CN105771002A - 反式异戊橡胶医用夹板材料及其制备方法 - Google Patents

反式异戊橡胶医用夹板材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种反式异戊橡胶医用夹板及其制备方法,反式异戊橡胶医用夹板组分和质量份数如下:TPI 100份,防老剂0.5‑5份,着色剂10份,偶联剂0‑0.7份,填充剂5‑150份。本发明依赖材料室温结晶度高的性质实现定型,无需引入会对人体和环境有危害的芳香族固化剂;填料的填充量可达150份,价格低廉,可重复使用,便于拆开检查伤患愈合情况,利用效率高。

Description

反式异戊橡胶医用夹板材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种医用夹板材料和制备方法,具体涉及一种反式异戊橡胶医用夹板材料及其制备方法。
背景技术
反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)与天然杜仲胶以及国外产古塔波橡胶、巴拉塔橡胶和马来树胶同属一种类型,其化学组成与异成橡胶(IR)和天然橡胶(NR)完全相同,只是分子链中双键的结构相反,为规整的反式-1,4-单元排列,因此在室温下能迅速结晶,结晶熔点约60℃,表现为热塑性塑料和硬质橡胶的性状。另一方面,由于TPI和杜仲胶分子链中含有大量的不饱和碳-碳双键,它也可以象NR一样用普通不饱和橡胶同样的硫磺一促进剂体系进行硫化交联。
中国专利文献CN201510059525.7公开一种低温热收缩形状记忆材料及其制备方法,低温热收缩形状记忆材料,采用含不饱和碳碳双键的聚合物与反式聚异戊二烯共混、交联制得。本发明的有益效果是:本发明形状记忆材料的拉伸强度高达18-35MPa(一般使用聚异戊二烯制作的热缩材料的性能不超过20MPa,CN02136921.6中材料的抗张强度最高为18MPa,形变回复在80-90%);断裂伸长率:280-650%;形变回复率:100-500%(根据制品要求可在该范围内调整);热老化121℃/168小时后拉伸强度保持率≥75%,断裂伸长保持率≥85%,90℃下工作寿命>15年。而本发明专利中无需引入交联剂即可制备仅温度调节即可成型的新型无毒无害环保与人体相容性好的医疗材料。
中国专利文献CN201410704297.X公开一种热熔型医疗夹板材料,其特征在于,所述的夹板材料按重量份计,配方如下:聚酯多元醇:50-60份;异氰酸酯:15-25份;反式聚异戊二烯橡胶:15-25份;抗氧剂:0.5-1.5份;硬脂酸:1-3份;滑石粉:1-3份;固化剂:1-2份;分散剂:0.5-1.5份;促进剂:0.5-1.5份。在上述方法中,上热熔型医疗夹板材料维卡软化点为70-75℃高于本发明材料15~20℃,且在使用过程中粘度较大,不黏时间约150秒,不黏时间较长,不利于实际操作使用。
发明内容
为了克服现有技术中的配比复杂、引入固化剂、成本高以及不利于实际操作使用等问题,本发明提供一种反式异戊橡胶医用夹板材料的制备方法。
本发明的技术方案为:
反式异戊橡胶医用夹板材料,组分和质量份数如下:TPI100份,防老剂0.5-5份,着色剂10份,偶联剂0-0.7份,填充剂5-150份。
优选的是:防老剂为防老剂1010和/或防老剂264。
优选的是:偶联剂为硅烷类偶联剂或偶联剂SB181。
优选的是:填充剂为滑石粉、白炭黑、硅藻土、陶土、轻质碳酸钙的至少一种。
优选的是:滑石粉和白炭黑作为混合填充剂时,两者质量比为1∶1。
优选的是:白炭黑与其他填充剂混合时,最多为30份。
优选的是:硅藻土、陶土和轻质碳酸钙用来做混合填充剂时,硅藻土最多50份,陶土最多80份,轻质碳酸钙最多50份。
反式异戊橡胶为熔点为约60℃的结晶型高分子材料。在熔点温度Tm以下时,分子链结晶定形邵A硬度可达95°以上。在熔点温度Tm以上时,分子链结晶被破坏,材料可发生随意变形,一旦温度再次达到Tm以下时,材料重新结晶材料定形邵A硬度重新达到95°以上,且此材料可反复升降温从而实现材料的反复使用。此方案中依赖材料室温结晶度高的性质实现定型,无需引入会对人体和环境有危害的芳香族固化剂;填料的填充量可达150份,价格低廉,可重复使用,便于拆开检查伤患愈合情况,利用效率高;再则可在X射线下直视骨伤愈合情况。
反式异戊橡胶医用夹板塑性成形性能优异、临床运用方便、容易保存和维护、制件洁净又卫生、使用舒适。优点有如下二条:可重复使用,便于拆开检查伤患愈合情况,利用效率高;环保卫生价格低廉。因此,这种材料临床较为实用。使用方法:使用前70℃软化5min,用于患处,可根据具体情况塑形,常温冷却3min可达到塑性要求。
本发明还提供制备上述反式异戊橡胶医用夹板材料的方法,将TPI在密炼机中塑化后,在120~130℃、50~60r/min的条件下,加入防老剂、着色剂混炼30秒,再加入填充剂,混炼120秒,温度达到130℃时排胶;混炼后的胶料在开炼机在70℃下片停放,然后在135℃下硫化5~10min。
优选的是:填充剂内含有白炭黑时,首先将偶联剂和白炭黑在高速搅拌机中混合均匀,然后加入密炼机中。
具体实施方式
对比例1:
将聚酯多元醇:50份、异氰酸酯:15份、反式聚异戊二烯橡胶:15份、抗氧剂:0.5份、硬脂酸:1份、滑石粉:1份、固化剂:1份、分散剂:0.5份、促进剂:0.5份,倒入温度为90℃的反应釜中,搅拌6小时,再经过双螺杆挤出机挤出,挤出机1至5段挤出温度为105℃,挤出机6至10段挤出温度为115℃,螺杆转速为350转/min,挤出后再经制冷水温为3℃的水下切粒机切粒,即得所述的热熔型医疗夹板材料。
固化剂为芳香类固化剂,抗氧剂为抗氧剂168,分散剂为粉状高效分散剂,促进剂为催化类促进剂。硬度:95-97A
试验项目 单位 试验结果
拉断伸长率 350
拉断强度 Mpa 32
密度 g/cm3 1.25
硬度 HA 95-97
维卡软化点 70-75
实施例1:一种可反复使用的医疗夹板材料,由以下重量份的成分组成:
反式异戊橡胶100份,填充剂50份,防老剂0.5份,着色剂10份。
所述填充剂为滑石粉。例如:山东华友滑石粉厂生产的滑石粉。
所述防老剂为抗氧剂JY-1010。例如:北极极易化工有限公司生产的抗氧剂JY-1010。
所述着色剂为钛白粉。例如:攀枝花天伦化工有限公司生产的钛白粉。
一种可反复使用的医疗夹板材料的制备方法,包括以下步骤:
A.首先将反式异戊橡胶在密炼机中塑化后和防老剂及着色剂等小料混炼30秒,再加入滑石粉混炼120秒,温度达到130℃时排胶;混炼后的胶料在开炼机下片停放,同时要控制开炼过程中的胶料塑炼均匀;
B.压延出片;
C.成型;
D.修整;
E.检验。
制备方法中的步骤A中最后的开炼工艺以及步骤B-E均与现有的技术一致,在此不再赘述。
按照实施例1的橡胶配方进行混炼胶、压延出片、成型、修整、检验等工艺步骤,生产的医疗夹板材料性能达到以下指标:
由实施例1和对比例1对比可知,本发明中填料量50份远高于对比例1,且无固化剂添加的情况下,本医疗夹板材料产品物理机械性能与对比例相接近,且维卡软化点为55.5℃远低于对比例70-75℃,更有益于生产加工。
实施例2:一种可反复使用的医疗夹板材料,由以下重量份的成分组成:
反式异戊橡胶100份,填充剂100份,防老剂0.5份,着色剂10份。
所述填充剂为滑石粉。例如:山东华友滑石粉厂生产的滑石粉。
所述防老剂为抗氧剂JY-1010。例如:北极极易化工有限公司生产的抗氧剂JY-1010。
所述着色剂为钛白粉。例如:攀枝花天伦化工有限公司生产的钛白粉。
一种可反复使用的医疗夹板材料的制备方法,包括以下步骤:
A.首先将反式异戊橡胶在密炼机中塑化后和防老剂及着色剂等小料混炼30秒炼,防老剂和着色剂混炼30秒,再加入滑石粉混炼120秒,温度达到130℃时排胶;混炼后的胶料在开炼机下片停放,同时要控制开炼过程中的胶料塑炼均匀;
B.压延出片;
C.成型;
D.修整;
E.检验。
制备方法中的步骤A中最后的开炼工艺以及步骤B-E均与现有的技术一致,在此不再赘述。
按照实施例2的橡胶配方进行混炼胶、压延出片、成型、修整、检验等工艺步骤,生产的医疗夹板材料性能达到以下指标:
试验项目 单位 试验结果
拉断伸长率 337
拉断强度 MPa 15.6
100%定伸强度 MPa 10
300%定伸强度 MPa 14.4
撕裂力量最大值 N 123.8
密度 g/cm3 1.4214
硬度 HA 95
维卡软化点 56
实施例3:一种可反复使用的医疗夹板材料,由以下重量份的成分组成:
反式异戊橡胶100份,填充剂20份,防老剂0.5份,偶联剂0.7份,着色剂10份。
所述填充剂为高分散型白炭黑1165。例如:确成硅化学股份有限公司生产的白炭黑1165。
所述防老剂为防老剂264。例如:德国朗盛集团股份有限公司生产的防老剂264。
所述偶联剂为SB181。例如:青岛四维化工有限公司生产的偶联剂SB181。
所述着色剂为钛白粉。例如:攀枝花天伦化工有限公司生产的钛白粉。
一种可反复使用的医疗夹板材料的制备方法,包括以下步骤:
A.首先将偶联剂SB181与白炭黑1165在高速搅拌机中混合均匀;
B.将反式异戊橡胶在密炼机中塑化后混炼,防老剂和着色剂混炼30秒,再加入与偶联剂SB181混合均匀的白炭黑1165混炼120秒,温度达到130℃时排胶;混炼后的胶料在开炼机下片停放,同时要控制开炼过程中的胶料塑炼均匀;
C.压延出片;
D.成型;
E.修整;
F.检验。
制备方法中的步骤B中最后的开炼工艺以及步骤A、C-F均与现有的技术一致,在此不再赘述。
按照实施例3的橡胶配方进行混炼胶、压延出片、成型、修整、检验等工艺步骤,生产的医疗夹板材料性能达到以下指标:
试验项目 单位 试验结果
拉断伸长率 357
拉断强度 MPa 23.4
100%定伸强度 MPa 11.4
300%定伸强度 MPa 20.5
撕裂力量最大值 N 261.9
密度 g/cm3 1.1031
硬度 HA 95
维卡软化点 58
实施例4:一种可反复使用的医疗夹板材料,由以下重量份的成分组成:
反式异戊橡胶100份,填充剂80份,防老剂0.5份,着色剂10份。
所述填充剂为陶土。例如:如宁波嘉和新材料科技有限公司生产的陶土。
所述防老剂为防老剂264。例如:德国朗盛集团股份有限公司生产的防老剂264。
所述着色剂为钛白粉。例如:攀枝花天伦化工有限公司生产的钛白粉。
一种可反复使用的医疗夹板材料的制备方法,包括以下步骤:
A.首先将反式异戊橡胶在密炼机中塑化后和防老剂及着色剂等小料混炼30秒,防老剂和着色剂混炼30秒,再加入滑石粉混炼120秒,温度达到130℃时排胶;混炼后的胶料在开炼机下片停放,同时要控制开炼过程中的胶料塑炼均匀;
B.压延出片;
C.成型;
D.修整;
E.检验。
制备方法中的步骤A中最后的开炼工艺以及步骤B-E均与现有的技术一致,在此不再赘述。
按照实施例4的橡胶配方进行混炼胶、压延出片、成型、修整、检验等工艺步骤,生产的医疗夹板材料性能达到以下指标:
试验项目 单位 试验结果
拉断伸长率 258
拉断强度 MPa 16.1
100%定伸强度 MPa 9.6
撕裂力量最大值 N 154.7
密度 g/cm3 1.3519
硬度 HA 97
维卡软化点 56
实施例5:一种可反复使用的医疗夹板材料,由以下重量份的成分组成:
反式异戊橡胶100份,填充剂60份,防老剂0.5份,偶联剂0.7份,着色剂10份。
所述填充剂为滑石粉和高分散型白炭黑1165,其中,按重量比滑石粉∶白炭黑1165=1∶1。例如:山东华友滑石粉厂生产的滑石粉、确成硅化学股份有限公司生产的白炭黑1165。
所述防老剂为抗氧剂JY-1010。例如:北极极易化工有限公司生产的抗氧剂JY-1010。
所述偶联剂为SB181。例如:青岛四维化工有限公司生产的偶联剂SB181。
所述着色剂为钛白粉。例如:攀枝花天伦化工有限公司生产的钛白粉。
一种可反复使用的医疗夹板材料的制备方法,包括以下步骤:
A.首先将偶联剂SB181与白炭黑1165在高速搅拌机中混合均匀;
B.将反式异戊橡胶在密炼机中塑化后混炼,防老剂和着色剂混炼30秒,再加入滑石粉混炼60秒,再加入与偶联剂SB181混合均匀的白炭黑1165混炼120秒,温度达到130℃时排胶;混炼后的胶料在开炼机下片停放,同时要控制开炼过程中的胶料塑炼均匀;
C.压延出片;
D.成型;
E.修整;
F.检验。
制备方法中的步骤B中最后的开炼工艺以及步骤A、C-F均与现有的技术一致,在此不再赘述。
按照实施例5的橡胶配方进行混炼胶、压延出片、成型、修整、检验等工艺步骤,生产的医疗夹板材料性能达到以下指标:
试验项目 单位 试验结果
拉断伸长率 387
拉断强度 MPa 17.8
100%定伸强度 MPa 11.9
300%定伸强度 MPa 15.7
撕裂力量最大值 N 166.6
密度 g/cm3 1.25921
硬度 HA 98.5
维卡软化点 57

Claims (10)

1.反式异戊橡胶医用夹板材料,其特征在于:组分和质量份数如下:TPI100份,防老剂0.5-5份,着色剂10份,偶联剂0-0.7份,填充剂5-150份。
2.如权利要求1所述的反式异戊橡胶医用夹板材料,其特征在于:防老剂为防老剂1010和/或防老剂264。
3.如权利要求1所述的反式异戊橡胶医用夹板材料,其特征在于:着色剂为钛白粉。
4.如权利要求1所述的反式异戊橡胶医用夹板材料,其特征在于:偶联剂为硅烷类偶联剂或偶联剂SB181。
5.如权利要求1所述的反式异戊橡胶医用夹板材料,其特征在于:填充剂为滑石粉、白炭黑、硅藻土、陶土、轻质碳酸钙的至少一种。
6.如权利要求5所述的反式异戊橡胶医用夹板材料,其特征在于:滑石粉和白炭黑作为混合填充剂时,两者质量比为1∶1~4∶1。
7.如权利要求5所述的反式异戊橡胶医用夹板材料,其特征在于:白炭黑与其他填充剂混合时,最多为30份。
8.如权利要求5所述的反式异戊橡胶医用夹板材料,其特征在于:硅藻土、陶土和轻质碳酸钙用来做混合填充剂时,硅藻土最多120份,陶土最多80份,轻质碳酸钙最多50份。
9.制备如权利要求1-8任一所述反式异戊橡胶医用夹板材料的方法,其特征在于:将TPI在密炼机中塑化后,在120~130℃、50~60r/min的条件下,加入防老剂、着色剂混炼30秒,再加入填充剂,混炼120秒,温度达到130℃时排胶;混炼后的胶料在开炼机在70℃下片停放,然后在135℃下硫化5~10min。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于:填充剂内含有白炭黑时,首先将偶联剂和白炭黑在高速搅拌机中混合均匀,然后加入密炼机中。
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