CN104045935A - 高透氧性聚氯乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高透氧性聚氯乙烯材料及其制备方法，所述高透氧性聚氯乙烯材料，包括以下重量份的组分：超高分子量聚氯乙烯树脂60份，中分子量聚氯乙烯树脂30～40份，增塑剂TOTM40～80份，增塑剂DOA5～20份，增塑剂DOS0～20份，辅助增塑剂3～10份，钙锌热稳定剂0.5～5份。本发明使用的基础树脂为具有高吸油量的超高分子量与中分子量悬浮法聚氯乙烯树脂，选用迁移性较低的增塑剂TOTM，复配使用耐寒增塑剂DOA、DOS，并辅以具有热稳定作用的环氧植物油增塑剂，确保了产品的耐低温性及耐萃取性，具有较高的气体交换速率，具有高透氧性特性，适用于血液保存，特别适用于血小板保存。所制备的高透氧性PVC材料能够保证血小板在22℃保存7天，适用于制作血小板保存袋。

Description

高透氧性聚氯乙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性聚氯乙烯(PVC)材料及其制备方法。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)因其具有廉价、综合性能好等特点，在各个领域有广泛应用，是目前最广泛使用的塑料之一。增塑PVC也可用作全血、血红细胞及血小板的包装材料，随着医疗事业的发展和临床经验及数据的积累，PVC用于输注血液产品时存在弹性、耐迁移性、挥发性、耐低温性及高温消毒发粘等方面性能的不足，由于血小板保存时则存在透气性不足，限制了其在一次性医用器具中的应用。
PVC材料最常用的增塑剂为邻笨二甲酸二辛酯(DOP)，用作血液保存时也常采用柠檬酸酯类增塑剂。目前全血保存最为广泛使用的是PVC-DOP，而血红细胞及血小板常用PVC-BTHC。但DOP的毒性和致癌性在动物试验已经明确，采用DOP或柠檬酸酯类增塑剂制备的PVC材料用以保存血小板时存在增塑剂迁移性大，血小板保存期短等问题。
美国专利US4,280,497采用TOTM作为增塑剂制备了血小板保存用PVC材料，但其在使用过程中存在透氧性低，血小板存活时间短等问题；美国专利US6,060,138采用超高分子量PVC、TOTM、环氧植物油、钙锌稳定剂和矿物油组成的弹性医用材料，虽然能够得到较为理想的透氧性，但因其采用了高聚合度PVC作为基础树脂，并选用分子量较高的增塑剂TOTM，在实际生产中存在熔体黏度过大，使得PVC材料难以加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种高透氧性聚氯乙烯材料及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。
所述的高透氧性聚氯乙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
优选的，所述的高透氧性聚氯乙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
优选的，还包括：
抗氧剂                 0.1～1份，优选0.3～0.5份；
润滑剂                 0.1～1份，优选0.1～0.5份；
所述的超高分子量聚氯乙烯树脂，为采用悬浮法制备的超高分子量聚氯乙烯，分子量为10万～18万，K值为78～95；
所述的中分子量聚氯乙烯树脂为采用悬浮法制备的中分子量聚氯乙烯，分子量为6万～7万，K值为65～70；
DOA是己二酸二辛酯，DOS是癸二酸二辛脂。
所述的辅助增塑剂为环氧亚麻油(ELO)或环氧大豆油(ESO)中的一种以上；
所述的钙锌热稳定剂为液体复配钙锌稳定剂，如英国艾科公司牌号为ZX9011的产品，或者为硬脂酸钙、硬脂酸铝或硬脂酸锌中的一种以上；
所述抗氧剂为亚磷酸酯系列抗氧剂，具体为双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸三(壬基苯酯)中的一种或两种的混合物；
所述润滑剂为硅油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡或硬脂酸中的一种；
所述的高透氧性聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
首先将超高分子量聚氯乙烯树脂、中分子量聚氯乙烯树脂、增塑剂和辅助增塑剂加入混合机，转速为360～380rpm，1～5min后，加入稳定剂及抗氧剂，3～6min后加入润滑剂，混合至110～130℃后，放入冷却混合机，转速为10～15rpm，待物料温度为40～50℃出料，加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，机筒温度为：Ⅰ区100～120℃，Ⅱ区130～150℃，Ⅲ150～160℃，Ⅳ150～160℃，模头温度155～165℃，螺杆转速70rpm，物料经挤出机塑化后进行风冷造粒，即可获得所述高透氧性聚氯乙烯材料；
本发明解决了现有技术中PVC材料用于血小板保存袋时存在贮存期短、增塑剂析出的问题，提供一种具有良好的物化性能和生物性能、增塑剂析出率低、良好的气体交换能力、氧气渗透性优良、血小板22℃保存期可达7天的医用PVC材料。
本发明所制备的PVC材料选用具有高吸油量的高聚合度PVC树脂，增加了增塑剂的可加入量，提升了PVC材料的透气性，尤其具有较高的透氧性；采用与中聚合度PVC树脂复配使用的方式，避免了加工过程中出现熔体黏度过大、产品不易加工等问题；选用了低萃取性、低迁移性的增塑剂TOTM，保证了PVC材料在使用过程中具有较低的增塑剂析出量，确保材料的安全性；加入耐寒型增塑剂DO，满足该材料在用于血小板低温保存时对PVC的耐低温的特殊要求。本发明所采用的树脂、增塑剂、热稳定剂等原料均为目前医用PVC材料常用产品，所制备的PVC材料物理性能、化学性能、生物性能均满足GB15593-1995输血(液)器具用软聚氯乙烯塑料相关要求。
本发明使用的基础树脂为具有高吸油量的超高分子量与中分子量悬浮法聚氯乙烯树脂，选用迁移性较低的增塑剂TOTM，复配使用耐寒增塑剂DOS、DOA，并辅以具有热稳定作用的环氧植物油增塑剂，确保了产品的耐低温性及耐萃取性，具有较高的气体交换速率，具有高透氧性特性，适用于血液保存，特别适用于血小板保存。所制备的高透氧性PVC材料能够保证血小板在22℃保存7天，适用于制作血小板保存袋。
具体实施方式
实施例1
配方：(重量份)
制备步骤：
混料：将PVC及增塑剂、辅助增塑剂加入高速混合机，转速设定为360rpm，1min后加入稳定剂及抗氧剂，3min后加入润滑剂，混合至温度130℃后放入冷却混合机，转速为10rpm，待物料温度为40℃出料。
造粒：将上述冷却物料加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，机筒温度为：Ⅰ区100℃，Ⅱ区130～℃，Ⅲ150℃，Ⅳ150℃，模头温度155℃，螺杆转速70rpm，物料经挤出机塑化后进行风冷造粒。获得产品。
采用ASTMD1434-82标准进行检测，结果见表1。
实施例2
混料：将PVC及增塑剂、辅助增塑剂加入高速混合机，转速设定为360rpm，1min后加入稳定剂及抗氧剂，3min后加入润滑剂，混合至温度110℃后放入冷却混合机，转速为10rpm，待物料温度为50℃出料。
造粒：将上述冷却物料加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，机筒温度为：Ⅰ区120℃，Ⅱ区150℃，Ⅲ160℃，Ⅳ160℃，模头温度165℃，螺杆转速70rpm，物料经挤出机塑化后进行风冷造粒。获得产品。
检测结果见表1。
实施例3
制备方式同实施例1。
表1 不同实施例氧气透过率
编号 原产品 实施例1 实施例2 实施例3
氧气透过率22℃/(μmol/h) 10.6 30.2 26.4 25.8
对比实施例1
配方：(重量份)
制备步骤：
混料：将PVC及增塑剂、辅助增塑剂加入高速混合机，转速设定为360rpm，1min后加入稳定剂及抗氧剂，3min后加入润滑剂，混合至温度130℃后放入冷却混合机，转速为10rpm，待物料温度为40℃出料。
造粒：将上述冷却物料加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，机筒温度为：Ⅰ区100℃，Ⅱ区130℃，Ⅲ150℃，Ⅳ150℃，模头温度155℃，螺杆转速70rpm，物料经挤出机塑化后进行风冷造粒。获得产品。
氧气透过率为13.8μmol/h。
对比实施例2
配方：(重量份)
制备步骤：
混料：将PVC及增塑剂、辅助增塑剂加入高速混合机，转速设定为360rpm，1min后加入稳定剂及抗氧剂，3min后加入润滑剂，混合至温度130℃后放入冷却混合机，转速为10rpm，待物料温度为40℃出料。
造粒：将上述冷却物料加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，机筒温度为：Ⅰ区100℃，Ⅱ区130℃，Ⅲ150℃，Ⅳ150℃，模头温度155℃，螺杆转速70rpm，物料经挤出机塑化后进行风冷造粒。获得产品。氧气透过率为11.2μmol/h。
由实施例1～3和对比实施例1,2可见，采用超高分子量聚氯乙烯或中分子量聚氯乙烯按照60:40，并配合采用TOTM与DOA复配增塑剂所制得的PVC粒料比常规PVC产品透氧性高出一倍以上；而单独采用超高分子量聚氯乙烯或中分子量聚氯乙烯所制得的PVC粒料，其氧气透过率与常规PVC产品相当，并无明显改善。

Claims (7)

1.高透氧性聚氯乙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
2.根据权利要求1所述的高透氧性聚氯乙烯材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
3.根据权利要求1所述的高透氧性聚氯乙烯材料，其特征在于，还包括：
抗氧剂              0.1～1份；
润滑剂              0.1～1份；
所述抗氧剂为亚磷酸酯系列抗氧剂；
所述润滑剂为硅油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡或硬脂酸中的一种。
4.根据权利要求2所述的高透氧性聚氯乙烯材料，其特征在于，还包括：
抗氧剂             0.1～1份；
润滑剂             0.1～1份；
所述抗氧剂为亚磷酸酯系列抗氧剂；
所述润滑剂为硅油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡或硬脂酸中的一种。
5.根据权利要求1～4任一项所述的高透氧性聚氯乙烯材料，其特征在于，所述的超高分子量聚氯乙烯树脂，为采用悬浮法制备的超高分子量聚氯乙烯，分子量为10万～18万；
所述的中分子量聚氯乙烯树脂为采用悬浮法制备的中分子量聚氯乙烯，分子量为6万～7万。
6.根据权利要求5所述的高透氧性聚氯乙烯材料，其特征在于，所述的辅助增塑剂为环氧亚麻油(ELO)或环氧大豆油(ESO)中的一种以上；
所述的钙锌热稳定剂为液体复配钙锌稳定剂，或者为硬脂酸钙、硬脂酸铝或硬脂酸锌中的一种以上。
7.根据权利要求1～4任一项所述的高透氧性聚氯乙烯材料，其特征在于，所述的高透氧性聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
首先将超高分子量聚氯乙烯树脂、中分子量聚氯乙烯树脂、增塑剂和辅助增塑剂加入混合机，转速为360～380rpm，1～5min后，加入稳定剂及抗氧剂，3～6min后加入润滑剂，混合至110～130℃后，放入冷却混合机，转速为10～15rpm，待物料温度为40～50℃出料，加入双螺杆挤出机进行挤出造粒，机筒温度为：Ⅰ区100～120℃，Ⅱ区130～150℃，Ⅲ150～160℃，Ⅳ150～160℃，模头温度155～165℃，螺杆转速70rpm，物料经挤出机塑化后进行风冷造粒，即可获得所述高透氧性聚氯乙烯材料。
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