CN106117880A - 一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料及其制备方法，该材料每包含100重量份作为基础树脂的聚氯乙烯树脂就包含如下组分：A）抗菌剂；B）增塑剂；C）任选的稳定剂；本发明是在载体材料中直接添加抗茵剂，共混法，将抗菌剂直接加入到载体材料中，使原材料的本身获得抗菌性，最大优势就是加工简单,其次,还能保证持久性,因为即使材料表面磨损了也能将里层新的抗菌剂暴露出来,而不会导致抗菌剂被转移，特别适合用作医用高分子材料。

Description

一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料及其制备方法

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料领域，具体涉及一种聚氯乙烯材料，尤其涉及一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料及其制备方法。

背景技术

“抗菌”是指在一定时间内抑制细菌、真菌等微生物的生长、繁殖和存活；“抗菌剂”一般是指可以添加到材料当中,赋予材料抗菌性的物质；“抗菌材料”的制备通常是在材料中直接添加抗菌剂,或者以其他方式将抗菌基团引入到材料当中,使其获得抗菌性，有时候,抗菌剂本身就可以作为抗菌材料使用。

有害细菌的传播和蔓延严重威胁着人类的健康,人们不得不时刻面临着微生物的侵扰在高科学、高技术不断发展的今天,控制和消灭有害细菌的生长和繁殖,仍然是一项与人类健康息息相关的重要课题,并正受到世人瞩目。

抗菌剂是高分子材料抗菌性能的关键，大体上可以分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂，无机抗菌剂中又包括了金属离子抗菌剂和金属氧化物抗菌剂，无机（光催化型的除外）和有机抗菌剂属于释放型抗菌剂，在被释放发挥抗菌作用的同时，活性组分的含量不断下降，抗菌性能也将随之不断降低，直至消失，另外，这两类抗菌剂都存在难以避免的残余毒性问题，壳聚糖是天然高分子抗菌剂的代表，具有安全无毒、抗菌活性高的优点；但它的溶解性差、不溶于水和绝大部分的有机溶剂、粘度大，抗菌活性易受PH值影响、不适宜用于酸碱性较强的环境中，由于这些问题的存在导致应用大大受限。

有机系抗菌剂的选用，除使用的安全性以外，还存在耐热性差、易水解、使用寿命短等问题，因此,对有机抗菌剂的开发和研制，要全面考虑到抗菌剂的抗菌能力、与材料复合的相容性、药效持续性、化学、热的稳定性和耐紫外线稳定性等因素。

目前抗菌生物材料的发展表现出以下几个趋势：①新型抗茵剂如抗菌肽等的开发和应用；②通过采用一些新技术如纳米技术，使一些老的抗菌剂如银等有了新的生命力；③不断开发新的高分子载体；④各种不同抗菌剂和载体的交叉混合使用；⑤各种抗菌生物材料都有向长期，可控释放抗菌剂的方向发展的趋势。

总体上讲，虽然目前抗菌生物材料的研究进展迅速，出现了一些新型材料。但还存在着和植入体的结合性能不够理想、制备工艺繁琐、难以大规模工业化生产等问题。

发明内容

鉴于上述现有技术状况，本发明的发明人对于抗菌与氯乙烯材料进行了广泛而又深入的研究，以期开发一种加工工艺简单有强的抗菌能力的透明医用抗菌聚氯乙烯材料，而且该材料具有良好的力学性能或其力学性能无明显消弱。结果发现在聚氯乙烯中添加一种醚类化合物的抗菌剂，即可实现前述目的，即获得一种加工工艺简单抗菌能力强的透明型医用抗菌聚氯乙烯材料及其制备方法。

本发明的目的在于，提供一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料及其制备方法，该材料具有强的抗菌性能，高的透明度，而且力学性能基本不受影响；提供抗菌聚氯乙烯材料作为医用高分子材料的用途。

本发明技术方案是：一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料，其包含聚氯乙烯树脂，该材料每包含100重量份作为基础树脂的聚氯乙烯树脂就包含如下组分：

A）抗菌剂；

B）增塑剂；

C）任选的稳定剂。

所述聚氯乙烯树脂的重均分子量为8-25万，优选10-20万，更优选聚氯乙烯树脂的M_w/M_n为3-5，尤其为3.5-4.5。

所述的抗菌剂为醚类化合物。

所述增塑剂为医用级增塑剂，优选为选自组中的一种或多种：环己烷-1,2-二甲酸二异辛酯（DEHCH）、环己烷-1,2-二甲酸二异任酯（DINCH）、乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）和偏苯三甲酸三辛酯（TOTM），优选将DEHCH和/或DINCH与ATBC和/或TOTM的组合用作增塑剂。

所述的稳定剂为热稳定剂、光稳定剂或其组合；优选光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，尤其为选自下组中的一种或多种：Cyasorb UV-3346光稳定剂、Uvinul4050H光稳定剂、Tinuvin622光稳定剂和Chimassorb944光稳定剂，和/或热稳定剂为钙锌复合稳定剂。

一种抗菌聚氯乙烯材料每包含100重量份作为基础树脂的聚氯乙烯树脂就包含如下组分：

A）0.1-2.0重量份，优选0.5-1.5重量份的抗菌剂；

B）30-70重量份，优选40-60重量份的增塑剂；

C1）1-5重量份，优选2-4重量份的受阻胺类光稳定剂；

C2）0.7-3.0重量份，优选1.5-2.5重量份的钙锌复合稳定剂。

所述的抗菌聚氯乙烯材料每包含100重量份作为基础树脂的聚氯乙烯树脂就包含如下组分：

D）2-8重量份，优选3-6重量份的环氧大豆油；

E）0.1-1.0重量份，优选0.1-0.5重量份的亚磷酸三（壬基苯酯）；

F）0.1-1.0重量份，优选0.1-0.5重量份的苯甲基硅油。

一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步：将聚氯乙烯树脂和组分A抗菌剂、组分C任选稳定剂加入混合机中，在40-50℃的温度下混合均匀；

第二步：加入组分B继续在70-90℃下混合均匀；

第三步：将第二步获得的混合物在80-170℃下熔融捏合，进行塑化、挤出，最后造粒。

所述的混合机优选混合机桨叶转速可控制为900-1100rpm。造粒如果采用单螺杆或双螺杆挤出机，则优选为螺杆转速为40rpm左右，螺杆的进料温度为80-120℃，塑化熔融段温度为130-150℃，出料段温度为150-170℃。

本发明的有益效果：1）采用的醚类化合物具有高抗菌性，且抗菌性能持久而稳定，且安全无毒；2）采用非邻苯二甲酸酯类的环保无毒增塑剂作为增塑剂是，避免了常用的领苯二甲酸酯类增塑剂带来的安全隐患，蒜用的环保无毒增塑剂具有优异的低温柔软性、拉伸强度、断裂伸长率、耐溶剂抽出性和低挥发性；3）本发明的制备方法是在载体材料中直接添加抗茵剂，共混法，将抗菌剂直接加入到载体材料中，使原材料的本身获得抗菌性，最大优势就是加工简单,其次,还能保证持久性,因为即使材料表面磨损了也能将里层新的抗菌剂暴露出来,而不会导致抗菌剂被转移；4）本发明的抗菌透明聚氯乙烯材料具有强的抗菌性能，高透明度，以及安全无毒性，并且力学性能良好，加工工艺简单，易于工业化生产，特别适合用作医用高分子材料，尤其是作为医用导管材料，特别是气管插管的用途。

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

本发明一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料，将100重量份的重均分子量为3.5的聚氯乙烯树脂和1.2重量份的抗菌剂、3.0重量份的受阻胺类光稳定剂、1.7重量份的钙锌复合稳定剂加入混合机中，混合机桨叶转速为1000rpm，在40℃的温度下混合均匀，再加入40重量份的增塑剂，在75℃下继续混合均匀，之后将获得的混合物在120℃下熔融捏合，采用单螺杆挤出机，螺杆转速为40rpm，进料温度80℃，130℃下进行塑化熔融，出料温度为150℃。

实施例2

一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料，每包含100重量份作为基础树脂的重均分子量为4.5的聚氯乙烯树脂就包含如下组分：

A）1.5重量份的抗菌剂；

B）50重量份的增塑剂；

C1）3.5重量份的受阻胺类光稳定剂；

C2）2.2重量份的钙锌复合稳定剂。

将聚氯乙烯树脂和除了组分B以外的其他组分加入混合机中，在50℃的温度下混合均匀；之后加入组分B继续混合均匀，在90℃下进行；之后将获得的混合物在150℃下熔融捏合，进行塑化、挤出，最后造粒。混合机桨叶转速可控制为1100rpm，造粒双螺杆挤出机，螺杆转速为40rpm左右，螺杆的进料温度为90℃，塑化熔融段温度为150℃，出料段温度为170℃。

Claims (9)

1.一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料，其特征在于，其包含聚氯乙烯树脂，该材料每包含100重量份作为基础树脂的聚氯乙烯树脂就包含如下组分：

A）抗菌剂；

B）增塑剂；

C）任选的稳定剂。

2.如权利要求1所述的聚氯乙烯树脂，其特征在于，所述的聚乙烯树脂的重均分子量为8-25万，优选10-20万，更优选聚氯乙烯树脂的Mw/Mn为3-5，尤其为3.5-4.5。

3.如权利要求1所述的抗菌剂，其特征在于，所述的抗菌剂为醚类化合物。

4.如权利要求1所述的增塑剂，其特征在于，所述的增塑剂为医用级增塑剂，优选为选自组中的一种或多种：环己烷-1,2-二甲酸二异辛酯（DEHCH）、环己烷-1,2-二甲酸二异任酯（DINCH）、乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）和偏苯三甲酸三辛酯（TOTM），优选将DEHCH和/或DINCH与ATBC和/或TOTM的组合用作增塑剂。

5.如权利要求1所述的稳定剂，其特征在于，所述的稳定剂为热稳定剂、光稳定剂或其组合；优选光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，尤其为选自下组中的一种或多种：CyasorbUV-3346光稳定剂、Uvinul4050H光稳定剂、Tinuvin622光稳定剂和Chimassorb944光稳定剂，或热稳定剂为钙锌复合稳定剂。

6.如权利要求1所述的一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料，其特征在于，所述的抗菌聚氯乙烯材料每包含100重量份作为基础树脂的聚氯乙烯树脂就包含如下组分：

A）0.1-2.0重量份，优选0.5-1.5重量份的抗菌剂；

B）30-70重量份，优选40-60重量份的增塑剂；

C1）1-5重量份，优选2-4重量份的受阻胺类光稳定剂；

C2）0.7-3.0重量份，优选1.5-2.5重量份的钙锌复合稳定剂。

7.如权利要求1所述的一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料，其特征在于，所述的抗菌聚氯乙烯材料每包含100重量份作为基础树脂的聚氯乙烯树脂就包含如下组分：

D）2-8重量份，优选3-6重量份的环氧大豆油；

E）0.1-1.0重量份，优选0.1-0.5重量份的亚磷酸三（壬基苯酯）；

F）0.1-1.0重量份，优选0.1-0.5重量份的苯甲基硅油。

8.如权利要求1所述的一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：

第一步：将聚氯乙烯树脂和组分A抗菌剂、组分C任选稳定剂加入混合机中，在40-50℃的温度下混合均匀；

第二步：加入组分B继续在70-90℃下混合均匀；

第三步：将第二步获得的混合物在80-170℃下熔融捏合，进行塑化、挤出，最后造粒。

9.如权利要求8所述的一种透明型医用抗菌聚氯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述的混合机优选混合机桨叶转速可控制为900-1100rpm，造粒如果采用单螺杆或双螺杆挤出机，则优选为螺杆转速为40rpm左右，螺杆的进料温度为80-120℃，塑化熔融段温度为130-150℃，出料段温度为150-170℃。