2-(5-氯-2-苯***基)-6-叔丁基-4-甲基苯酚、2-羟基-4-N-辛氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种医用聚丙烯耐辐照预混剂，其特征在于：所述光稳定剂为癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯。
5.根据权利要求1所述的一种医用聚丙烯耐辐照预混剂，其特征在于：所述成核剂为1，3:2，4-二(3，4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛或1，3:2，4-二对甲基苄叉山梨醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种医用聚丙烯耐辐照预混剂，其特征在于：所述酸吸收剂为硬脂酸酰胺或硬脂酸锌中的一种或多种。
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