CN104693644B - 一种透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂及其制备方法 - Google Patents

一种透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂及其制备方法,其解决了现有钙锌热稳定剂用于透明聚氯乙烯输液管的加工时导致的锌含量大、还原性物质含量高的技术问题,其以复合羧酸的钙盐和锌盐为基础,另加辅助稳定剂和润滑剂构成。热稳定剂组份以质量百分比计,其中所述的复合羧酸的钙盐和锌盐占6~12%,所述辅助稳定剂占72~82%,所述润滑剂占6~22%,本发明还公开了该稳定剂的制备方法。本发明可应用于透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂的制备。

Description

一种透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种稳定剂及其制备方法,特别是一种透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂及其制备方法。
背景技术
在20世纪60~70年代,针对输血、输液、注射器具因重复使用而导致出现诸多输液、输血的不良反应的问题,美国首先开发了一次性无菌医疗器械。时至今日,聚氯乙烯类材料因具有更易杀菌、更加透明、更好的化学稳定性和经济有效性成为一次性医疗器械使用量最大的材料。为规范PVC(聚氯乙烯)制品在医疗上的应用,我国也先后出台了一系列的标准,其中《GB15593-1995输血(液)器具用软聚氯乙烯塑料》中规定PVC医疗输液管中的锌含量值需≤0.4μg/mL,还原性物质(0.02mol/LKMnO4消耗量)需≤0.3ml/20mL。
热稳定剂在聚氯乙烯类医疗输液管的制造加工过程中可以有效防止PVC由于受热和机械剪切作用引起的降解,同时可防止PVC制品在使用过程中受热、光、氧等作用的破坏,以保持其物理性能,延长使用寿命。钙锌热稳定剂以其环保、良好的热稳定性和性价比高等特点成为在PVC医疗输液管领域中使用量最大的稳定剂种类,但钙锌热稳定剂的使用容易导致PVC医疗输液管中的锌含量和还原性物质的含量普遍较大,甚至超过限定值。
发明内容
本发明就是为了解决现有钙锌热稳定剂用于透明聚氯乙烯输液管的加工时导致的锌含量大、还原性物质含量高的技术问题,提供一种能够有效降低锌含量和还原性物质含量的透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂及其制备方法。
为此,本发明提供一种透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂,其由复合羧酸的钙盐和锌盐、辅助稳定剂和润滑剂组成;以质量百分比计,其中复合羧酸的钙盐和锌盐为6~12%,辅助稳定剂为72~82%,润滑剂为6~22%;
复合羧酸的钙盐和锌盐为一元脂肪酸的钙盐、锌盐和二元羧酸的钙盐、锌盐的复合物,其中一元脂肪酸为硬脂酸、棕榈酸、月桂酸中的一种或几种,二元羧酸为2,4-戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸中的一种或几种;
复合羧酸的钙盐组成为一元脂肪酸的钙盐:二元羧酸的钙盐=5~7:0~2,所述复合羧酸的锌盐组成为一元脂肪酸的锌盐:二元羧酸的锌盐=3~5:0~1,复合羧酸的钙盐和复合羧酸的锌盐的重量比=7:4~5,所述比例为重量比,下同;
辅助稳定剂包括β-二酮、受阻酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类辅助抗氧剂和水滑石,其中β-二酮:受阻酚类主抗氧剂:亚磷酸酯类辅助抗氧剂:水滑石=30~40:20~30:5~15:8~15。
优选地,β-二酮为硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷、辛酰苯甲酸甲烷、异戊酰苯甲酰甲烷中的一种或几种。
优选地,受阻酚类主抗氧剂为3,5-二特丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、四-(4-羟基-3,5-特丁基苯基丙酸)季戊四醇酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸异辛醇酯中的一种或几种。
优选地,亚磷酸酯类辅助抗氧剂为季戊四醇双亚磷酸酯二(十八醇)酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或2种。
优选地,水滑石为镁-铝二元水滑石、镁-铝-锌三元水滑石中的一种或2种。
优选地,润滑剂包括内润滑剂和外润滑剂,其中内润滑剂为硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺、多元醇酯中的一种或几种,外润滑剂为芥酸酰胺、硬脂酰胺、氧化聚乙烯蜡中的一种或几种;内润滑剂:外润滑剂=8~12:1.2~1.6。
本发明还提供一种透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂的制备方法,其先按配比称量复合羧酸的钙盐和锌盐,在50~160℃下反应0.5~12h;再按配比称量辅助稳定剂和润滑剂,将温度降至30~120℃,继续反应0.1~3h即得。
本发明使用复合羧酸的钙盐和锌盐为主体,钙皂和锌皂之间具有高效的协同作用,降低了钙锌热稳定剂中钙皂与锌皂的用量;选用的辅助稳定剂可明显改善稳定剂的动态热稳定性,且其具有较低的还原性;钙皂、锌皂及辅助热稳定剂的科学复配使得该钙锌热稳定剂用于透明聚氯乙烯输液管的加工时的锌含量和还原性物质指标得以有效控制,其中锌含量为0.2~0.25μg/mL,还原性物质(0.02mol/LKMnO4消耗量)值为0.22~0.26ml/20mL。本发明用于以增塑剂(尤其是柠檬酸酯类增塑剂)增塑的聚氯乙烯输液管加工时,与现有稳定剂种类对比,添加量降低10~15%、成本降低5~10%、自润滑性能好、清模周期延长0.5~1天、制品透明度高等特点,可广泛使用。
具体实施方式
本发明提供的透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂,其以复合羧酸的钙盐和锌盐(A组份)为基础,另加辅助稳定剂(B组份)和润滑剂(C组份)构成。
其中,复合羧酸的钙盐由一元脂肪酸的钙盐和二元羧酸的钙盐组成,复合羧酸的锌盐由一元脂肪酸的锌盐和二元羧酸的锌盐组成;辅助稳定剂由β-二酮、受阻酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类辅助抗氧剂和水滑石组成;润滑剂由内润滑剂和外润滑剂组成。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。根据本发明的配方,按重量比配制下列不同比例的透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂。
实施例1
复合羧酸的钙盐和锌盐(A组份):辅助稳定剂(B组份):润滑剂(C组份)=6:72:22。先按上述配比称量复合羧酸的钙盐和锌盐混合,在50℃下反应12h;再向其中投入按配比称量的辅助稳定剂和润滑剂,将温度降至30℃,继续反应3h即得,其中锌含量为0.2μg/mL,还原性物质(0.02mol/LKMnO4消耗量)值为0.22ml/20mL。
实施例2
复合羧酸的钙盐和锌盐(A组份):辅助稳定剂(B组份):润滑剂(C组份)=7.5:74.5:18。先按上述配比称量复合羧酸的钙盐和锌盐混合,在77.5℃下反应9.25h;再向其中投入按配比称量的辅助稳定剂和润滑剂,将温度降至52.5℃,继续反应2.25h即得,其中锌含量为0.21μg/mL,还原性物质(0.02mol/LKMnO4消耗量)值为0.23ml/20mL。
实施例3
复合羧酸的钙盐和锌盐(A组份):辅助稳定剂(B组份):润滑剂(C组份)=9:77:14。先按上述配比称量复合羧酸的钙盐和锌盐混合,在105℃下反应6.5h;再向其中投入按配比称量的辅助稳定剂和润滑剂,将温度降至75℃,继续反应1.5h即得,其中锌含量为0.22μg/mL,还原性物质(0.02mol/LKMnO4消耗量)值为0.24ml/20mL。
实施例4
复合羧酸的钙盐和锌盐(A组份):辅助稳定剂(B组份):润滑剂(C组份)=10.5:79.5:10。先按上述配比称量复合羧酸的钙盐和锌盐混合,在132.5℃下反应3.5h;再向其中投入按配比称量的辅助稳定剂和润滑剂,将温度降至97.5℃,继续反应0.75h即得,其中锌含量为0.24μg/mL,还原性物质(0.02mol/LKMnO4消耗量)值为0.25ml/20mL。
实施例5
复合羧酸的钙盐和锌盐(A组份):辅助稳定剂(B组份):润滑剂(C组份)=12:82:6。先按上述配比称量复合羧酸的钙盐和锌盐混合,在160℃下反应0.5h;再向其中投入按配比称量的辅助稳定剂和润滑剂,将温度降至120℃,继续反应0.1h即得,其中锌含量为0.25μg/mL,还原性物质(0.02mol/LKMnO4消耗量)值为0.26ml/20mL。
在上述5个实施例中,A组份由下列重量比含量的物料配制而成,见下表:
B组份由下列重量比含量的物料配制而成,见下表:
C组份由下列重量比含量的物料配制而成,见下表:
实施例1中,A组份采用A1配方,B组份采用B1配方,C组份采用C1配方,再按配比进行配料。
实施例2中,A组份采用A2配方,B组份采用B2配方,C组份采用C2配方,再按配比进行配料。
实施例3中,A组份采用A3配方,B组份采用B3配方,C组份采用C3配方,再按配比进行配料。
实施例4中,A组份采用A4配方,B组份采用B4配方,C组份采用C4配方,再按配比进行配料。
实施例5中,A组份采用A5配方,B组份采用B5配方,C组份采用C5配方,再按配比进行配料。
本发明还可以采用A组份、B组份、C组份配方交叉组合的方式,如,采用A组份的A1配方、B组份的B2配方与C组份的C3配方组合,再按配比进行A组份、B组份与C组份的配料,如此等等。
在上述的各个实施例中:
选用硬脂酸钙、棕榈酸钙、月桂酸钙中的一种作为一元脂肪酸钙,选用2,4-戊二酸钙、己二酸钙、癸二酸钙中的一种作为二元羧酸钙;任选一元脂肪酸钙、二元羧酸钙的一种用作钙皂,也可同时选用这两种原料用作钙皂。选用硬脂酸锌、棕榈酸锌、月桂酸锌中的一种作为一元脂肪酸锌,选用2,4-戊二酸锌、己二酸锌、癸二酸锌中的一种作为二元羧酸锌;任选一元脂肪酸锌、二元羧酸锌的一种用作锌皂,也可同时选用这两种原料用作锌皂。
选用硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷、辛酰苯甲酸甲烷、异戊酰苯甲酰甲烷中的一种作为β-二酮,也可任选两种或两种以上混合作为β-二酮。
选用3,5-二特丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、四-(4-羟基-3,5-特丁基苯基丙酸)季戊四醇酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸异辛醇酯中的一种作为受阻酚类主抗氧剂,也可任选两种或两种以上的原料混合作为受阻酚类主抗氧剂。
选用季戊四醇双亚磷酸酯二(十八醇)酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯一种作为亚磷酸酯类辅助抗氧剂,也可同时选用这两种原料混合作为亚磷酸酯类辅助抗氧剂。
选用镁-铝二元水滑石或镁-铝-锌三元水滑石作为水滑石,也可同时选用这两种原料混合作为水滑石。
选用硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺、多元醇酯为内润滑剂,也可任选两种或两种以上的原料混合作为内润滑剂;选用芥酸酰胺、硬脂酰胺、氧化聚乙烯蜡为外润滑剂,也可任选两种或两种以上的原料混合作为外润滑剂。
由上述实施例总结可知,热稳定剂组份以质量百分比计,其中复合羧酸的钙盐和锌盐占6~12%,所述辅助稳定剂占72~82%,所述润滑剂占6~22%。其中复合羧酸的钙盐组成为一元脂肪酸的钙盐:二元羧酸的钙盐=5~7:0~2,复合羧酸的锌盐组成为一元脂肪酸的锌盐:二元羧酸的锌盐=3~5:0~1,复合钙盐和复合锌盐的重量比=7:4~5;辅助稳定剂中β-二酮:受阻酚类主抗氧剂:亚磷酸酯类辅助抗氧剂:水滑石=30~40:20~30:5~15:8~15;润滑剂中内润滑剂:外润滑剂=8~12:1.2~1.6。
根据上述说明书的揭示和教导,上述实例为本发明较佳的实施方式。因此,本发明并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明实质与原理下所作的改变、组合、修饰,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂,其特征是由复合羧酸的钙盐和锌盐、辅助稳定剂和润滑剂组成;以质量百分比计,其中复合羧酸的钙盐和锌盐为6~12%,辅助稳定剂为72~82%,润滑剂为6~22%;
所述复合羧酸的钙盐和锌盐为一元脂肪酸的钙盐、锌盐和二元羧酸的钙盐、锌盐的复合物,其中一元脂肪酸为硬脂酸、棕榈酸、月桂酸中的一种或几种,二元羧酸为2,4-戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸中的一种或几种;
所述复合羧酸的钙盐组成为一元脂肪酸的钙盐:二元羧酸的钙盐=5~7:0~2;所述复合羧酸的锌盐组成为一元脂肪酸的锌盐:二元羧酸的锌盐=3~5:0~1;复合羧酸的钙盐:复合羧酸的锌盐=7:4~5,所述比例均为重量比;
所述辅助稳定剂包括β-二酮、受阻酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类辅助抗氧剂和水滑石,其中β-二酮:受阻酚类主抗氧剂:亚磷酸酯类辅助抗氧剂:水滑石=30~40:20~30:5~15:8~15,所述比例均为重量比。
2.如权利要求1所述的透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂,其特征在于所述的β-二酮为硬脂酰苯甲酰甲烷、二苯甲酰甲烷、辛酰苯甲酸甲烷、异戊酰苯甲酰甲烷中的一种或几种。
3.如权利要求2所述的透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂,其特征在于所述受阻酚类主抗氧剂为3,5-二特丁基-4-羟基苯丙酸十八酯、四-(4-羟基-3,5-特丁基苯基丙酸)季戊四醇酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸异辛醇酯中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂,其特征在于,所述的亚磷酸酯类辅助抗氧剂为季戊四醇双亚磷酸酯二(十八醇)酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或2种。
5.如权利要求4所述的透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂,其特征在于,所述的水滑石为镁-铝二元水滑石、镁-铝-锌三元水滑石中的一种或2种。
6.如权利要求5所述的透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂,其特征在于,所述润滑剂包括内润滑剂和外润滑剂,其中内润滑剂为硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺、多元醇酯中的一种或几种,外润滑剂为芥酸酰胺、硬脂酰胺、氧化聚乙烯蜡中的一种或几种;内润滑剂:外润滑剂=8~12:1.2~1.6,所述比例均为重量比。
7.一种如权利要求1~6中任意一项权利要求所述的透明聚氯乙烯输液管用钙锌热稳定剂的制备方法,其特征是包括以下步骤:先按配比称量复合羧酸的钙盐和锌盐,在50~160℃下反应0.5~12h;再按配比称量辅助稳定剂和润滑剂,将温度降至30~120℃,继续反应0.1~3h即得。
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