CN104212159A - 一种聚氨酯热塑性骨定板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热塑性骨定板线技术领域，尤其涉及一种聚氨酯热塑性骨定板及其制备方法，本发明的聚氨酯热塑性骨定板由40-80份的聚氨酯胶粒、10-50份的工程塑料、0-30份的软性改质材料、0-10份的填充剂、0.1-2份的抗氧剂；本发明的聚氨酯热塑性骨定板为一种具高支撑性能的医用高分子材料，其可拆卸、可重复使用、可塑化，还可依不同伤患部位细部塑型，具有良好的服贴性可提供支撑固定作用，且透气、不闷热，无皮肤刺激性及过敏性等副作用，另外还可回收、自然可分解，环保性好，取代传统石膏材料，用于临床骨科外固定使用，可大大改善患者复健的生活起居；本发明的制备方法简单成熟，生产效率高，有利于普遍推广应用。

Description

一种聚氨酯热塑性骨定板及其制备方法

技术领域

本发明涉及骨定板技术领域，尤其涉及一种聚氨酯热塑性骨定板及其制备方法。

背景技术

通常，当人体骨头折断、断裂或韧带拉长或破裂时，需要使用矫形用夹板，以便局部地或完全地紧密支撑且固定住受伤的关节和肌肉，用于夹板的材料需要有足够的柔性，以便能容易地模制成与受伤的身体部位的曲线形状相吻合。

目前，通常采用石膏板和石膏绷带治疗人体骨头或断裂，然而，现有的石膏板和石膏绷带存在易潮解、有粉尘污染、塑形需耗水难塑形、易造成水源污染、塑型笨重、易碎、X射线透过性差、固化时间较长、忌水、拆除麻烦等问题，且在复健过程中无法拆卸，不透气，易生疹子，无法洗浴，不利患者进行康复训练及生活自理。为此，以上所述问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种具高支撑性能、可解决现有的医疗石膏板及石膏绷带塑形笨重、容易出现皮肤过敏等副作用的问题的聚氨酯热塑性骨定板。

本发明的另一目的在于针对现有技术的不足，而提供一种聚氨酯热塑性骨定板的制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种聚氨酯热塑性骨定板，它由以下重量份的原料组成：

聚氨酯胶粒         40-80份

工程塑料           10-50份

软性改质材料             0-30份

填充剂             0-10份

抗氧剂             0.1-2份。

优选的，一种聚氨酯热塑性骨定板，它由以下重量份的原料组成：

聚氨酯胶粒         50-70份

工程塑料           20-40份

软性改质材料             10-20份

填充剂             3-8份

抗氧剂             0.8-1.4份。

更为优选的，一种聚氨酯热塑性骨定板，它由以下重量份的原料组成：

聚氨酯胶粒         60份

工程塑料           30份

软性改质材料             15份

填充剂             5份

抗氧剂             1份。

其中，聚氨酯胶粒由以下重量份的原料制成：

聚酯多元醇         90-110份

二异氰酸酯         30-50份

扩链剂            2-9份。

其中，聚酯多元醇是由多元酸、多元酯中的任一种或两者的混合物与多元醇按照1.03~1.47:1的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，在真空熔融法中，先将以上比例的原料在120~160℃下进行初期酯化反应1~2h，接着升温到180~250℃，以减压脱水方式直至聚酯多元醇的的羟值为20~120mgKOH/g，酸值为0.1~2mgKOH/g。 

其中，多元醇为乙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、甘油、季戊四醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚丙二醇、聚ε-己内酯二醇中的任意一种或几种的混合物，其中，聚四氢呋喃醚多元醇的MW为650~2000，聚丙二醇的MW为200~2000，聚ε-己内酯二醇的MW为1000~50000；

多元酸为丁二酸、己二酸、壬二酸、葵二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸中的任意一种或几种的混合物；

多元酯为苯酐、顺丁烯二酸酐、偏苯三酸酐中的任意一种或几种的混合物。

其中，扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二酚双(2-羟乙基)醚、4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、间苯二酚-双(β-羟乙基)醚、3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚中的任意一种或几种的混合物；

二异氰酸酯包括4,4-MDI、2,4-MDI、MDI-50、H₁₂MDI、HDI、XDI、IPDI中的任意一种或几种的混合物，其中，MDI-50 是由4,4-MDI和2,4-MDI以1：1的比例混合而成的。

其中，工程塑料为聚甲基丙烯酸甲酯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯腈中的一种或几种的混合物。

其中，软性改质材料为醋酸乙烯酯共聚合物、聚氯乙烯、聚乙烯-丁烯共聚物中的一种或几种的混合物；

填充剂为硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛中的一种或几种的混合物；

抗氧剂为Irganox-1010。

上述聚氨酯热塑性骨定板的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂加入双螺杆压出机中，并在180~250℃的温度下进行反应，挤出造粒，制得聚氨酯胶粒；         

b、按重量份将聚氨酯胶粒、工程塑料、软性改质材料、填充剂、             抗氧剂混合搅拌均匀，并经双螺杆压出机造粒，制得胶粒；

c、将胶粒加入单螺杆压出机中，在165~195℃的温度下熔融，并经T型模头流出形成片材，片材冷却后依标准尺寸裁切，制得聚氨酯热塑性骨定板。

本发明的有益效果为：本发明的聚氨酯热塑性骨定板为一种具高支撑性能的医用高分子材料，其可拆卸、可重复使用、可塑化，还可依不同伤患部位细部塑型，具有良好的服贴性可提供支撑固定作用，且透气、不闷热，无皮肤刺激性及过敏性等副作用，另外还可回收、自然可分解，环保性好。本发明的聚氨酯热塑性骨定板取代传统石膏材料，用于临床骨科外固定使用，可大大改善患者复健的生活起居。

本发明的制备方法简单易行，生产效率高，有利于普遍推广应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1。

本实施例的聚氨酯热塑性骨定板的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将重量份为90份的将聚酯多元醇、25份的4,4-MDI、25份的2,4-MDI、2份的乙二醇、1份的丙二醇、2份的1,3-丁二醇、3份的1,4-丁二醇、1份的2-甲基-1,3-丙二醇加入双螺杆压出机中，并在220℃的温度下进行反应，挤出造粒，制得聚氨酯胶粒； 

其中，聚酯多元醇是由丁二酸、己二酸的混合物与乙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇的混合物按照1.03:1的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，在真空熔融法中，先将以上比例的原料在120℃下进行初期酯化反应2h，接着升温到180℃，以减压脱水方式直至聚酯多元醇的的羟值为20 mgKOH/g，酸值为2 mgKOH/g；     

b、将重量份为40份的聚氨酯胶粒、20份的聚甲基丙烯酸甲酯、30份的低密度聚乙烯0.1份的Irganox-1010混合搅拌均匀，并经双螺杆压出机造粒，制得胶粒；

c、将胶粒加入单螺杆压出机中，在185℃的温度下熔融，并经T型模头流出形成片材，片材冷却后依标准尺寸裁切，制得聚氨酯热塑性骨定板。

实施例2。

本实施例的聚氨酯热塑性骨定板的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将重量份为95份的聚酯多元醇、20份的MDI-50、25份的H₁₂MDI、2份的己二醇、2份的3-甲基1,5-戊二醇、2份的1,4-环己烷二甲醇、2份的对苯二酚双(2-羟乙基)醚加入双螺杆压出机中，并在250℃的温度下进行反应，挤出造粒，制得聚氨酯胶粒； 

其中，聚酯多元醇是由壬二酸、葵二酸的混合物与二甘醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇的混合物按照1.14：1的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，先将以上比例的原料在130℃下进行初期酯化反应1.75h，接着升温到200℃，以减压脱水方式直至聚酯多元醇的羟值为50 mgKOH/g，酸值为1.5 mgKOH/g；      

b、将重量份为50份的聚氨酯胶粒、10份的高密度聚乙烯、15份的聚丙烯、15份的聚对苯二甲酸乙二酯、5份的醋酸乙烯酯共聚合物、5份的聚氯乙烯、1份的硫酸钡、2份的二氧化硅、0.8份的Irganox-1010混合搅拌均匀，并经双螺杆压出机造粒，制得胶粒；

c、将胶粒加入单螺杆压出机中，在195℃的温度下熔融，并经T型模头流出形成片材，片材冷却后依标准尺寸裁切，制得聚氨酯热塑性骨定板。

实施例3。

本实施例的聚氨酯热塑性骨定板的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将重量份为100份的聚酯多元醇、15份的HDI、15份的XDI、10份的IPDI、3份的4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、2份的间苯二酚-双(β-羟乙基)醚、1份的3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚加入双螺杆压出机中，并在230℃的温度下进行反应，挤出造粒，制得聚氨酯胶粒； 

其中，聚酯多元醇是由葵二酸、对苯二甲酸、苯酐的混合物与己二醇、3-甲基1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、甘油的混合物按照1.25：1的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，在真空熔融法中，先将以上比例的原料在140℃下进行初期酯化反应1.5h，接着升温到215℃，以减压脱水方式直至聚酯多元醇的羟值为80 mgKOH/g，酸值为1 mgKOH/g；  

b、将重量份为60份的聚氨酯胶粒、10份的聚对苯二甲酸丁二酯、10份的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、10份的聚苯乙烯、5份的聚氯乙烯、10份的聚乙烯-丁烯共聚物、2份的碳酸钙、3份的二氧化钛、1份的Irganox-1010混合搅拌均匀，并经双螺杆压出机造粒，制得胶粒；

c、将胶粒加入单螺杆压出机中，在175℃的温度下熔融，并经T型模头流出形成片材，片材冷却后依标准尺寸裁切，制得聚氨酯热塑性骨定板。

实施例4。

本实施例的聚氨酯热塑性骨定板的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将重量份为105份的聚酯多元醇、10份的4,4-MDI、14份的MDI-50、11份的HDI、1份的乙二醇、1份的1,4-环己烷二甲醇、2份的间苯二酚-双(β-羟乙基)醚加入双螺杆压出机中，并在240℃的温度下进行反应，挤出造粒，制得聚氨酯胶粒；

其中，聚酯多元醇是由多元酸为丁二酸、壬二酸、对苯二甲酸、顺丁烯二酸酐的混合物与季戊四醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚丙二醇的混合物按照1.36：1的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，在真空熔融法中，先将以上比例的原料在150℃下进行初期酯化反应1.25h，接着升温到230℃，以减压脱水方式直至聚酯多元醇的羟值为100mgKOH/g，酸值为0.6 mgKOH/g；        

b、将重量份为70份的聚氨酯胶粒、6份的聚碳酸酯、6份的聚苯乙烯甲基丙烯酸甲酯、8份的聚酰胺、10份的醋酸乙烯酯共聚合物、10份的聚乙烯-丁烯共聚物、2份的硫酸钡、3份的碳酸钙、3份的二氧化硅、1.4份的Irganox-1010混合搅拌均匀，并经双螺杆压出机造粒，制得胶粒；

c、将胶粒加入单螺杆压出机中，在165℃的温度下熔融，并经T型模头流出形成片材，片材冷却后依标准尺寸裁切，制得聚氨酯热塑性骨定板。

实施例5。

本实施例的聚氨酯热塑性骨定板的制备方法，它包括以下制备步骤：

a、将重量份为110份的聚酯多元醇、10份的2,4-MDI、8份的H₁₂MDI、12份的IPDI、1份的1,3-丁二醇、1份的对苯二酚双(2-羟乙基)醚加入双螺杆压出机中，并在195℃的温度下进行反应，挤出造粒，制得聚氨酯胶粒；

其中，聚酯多元醇是由己二酸、葵二酸、间苯二甲酸、偏苯三酸酐的混合物与聚ε-己内酯二醇、乙二醇的混合物按照1.47：1的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，在真空熔融法中，先将以上比例的原料在160℃下进行初期酯化反应1h，接着升温到250℃，以减压脱水方式直至聚酯多元醇制得的聚酯多元醇的羟值为120 mgKOH/g，酸值为0.1 mgKOH/g；    

b、将重量份为80份的聚氨酯胶粒、5份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、5份的聚丙烯腈、10份的醋酸乙烯酯共聚合物、10份的聚氯乙烯、10份的聚乙烯-丁烯共聚物、3份的硫酸钡、4份的碳酸钙、3份的二氧化钛的、2份的Irganox-1010混合搅拌均匀，并经双螺杆压出机造粒，制得胶粒；

c、将胶粒加入单螺杆压出机中，在175℃的温度下熔融，并经T型模头流出形成片材，片材冷却后依标准尺寸裁切，制得聚氨酯热塑性骨定板。

本发明的实施例1~实施例5制得的聚氨酯热塑性骨定板的性能检测数据见表1。

表1

。

从表1可以看出，本发明的实施例1~实施例5制得的聚氨酯热塑性骨定板的硬度、自黏性、热塑记忆性、垂悬性、成型性、安全性等各项性能优异，产品质量好。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种聚氨酯热塑性骨定板，其特征在于：它由以下重量份的原料组成：

聚氨酯胶粒         40-80份

工程塑料           10-50份

软性改质材料    0-30份

填充剂             0-10份

抗氧剂             0.1-2份。

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯热塑性骨定板，其特征在于：它由以下重量份的原料组成：

聚氨酯胶粒         50-70份

工程塑料           20-40份

软性改质材料    10-20份

填充剂             3-8份

抗氧剂             0.8-1.4份。

3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯热塑性骨定板，其特征在于：它由以下重量份的原料组成：

聚氨酯胶粒         60份

工程塑料           30份

软性改质材料    15份

填充剂             5份

抗氧剂             1份。

4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯热塑性骨定板，其特征在于：聚氨酯胶粒由以下重量份的原料制成：

聚酯多元醇         90-110份

二异氰酸酯         30-50份

扩链剂            2-9份。

5.根据权利要求4所述的一种聚氨酯热塑性骨定板，其特征在于：聚酯多元醇是由多元酸、多元酯中的任一种或两者的混合物与多元醇按照1.03~1.47:1的摩尔比例经过真空熔融法进行脱醇及脱水缩聚而成，在真空熔融法中，先将以上比例的原料在120~160℃下进行初期酯化反应1~2h，接着升温到180~250℃，以减压脱水方式直至聚酯多元醇的羟值为20~120mgKOH/g，酸值为0.1~2mgKOH/g。

6.根据权利要求5所述的一种聚氨酯热塑性骨定板，其特征在于：多元醇为乙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、二甘醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、甘油、季戊四醇、聚四氢呋喃醚多元醇、聚丙二醇、聚ε-己内酯二醇中的任意一种或几种的混合物，其中，聚四氢呋喃醚多元醇的MW为650~2000，聚丙二醇的MW为200~2000，聚ε-己内酯二醇的MW为1000~50000；

多元酸为丁二酸、己二酸、壬二酸、葵二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸中的任意一种或几种的混合物；

多元酯为苯酐、顺丁烯二酸酐、偏苯三酸酐中的任意一种或几种的混合物。

7.根据权利要求4所述的一种聚氨酯热塑性骨定板，其特征在于：扩链剂为乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、己二醇、3-甲基1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、对苯二酚双(2-羟乙基)醚、4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚、间苯二酚-双(β-羟乙基)醚、3-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚中的任意一种或几种的混合物；

二异氰酸酯包括4,4-MDI、2,4-MDI、MDI-50、H₁₂MDI、HDI、XDI、IPDI中的任意一种或几种的混合物，其中，MDI-50 是由4,4-MDI和2,4-MDI以1：1的比例混合而成的。

8.根据权利要求1所述的一种聚氨酯热塑性骨定板，其特征在于：工程塑料为聚甲基丙烯酸甲酯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚丙烯腈中的一种或几种的混合物。

9.根据权利要求1所述的一种聚氨酯热塑性骨定板，其特征在于：软性改质材料为醋酸乙烯酯共聚合物、聚氯乙烯、聚乙烯-丁烯共聚物中的一种或几种的混合物；

填充剂为硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛中的一种或几种的混合物；

抗氧剂为Irganox-1010。

10.权利要求1-9任意一项所述的一种聚氨酯热塑性骨定板的制备方法，其特征在于：它包括以下制备步骤：

a、按重量份将聚酯多元醇、二异氰酸酯和扩链剂加入双螺杆压出机中，并在180~250℃的温度下进行反应，挤出造粒，制得聚氨酯胶粒；         

b、按重量份将聚氨酯胶粒、工程塑料、软性改质材料、填充剂、             抗氧剂混合搅拌均匀，并经双螺杆压出机造粒，制得胶粒；

c、将胶粒加入单螺杆压出机中，在165~195℃的温度下熔融，并经T型模头流出形成片材，片材冷却后依标准尺寸裁切，制得聚氨酯热塑性骨定板。