CN103319813A

CN103319813A - 一种药用托盘用复合材料及其制备方法

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Publication number: CN103319813A
Application number: CN2013102740453A
Authority: CN
Inventors: 陈沙; 王红兵; 马兴玉
Original assignee: HENAN HUIQIANG NEW ENERGY MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HENAN HUIQIANG NEW ENERGY MATERIAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2033-07-02
Also published as: CN103319813B

Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种药用托盘用复合材料及其制备方法。药用托盘用复合材料由改性淀粉、无机填料、聚氯乙烯、增塑剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂和抗氧剂等原料聚合制成；上述改性淀粉由以下原料制备而成：玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉的一种或几种任意比例的混合物，环氧丙烷，碳酸钠，山梨醇和硫酸钙。本发明所提供的药用托盘用复合材料及其制备方法，原料易得，方法简单，通过混合和挤出两步即可完成，反应产率高，适于工业化生产。按照本发明所提供的复合材料所制备的药用托盘可长时间装载药剂成品进行冷藏，不会出现脆化、开裂现象，同时产品易于降解，是一种较好的环保型产品。

Description

一种药用托盘用复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种药用托盘用复合材料及其制备方法。

背景技术

目前医药行业用于盛放针剂或口服液用药用托盘，多为纯硬质聚氯乙烯（PVC）制成。该材料价格低廉，力学性能较好，可制备成型各种形状托盘制品，较好的满足了药用托盘的各项要求。但是PVC材料的热分解温度（130℃）和软化点温度（80～85℃）偏低，因此加工温度范围狭窄，同时PVC材料在加工制备药用托盘过程中会产生大量有毒有害气味，加上PVC材料生物降解性差，容易造成严重的环境污染，这些缺点极大的限制了PVC材料的使用范围。

为了克服PVC材料的现有缺点，对PVC材料添加其他组分改变其性能使之适合不同领域的需要成为了一种常见方式。例如专利200910116208.9所提供的一种用于生产给水管材、管件的PVC材料，就是通过添加轻质碳酸钙从而来增加管材的韧性，再如专利201110194896.8所公布的一种可降解塑料，就是通过将淀粉和PVC材料混合制备的一种环保可降解的塑料制品，再如201110150638.X所公布的一种改性聚氯乙烯复合材料，也是通过添加淀粉、硫酸钙等物质来改变材料特性，适合于多种用途。但是尚未见到有关针对药用托盘用复合材料的有关报道。

发明内容

本发明拟提供一种具有较好环保特性的药用托盘用复合材料及其制备方法。

本发明采用技术方案如下：

一种药用托盘用复合材料，由以下原料聚合制成：改性淀粉、无机填料、聚氯乙烯、增塑剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂和抗氧剂；

上述改性淀粉是由以下原料制备而成：玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉的一种或几种任意比例的混合物，环氧丙烷，碳酸钠，山梨醇和硫酸钙；

上述无机填料为滑石粉、碳酸钙或硅灰石中的一种或几种任意比例的混合物；

上述增塑剂为氯化聚乙烯、丙烯酸酯共聚物或环氧大豆油中的一种或几种任意比例的混合物；

上述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯或钛酸酯中的一种或几种任意比例的混合物；

上述稳定剂为有机锡稳定剂或钙锌复合剂；

上述润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡或硬脂酸中的一种或几种任意比例的混合物；

上述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168或抗氧剂2246中的一种几种任意比例的混合物。

所述药用托盘用复合材料，制备复合材料用原料以质量百分比计，各组分含量为：改性淀粉为20~35%，无机填料为10～25%，聚氯乙烯为35～50%，增塑剂为2～5%，偶联剂为0.5～1%，稳定剂为2～5%，润滑剂为1～2%，抗氧剂为0.2～0.4%。

所述药用托盘用复合材料，制备改性淀粉用原料以质量百分比计，各组分含量为：玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉的一种或几种任意比例的混合物为85~91%，环氧丙烷为2～4%，碳酸钠为1～3%，山梨醇为1～3%，硫酸钙为4～8%。

一种药用托盘用复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）改性淀粉的制备：将玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉的一种或几种混合物，与环氧丙烷、碳酸钠、山梨醇及硫酸钙一起加入高速混合机中，120～130℃下搅拌15～20min，冷却备用；

（2）将步骤（1）制备所得改性淀粉与无机填料、聚氯乙烯、增塑剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂和抗氧剂加入到高速混合机中，50～80℃下高速搅拌6～9min，降温出料；

上述稳定剂为有机锡稳定剂或钙锌复合剂；

上述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168或抗氧剂2246中的一种几种任意比例的混合物；

（3）将步骤（2）所得物料置入挤出机中挤出，造粒。

所述药用托盘用复合材料的制备方法，步骤（1）中制备改性淀粉用原料以质量百分比计，各组分配比关心为：玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉的一种或几种任意比例的混合物为85~91%，环氧丙烷为2～4%，碳酸钠为1～3%，山梨醇为1～3%，硫酸钙为4～8%。

所述药用托盘用复合材料的制备方法，步骤（2）中制备复合材料用原料以质量百分比计，各组分配比关心为：改性淀粉为20~35%，无机填料为10～25%，聚氯乙烯为35～50%，增塑剂为2～5%，偶联剂为0.5～1 %，稳定剂为2～5%，润滑剂为1～2%，抗氧剂为0.2～0.4%。

所述药用托盘用复合材料的制备方法，步骤（3）的挤出机选择双螺杆挤出机，在135～170℃条件下挤出。

采用本发明所提供的药用托盘用复合材料所制备产品具有良好的力学性能，其拉伸强度可达40～55MPa，断裂伸长率为30%～45%；弯曲强度可达58～75MPa，缺口冲击强度为5~8kJ/m²。采用本发明所提供的药用托盘用复合材料所制备托盘可长时间装载药剂成品进行冷藏，不会出现脆化、开裂现象。本发明所提供的药用托盘用复合材料中由于采用了大量淀粉和无机填料，因此在制备成品过程中无明显的有毒有害气体产生，且成品易于降解，是一种较好的环保产品。本发明所提供的制备药用托盘用复合材料的制备方法，原料易得，方法简单，通过混合和挤出两步即可完成，反应产率高，适于工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

（1）改性淀粉的制备：将玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉的一种或几种混合物，与环氧丙烷、碳酸钠、山梨醇及硫酸钙一起加入高速混合机中，120～130℃下搅拌15～20min，然后放料冷却备用，体系中的水分通过高速混合机的上盖开孔排出。

上述各原料的质量份数为，87%的淀粉（此处淀粉指玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉的一种或几种混合物，下述实施例含义相同，不再重复叙述），体系中的主体基料；2%的环氧丙烷，体系中的改性剂；2%的碳酸钠，体系中的改性剂；1%的山梨醇，体系中的增塑剂，提高淀粉的可塑性；8%的硫酸钙，体系中的填充增强剂及吸水剂。

（2）将步骤（1）制备所得的25kg改性淀粉、15kg滑石粉、50kg聚氯乙烯、3kg氯化聚乙烯、1.7kg环氧大豆油、1kg铝酸酯、2kg有机锡稳定剂、2kg石蜡、0.2kg抗氧剂168、0.1kg抗氧剂1010加入到高速混合机中，80℃下高速搅拌6min，降温出料。

（3）将步骤（2）得到的物料加到双螺杆挤出机中，在145～170℃反应挤出，得制备药用托盘用复合材料粒料。

经检验，所得粒料的物化性质如下：拉伸强度54.2MPa，断裂伸长率43.6%；弯曲强度70.3MPa，缺口冲击强度7.7kJ/m2。

实施例2

上述各原料的质量份数为，85%的淀粉，体系中的主体基料；4%的环氧丙烷，体系中的改性剂；3%的碳酸钠，体系中的改性剂；3%的山梨醇，体系中的增塑剂，提高淀粉的可塑性；5%的硫酸钙，体系中的填充增强剂及吸水剂。

（2）将步骤（1）制备所得的20kg改性淀粉、25kg滑石粉、45kg聚氯乙烯、3kg氯化聚乙烯、1.6kg环氧大豆油、1kg硅烷偶联剂、2kg有机锡稳定剂、2kg石蜡、0.2kg抗氧剂168、0.2kg抗氧剂1010加入到高速混合机中，80℃下高速搅拌7min，降温出料。

（3）将步骤（2）得到的物料加到双螺杆挤出机中，在140～170℃反应挤出，得制备药用托盘用复合材料粒料。

经检验，所得粒料的物化性质如下：拉伸强度52.8MPa，断裂伸长率38.6%；弯曲强度72.3MPa，缺口冲击强度6.3kJ/m2。

实施例3

上述各原料的质量份数为，91%的淀粉，体系中的主体基料；2%的环氧丙烷，体系中的改性剂；1%的碳酸钠，体系中的改性剂；2%的山梨醇，体系中的增塑剂，提高淀粉的可塑性；4%的硫酸钙，体系中的填充增强剂及吸水剂。

（2）将步骤（1）制备所得的35kg改性淀粉、10kg滑石粉、45kg聚氯乙烯、2kg氯化聚乙烯、1.7kg环氧大豆油、1kg硅烷偶联剂、3kg有机锡稳定剂、2kg聚乙烯蜡、0.2kg抗氧剂168、0.1kg抗氧剂1076加入到高速混合机中，70℃下高速搅拌6min，降温出料。

（3）将步骤（2）得到的物料加到双螺杆挤出机中，在135～170℃反应挤出，得制备药用托盘用复合材料粒料。

经检验，所得粒料的物化性质如下：拉伸强度49.8MPa，断裂伸长率40.5%；弯曲强度65.3MPa，缺口冲击强度6.8kJ/m2。

实施例4

上述各原料的质量份数为，88%的淀粉，体系中的主体基料；3%的环氧丙烷，体系中的改性剂；2%的碳酸钠，体系中的改性剂；2%的山梨醇，体系中的增塑剂，提高淀粉的可塑性；5%的硫酸钙，体系中的填充增强剂及吸水剂。

（2）将步骤（1）制备所得的30kg改性淀粉、25kg滑石粉、35kg聚氯乙烯、2kg氯化聚乙烯、2.1kg环氧大豆油、0.5kg钛酸酯、4kg有机锡稳定剂、1kg聚乙烯蜡、0.2kg抗氧剂168、0.2kg抗氧剂1076加入到高速混合机中，70℃下高速搅拌7min，降温出料。

（3）将步骤（2）得到的物料加到双螺杆挤出机中，在135～165℃反应挤出，得制备药用托盘用复合材料粒料。

经检验，所得粒料的物化性质如下：拉伸强度41.3MPa，断裂伸长率31.5%；弯曲强度73.8MPa，缺口冲击强度5.3kJ/m2。

实施例5

上述各原料的质量份数为，88%的淀粉，体系中的主体基料；3%的环氧丙烷，体系中的改性剂；2%的碳酸钠，体系中的改性剂；1%的山梨醇，体系中的增塑剂，提高淀粉的可塑性；6%的硫酸钙，体系中的填充增强剂及吸水剂。

（2）将步骤（1）制备所得的30kg改性淀粉、15kg滑石粉、43kg聚氯乙烯、2kg氯化聚乙烯、2.2kg环氧大豆油、0.6kg钛酸酯、5kg有机锡稳定剂、2kg硬脂酸、0.1kg抗氧剂2246、0.1kg抗氧剂1010加入到高速混合机中，60℃下高速搅拌6min，降温出料。

（3）将步骤（2）得到的物料加到双螺杆挤出机中，在135～160℃反应挤出，得制备药用托盘用复合材料粒料。

经检验，所得粒料的物化性质如下：拉伸强度47.8MPa，断裂伸长率35.5%；弯曲强度63.3MPa，缺口冲击强度6.5kJ/m2。

实施例6

上述各原料的质量份数为，90%的淀粉，体系中的主体基料；2%的环氧丙烷，体系中的改性剂；1%的碳酸钠，体系中的改性剂；3%的山梨醇，体系中的增塑剂，提高淀粉的可塑性；4%的硫酸钙，体系中的填充增强剂及吸水剂。

（2）将步骤（1）制备所得的32kg改性淀粉、17kg滑石粉、40kg聚氯乙烯、3kg丙烯酸酯共聚物、2kg环氧大豆油、1kg铝酸酯、3.5kg有机锡稳定剂、1.3kg硬脂酸、0.1kg抗氧剂2246、0.1kg抗氧剂1076加入到高速混合机中，60℃下高速搅拌7min，降温出料。

（3）将步骤（2）得到的物料加到双螺杆挤出机中，在135～155℃反应挤出，得制备药用托盘用复合材料粒料。

经检验，所得粒料的物化性质如下：拉伸强度44.8MPa，断裂伸长率34.1%；弯曲强度66.3MPa，缺口冲击强度5.7kJ/m2。

实施例7

上述各原料的质量份数为，85%的淀粉，体系中的主体基料；4%的环氧丙烷，体系中的改性剂；3%的碳酸钠，体系中的改性剂；2%的山梨醇，体系中的增塑剂，提高淀粉的可塑性；6%的硫酸钙，体系中的填充增强剂及吸水剂。

（2）将步骤（1）制备所得的28kg改性淀粉、13kg滑石粉、50kg聚氯乙烯、1kg丙烯酸酯共聚物、1kg环氧大豆油、0.8kg铝酸酯、4kg有机锡稳定剂、2kg石蜡、0.1kg抗氧剂2246、0.1kg抗氧剂1010加入到高速混合机中，60℃下高速搅拌8min，降温出料。

经检验，所得粒料的物化性质如下：拉伸强度52.3MPa，断裂伸长率44.2%；弯曲强度67.0MPa，缺口冲击强度7.7kJ/m2。

实施例8

上述各原料的质量份数为，87%的淀粉，体系中的主体基料；3%的环氧丙烷，体系中的改性剂；1%的碳酸钠，体系中的改性剂；1%的山梨醇，体系中的增塑剂，提高淀粉的可塑性；8%的硫酸钙，体系中的填充增强剂及吸水剂。

（2）将步骤（1）制备所得的28kg改性淀粉、13kg滑石粉、48kg聚氯乙烯、3kg丙烯酸酯共聚物、1.3kg环氧大豆油、0.8kg铝酸酯、4kg有机锡稳定剂、1.5kg石蜡、0.2kg抗氧剂2246、0.2kg抗氧剂1010加入到高速混合机中，60℃下高速搅拌9min，降温出料。

（3）将步骤（2）得到的物料加到双螺杆挤出机中，在145～165℃反应挤出，得制备药用托盘用复合材料粒料。

经检验，所得粒料的物化性质如下：拉伸强度53.3MPa，断裂伸长率42.2%；弯曲强度67.9MPa，缺口冲击强度7.4kJ/m2。

实施例9

上述各原料的质量份数为，88%的淀粉，体系中的主体基料；2%的环氧丙烷，体系中的改性剂；2%的碳酸钠，体系中的改性剂；3%的山梨醇，体系中的增塑剂，提高淀粉的可塑性；5%的硫酸钙，体系中的填充增强剂及吸水剂。

（2）将步骤（1）制备所得的35kg改性淀粉、18kg滑石粉、35kg聚氯乙烯、3kg丙烯酸酯共聚物、2kg氯化聚乙烯、0.6kg硅烷偶联剂、5kg有机锡稳定剂、1kg石蜡、0.2kg抗氧剂168、0.2kg抗氧剂1010加入到高速混合机中，50℃下高速搅拌8min，降温出料。

（3）将步骤（2）得到的物料加到双螺杆挤出机中，在150～170℃反应挤出，得制备药用托盘用复合材料粒料。

经检验，所得粒料的物化性质如下：拉伸强度42.8MPa，断裂伸长率33.5%；弯曲强度60.2MPa，缺口冲击强度5.6kJ/m2。

实施例10

（2）将步骤（1）制备所得的22kg改性淀粉、25kg滑石粉、44kg聚氯乙烯、2kg丙烯酸酯共聚物、2kg氯化聚乙烯、0.5kg钛酸酯、3.3kg有机锡稳定剂、1kg石蜡、0.1kg抗氧剂168、0.1kg抗氧剂1076加入到高速混合机中，50℃下高速搅拌9min，降温出料。

（3）将步骤（2）得到的物料加到双螺杆挤出机中，在140～160℃反应挤出，得制备药用托盘用复合材料粒料。

经检验，所得粒料的物化性质如下：拉伸强度53.1MPa，断裂伸长率40.6%；弯曲强度70.1MPa，缺口冲击强度6.8kJ/m2。

Claims

1.一种药用托盘用复合材料，其特征在于该复合材料由以下原料聚合制成：改性淀粉、无机填料、聚氯乙烯、增塑剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂和抗氧剂；

上述改性淀粉由以下原料聚合制成：玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉的一种或几种任意比例的混合物，环氧丙烷，碳酸钠，山梨醇和硫酸钙；

上述稳定剂为有机锡稳定剂或钙锌复合剂；

2.如权利要求1所述药用托盘用复合材料，其特征在于制备复合材料用原料以质量百分比计，各组分含量为：改性淀粉为20~35%，无机填料为10～25%，聚氯乙烯为35～50%，增塑剂为2～5%，偶联剂为0.5～1%，稳定剂为2～5%，润滑剂为1～2%，抗氧剂为0.2～0.4%。

3.如权利要求1所述药用托盘用复合材料，其特征在于制备改性淀粉用原料以质量百分比计，各组分含量为：玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉的一种或几种任意比例的混合物为85~91%，环氧丙烷为2～4%，碳酸钠为1～3%，山梨醇为1～3%，硫酸钙为4～8%。

4.一种药用托盘用复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

上述稳定剂为有机锡稳定剂或钙锌复合剂；

（3）将步骤（2）所得物料置入挤出机中挤出，造粒。

5.如权利要求4所述药用托盘用复合材料的制备方法，其特征在于步骤（1）中制备改性淀粉用原料以质量百分比计，各组分配比关系为：玉米淀粉、马铃薯淀粉或木薯淀粉的一种或几种任意比例的混合物为85~91%，环氧丙烷为2～4%，碳酸钠为1～3%，山梨醇为1～3%，硫酸钙为4～8%。

6.如权利要求4所述药用托盘用复合材料的制备方法，其特征在于步骤（2）中各原料以质量百分比计，各组分配比关系为：改性淀粉为20~35%，无机填料为10～25%，聚氯乙烯为35～50%，增塑剂为2～5%，偶联剂为0.5～1 %，稳定剂为2～5%，润滑剂为1～2%，抗氧剂为0.2～0.4%。

7.如权利要求4所述药用托盘用复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）的挤出机为双螺杆挤出机，在135～170℃条件下挤出。