CN101906202A - 一种复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可适用于复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，由改性异氰酸酯和聚醚多元醇混合物反应制得。还提供了该聚氨酯的制备方法。本发明能在5℃以上至15℃以下或25℃至30℃环境温度下使用，能处理石膏、高分子绷带等难以处理的复杂部位固定，具有足够的刚度、强度；同时还便于透气、清洁，医护人员能根据治疗需要、患者需要自如地脱卸以清洗和处理受伤部位的皮肤表面。

Description

一种复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料及其制备方法，尤其涉及一种复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯及其制备方法。
背景技术
在申请号为200810038254.7、名为“新型骨外科固定系统及其使用方法和用于该系统的聚氨酯”的专利申请中，公开了一种用于骨科外固定系统的聚氨酯，但在复杂环境下，即气温偏低的野外，没有医院、没有常温环境或5℃以上至15℃以下的自然温度中，该骨科外固定系统用聚氨酯难以按需硬化，而在25℃至30℃环境温度下，该骨科外固定系统用聚氨酯又硬化过快且发热偏高。
发明内容
本发明的目的，是为了解决上述问题而提供一种复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，能有效地解决聚氨酯在复杂环境下存在难以硬化或发热过高的问题。
本发明的另一个目的在于提供了上述骨科外固定系统用聚氨酯的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，该聚氨酯为具有以下结构式的聚醚型聚氨酯：
Figure B200910052379XD0000011
式中m1为5～20，n1为7～15或60～120的整数，R代表苯基，
Figure B200910052379XD0000012
代表聚醚多元醇，
所述聚醚型聚氨酯是由聚醚多元醇混合物和改性异氰酸酯按1∶0.6～0.75的重量比反应制备的，其中：
(1)所述聚醚多元醇混合物的组成成分及其各成分的重量百分比为：
聚醚多元醇：60～65％，其结构式如下：
Figure B200910052379XD0000021
式中m为7～15的整数，R代表甘露醇、蔗糖或季戊四醇；
催化剂：    0.3～1％；
匀泡剂：    0.1～2％；
发泡剂：    0.1～2％或3～20％；
填料：      25～40％；
功能性助剂：0.5～2％；
(2)所述改性异氰酸酯，其结构式如下：
Figure B200910052379XD0000022
式中R代表甲基、苯环、氨基甲酸酯或聚酯，
Figure B200910052379XD0000023
代表聚醚二元醇；
在上述复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯中，改性异氰酸酯由多苯基多亚甲基异氰酸酯(液化MDI)与聚醚二元醇反应制得，其中多苯基多亚甲基异氰酸酯(液化MDI)的结构式如下：
Figure B200910052379XD0000024
式中n为1、2或3；
在上述复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯中，聚醚多元醇混合物中的催化剂为二甲基环乙胺、二甲基乙醇胺或三乙烯二胺。
在上述复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯中，聚醚多元醇混合物中的匀泡剂为有机硅稳定剂。
在上述复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯中，聚醚多元醇混合物中的发泡剂为水或CH3CCl2F。
在上述复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯中，发泡剂为水时，占聚醚多元醇混合物的重量百分含量为0.1～2％；所述发泡剂为CH3CCl2F时，占聚醚多元醇混合物的重量百分含量为3～20％。
在上述复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯中，聚醚多元醇混合物中的填料为碳酸钙或硫酸钡。
在上述复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯中，聚醚多元醇混合物中的功能性助剂为二氧化硅。
本发明还涉及一种本发明聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
A)改性异氰酸酯的制备：将多苯基多亚甲基异氰酸酯与聚醚二元醇在70～90℃下反应得到改性异氰酸酯；
B)聚醚多元醇混合物的制备：将聚醚多元醇、催化剂、匀泡剂、发泡剂、填料、功能性助剂按一定比例混合后，制得聚醚多元醇混合物；
C)聚氨酯的制备：将步骤B中制备的聚醚多元醇混合物和步骤A中制备的改性异氰酸酯按1∶0.6～0.75的重量比混合，得到所述聚氨酯。
用于本发明方法中使用的原料均为商品化产品。
本发明的方法可在5℃以上至15℃以下环境温度下使用；
本发明的方法也可在25℃至30℃环境温度下使用；
本发明方法的最简便使用温度为21～25℃。
本发明可在5℃以上至15℃以下环境温度下使用，能处理石膏固定难以处理的复杂部位固定，具有足够的刚度、强度，又能透过X射线，由此可以清晰地了解骨折部位痊愈的情况；同时还便于透气、清洁，医护人员能根据治疗需要和患者需要自如地脱卸以清洗和处理受伤部位的皮肤表面，充分体现人性化治疗。患者支付的费用比近几年较多使用的金属内支架固定低得多，且不造成感染和二次创伤，比高分子绷带固定和石膏固定效果理想，比石膏固定有优越的综合性价比；同时，该聚氨酯与人体接触的放热反应温度不超过38℃并可有多种塑型时间选择，避免了诱发心脑血管等疾病。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
改性异氰酸酯的制备：将多苯基多亚甲基异氰酸酯与聚醚二元醇在70～90℃下反应得到改性异氰酸酯；
聚醚多元醇混合物的制备：将60重量份的聚醚多元醇、0.5重量份的三乙烯二胺、1重量份的有机硅稳定剂、0.5重量份的水、37重量份的碳酸钙和1重量份的二氧化硅混合后制得聚醚多元醇混合物；
聚氨酯的制备：将上述制备的聚醚多元醇混合物和改性异氰酸酯按1∶0.6的重量比混合，得到聚氨酯。
实施例2
改性异氰酸酯的制备同实施例1；
聚醚多元醇混合物的制备：将61重量份的聚醚多元醇、1重量份的三乙烯二胺、2重量份的有机硅稳定剂、0.1重量份的水、35.4重量份的碳酸钙和0.5重量份的二氧化硅混合后制得聚醚多元醇混合物；
聚氨酯的制备：将上述制备的聚醚多元醇混合物和改性异氰酸酯按1∶0.65的重量比混合，得到聚氨酯。
实施例3
改性异氰酸酯的制备同实施例1；
聚醚多元醇混合物的制备：将62重量份的聚醚多元醇、0.3重量份的三乙烯二胺、2重量份的有机硅稳定剂、2重量份的水、33重量份的碳酸钙和0.7重量份的二氧化硅混合后制得聚醚多元醇混合物；
聚氨酯的制备：将上述制备的聚醚多元醇混合物和改性异氰酸酯按1∶0.65的重量比混合，得到聚氨酯。
实施例4
改性异氰酸酯的制备同实施例1；
聚醚多元醇混合物的制备：将63重量份的聚醚多元醇、1重量份的二甲基乙醇、0.5重量份的有机硅稳定剂、1重量份的水、33重量份的碳酸钙和1.5重量份的二氧化硅混合后制得聚醚多元醇混合物；
聚氨酯的制备：将上述制备的聚醚多元醇混合物和改性异氰酸酯按1∶0.7的重量比混合，得到聚氨酯。
实施例5
改性异氰酸酯的制备同实施例1；
聚醚多元醇混合物的制备：将64重量份的聚醚多元醇、0.5重量份的二甲基环乙胺、1.5重量份的有机硅稳定剂、7重量份的CH3CCl2F、25重量份的硫酸钡和2重量份的二氧化硅混合后制得聚醚多元醇混合物；
聚氨酯的制备：将上述制备的聚醚多元醇混合物和改性异氰酸酯按1∶0.75的重量比混合，得到聚氨酯。
实施例6
改性异氰酸酯的制备同实施例1；
聚醚多元醇混合物的制备：将65重量份的聚醚多元醇、1重量份的二甲基环乙胺、1.2重量份的有机硅稳定剂、1重量份的水、30重量份的硫酸钡和1.8重量份的二氧化硅混合后制得聚醚多元醇混合物；
聚氨酯的制备：将上述制备的聚醚多元醇混合物和改性异氰酸酯按1∶0.63的重量比混合，得到聚氨酯。
实施例7
改性异氰酸酯的制备同实施例1；
聚醚多元醇混合物的制备：将60重量份的聚醚多元醇、0.3重量份的二甲基环乙胺、0.2重量份的有机硅稳定剂、14重量份的CH3CCl2F、25重量份的硫酸钡和0.5重量份的二氧化硅混合后制得聚醚多元醇混合物；
聚氨酯的制备：将上述制备的聚醚多元醇混合物和改性异氰酸酯按1∶0.68的重量比混合，得到聚氨酯。

Claims (9)

1.一种复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，该聚氨酯为具有以下结构式的聚醚型聚氨酯：
Figure F200910052379XC0000011
式中m1为5～20，n1为7～15或60～120的整数，R代表苯基，
Figure F200910052379XC0000012
代表聚醚多元醇，
其特征在于：
所述聚醚型聚氨酯是由聚醚多元醇混合物和改性异氰酸酯按1∶0.6～0.75的重量比反应制备的，其中：
(1)所述聚醚多元醇混合物的组成成分及其各成分的重量百分比为：
聚醚多元醇：60～65％，其结构式如下：
式中m为7～15的整数，R代表甘露醇、蔗糖或季戊四醇；
催化剂：    0.3～1％；
匀泡剂：    0.1～2％；
发泡剂：    0.1～2％或3-20％；
填料：      25～40％；
功能性助剂：0.5～2％；
(2)所述改性异氰酸酯，其结构式如下：
Figure F200910052379XC0000014
式中R代表甲基、苯环、氨基甲酸酯或聚酯，
Figure F200910052379XC0000015
代表聚醚二元醇。
2.如权利要求1所述的复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，其特征在于，所述改性异氰酸酯由多苯基多亚甲基异氰酸酯与聚醚二元醇反应制得。
3.如权利要求1所述的复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，其特征在于，所述聚醚多元醇混合物中的催化剂为二甲基环乙胺、二甲基乙醇胺或三乙烯二胺。
4.如权利要求1所述的复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，其特征在于，所述聚醚多元醇混合物中的匀泡剂为有机硅稳定剂。
5.如权利要求1所述的复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，其特征在于，所述聚醚多元醇混合物中的发泡剂为水或CH3CCl2F。
6.如权利要求5所述的复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，其特征在于，所述发泡剂为水时，占聚醚多元醇混合物的重量百分含量为0.1～2％；所述发泡剂为CH3CCl2F时，占聚醚多元醇混合物的重量百分含量为3～20％。
7.如权利要求1所述的复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，其特征在于，所述聚醚多元醇混合物中的填料为碳酸钙或硫酸钡。
8.如权利要求1所述的复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯，其特征在于，所述聚醚多元醇混合物中的功能性助剂为二氧化硅。
9.一种如权利要求1所述复杂环境下骨科外固定系统用聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
A)改性异氰酸酯的制备：将多苯基多亚甲基异氰酸酯与聚醚二元醇在70～90℃下反应得到改性异氰酸酯；
B)聚醚多元醇混合物的制备：将聚醚多元醇、催化剂、匀泡剂、发泡剂、填料、功能性助剂按一定比例混合后，制得聚醚多元醇混合物；
C)聚氨酯的制备：将步骤B中制备的聚醚多元醇混合物和步骤A中制备的改性异氰酸酯按1∶0.6～0.75的重量比混合，得到所述聚氨酯。
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