CN108192331A - 一种外科用高耐化学腐蚀性的tpu薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，所述TPU薄膜的制备原料包括60‑70重量份聚醚型TPU颗粒、20‑30重量份环氧树脂、10‑20重量份双马来酰亚胺接枝聚丙烯、1‑5重量份聚硅氧烷、3‑8重量份壳聚糖、5‑10重量份透明质酸、5‑10重量份羧甲基纤维素、3‑8重量份纳米二氧化硅、2‑5重量份纳米银和1‑3重量份抗氧剂，通过各组分间的配合使TPU薄膜的拉伸强度达20‑25MPa，断裂伸长率为213‑228％，硬度为22‑25A，水汽透过率为1620‑1705g/m2·24h，抑菌率为89‑94％，具有良好柔韧性和水汽透过率，良好的耐化学腐蚀性和抗菌性，适合用于外科等医用材料。

Description

一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种TPU薄膜及其制备方法，尤其是涉及一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜及其制备方法。
背景技术
TPU(Thermoplastic polyyrethane,热塑性聚氨酯)是一种新型的有机高分子合成材料，其各项性能优异，可以代替橡胶、软性聚氯乙烯材料PVC。例如其具有优异的物理性能，例如耐磨性，回弹力都好过普通聚氨酯和PVC，耐老化性好过橡胶，可以说是替代PVC和PU的最理想的材料。
在医用敷料及医药外用透皮贴剂、化妆品贴剂、保健品贴剂领域，用作皮肤外用贴/包敷治疗的材料、医疗卫生材料及医药外用透皮贴剂、创可贴、化妆妆品贴膜及保健品贴膜的背衬材料，必须要具有良好的透气性能、与皮肤接触后的具有优异的皮肤顺应性、长时间贴敷不能带有明显的异物感和较好的舒适感。
因此，在本领域期望开发一种具有良好生物相容性的医用TPU薄膜是本领域的研究重点。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种TPU薄膜及其制备方法，尤其是提供一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜及其制备方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，所述TPU薄膜的制备原料包括如下组分：
在本发明中，通过聚醚型TPU颗粒与环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯以及聚硅氧烷的配合来提高TPU薄膜的高耐化学腐蚀性，使得TPU薄膜具有良好的柔韧性和透气性，适合外科等医用材料。并且通过壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米银等组分的配合，提高了TPU薄膜的生物相容性，无毒，抑菌，适合用于医用材料，通过聚硅氧烷成分将无机组分纳米二氧化硅和纳米银更好地与有机成分相容，并且纳米二氧化硅的加入进一步增强了薄膜的强度以及耐化学腐蚀性。
在本发明中，所述聚醚型TPU颗粒的用量为60重量份、62重量份、64重量份、66重量份、68重量份或70重量份。
在本发明中，所述环氧树脂的用量可以为20重量份、22重量份、24重量份、26重量份、28重量份或30重量份。
在本发明中，所述双马来酰亚胺接枝聚丙烯的用量可以为10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份或20重量份。
在本发明中，所述聚硅氧烷的用量可以为1重量份、2重量份、3重量份、4重量份或5重量份。
在本发明中，所述壳聚糖的用量可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份或8重量份。
在本发明中，所述透明质酸的用量可以为5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份或10重量份。
在本发明中，所述羧甲基纤维素的用量可以为5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份或10重量份。
在本发明中，所述纳米二氧化硅的用量可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份或8重量份。
在本发明中，所述纳米银的用量可以为2重量份、2.5重量份、2.8重量份、3重量份、3.4重量份、3.8重量份、4重量份、4.5重量份、4.8重量份或5重量份。
在本发明中，所述抗氧剂的用量可以为1重量份、1.5重量份、1.8重量份、2重量份、2.4重量份、2.8重量份或3重量份。
作为本发明的优选技术方案，TPU薄膜的制备原料包括如下组分：
优选地，所述环氧树脂为苯酚酚醛型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双环戊二烯环氧树脂或缩水甘油醚型环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述双马来酰亚胺接枝聚丙烯的分子量为5000-10000，例如5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000、8500、9000、9500或10000。本发明所述双马来酰亚胺接枝聚丙烯即为双马来酰亚胺熔融接枝的聚丙烯。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂TPP或抗氧剂TNP中的任意一种或至少两种的混合物。
另一方面，本发明提供了如上所述的外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将聚醚型TPU颗粒、环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯和聚硅氧烷混合均匀，混炼；
(2)将壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米二氧化硅、纳米银和抗氧剂混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入至步骤(1)得到的混炼产物中，混合均匀，挤出，得到所述外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜。
在本发明中，步骤(1)所述混合时的搅拌转速为50-60rpm/min，例如50rpm/min、51rpm/min、52rpm/min、53rpm/min、54rpm/min、55rpm/min、56rpm/min、57rpm/min、58rpm/min、59rpm/min或60rpm/min。
优选地，步骤(1)所述混炼的温度为100-120℃，例如100℃、103℃、105℃、108℃、110℃、113℃、115℃、118℃或120℃。
优选地，步骤(1)所述混炼的时间为5-15min，例如5min、8min、10min、11min、12min、13min、14min或15min。
优选地，步骤(1)所述混炼在转速70-80rpm/min下进行，例如所述转速为70rpm/min、71rpm/min、72rpm/min、73rpm/min、74rpm/min、75rpm/min、76rpm/min、77rpm/min、78rpm/min、79rpm/min或80rpm/min。
优选地，步骤(2)所述混合时的搅拌转速为50-70rpm/min，例如50rpm/min、53rpm/min、55rpm/min、58rpm/min、60rpm/min、63rpm/min、65rpm/min、68rpm/min或70rpm/min。
优选地，步骤(3)所述挤出利用双螺杆挤出机进行，所述双螺杆挤出机的喂料段温度为130-150℃(例如130℃、133℃、136℃、138℃、140℃、142℃、145℃、148℃或150℃)，混合段温度为140-160℃(例如140℃、143℃、145℃、148℃、150℃、153℃、155℃、158℃或160℃)，挤出段温度为180-200℃(例如180℃、183℃、185℃、188℃、190℃、195℃、198℃或200℃)，机头温度为160-170℃(例如160℃、163℃、165℃、168℃或170℃)。
作为本发明的优选技术方案，本发明所述外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜的制备方法具体包括以下步骤：
(1)将聚醚型TPU颗粒、环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯和聚硅氧烷在50-60rpm/min的转速下混合均匀，在100-120℃下混炼5-15min；
(2)将壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米二氧化硅、纳米银和抗氧剂在50-70rpm/min的转速下混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入至步骤(1)得到的混炼产物中，混合均匀，而后利用双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机的喂料段温度为130-150℃，混合段温度为140-160℃，挤出段温度为180-200℃，机头温度为160-170℃，得到所述外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜。
通过本发明所述制备方法可以使得组分之间充分配合，达到彼此增强的目的，并且制备方法简单高效，适合于工业化生产。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的通过聚醚型TPU颗粒与环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯以及聚硅氧烷的配合来提高TPU薄膜的高耐化学腐蚀性，纳米二氧化硅的加入进一步增强了薄膜的强度以及耐化学腐蚀性，通过壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米银等组分的配合，提高了TPU薄膜的生物相容性，无毒，抑菌，本发明的TPU薄膜的拉伸强度达到20-25MPa，断裂伸长率为213-228％，硬度为22-25A，水汽透过率为1620-1705g/m2·24h，抑菌率为89-94％，具有良好柔韧性和水汽透过率，良好的耐化学腐蚀性，以及良好的抗菌性，适合用于外科等医用材料。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，所述TPU薄膜的制备原料包括如下组分：
制备方法具体包括以下步骤：
(1)将聚醚型TPU颗粒、环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯和聚硅氧烷在55rpm/min的转速下混合均匀，在110℃下混炼10min；
(2)将壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米二氧化硅、纳米银和抗氧剂在60rpm/min的转速下混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入至步骤(1)得到的混炼产物中，混合均匀，而后利用双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机的喂料段温度为140℃，混合段温度为150℃，挤出段温度为180℃，机头温度为160℃，得到所述外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜。
实施例2
本实施例提供一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，所述TPU薄膜的制备原料包括如下组分：
制备方法具体包括以下步骤：
(1)将聚醚型TPU颗粒、环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯和聚硅氧烷在60rpm/min的转速下混合均匀，在120℃下混炼5min；
(2)将壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米二氧化硅、纳米银和抗氧剂在70rpm/min的转速下混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入至步骤(1)得到的混炼产物中，混合均匀，而后利用双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机的喂料段温度为150℃，混合段温度为160℃，挤出段温度为200℃，机头温度为160℃，得到所述外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜。
实施例3
本实施例提供一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，所述TPU薄膜的制备原料包括如下组分：
制备方法具体包括以下步骤：
(1)将聚醚型TPU颗粒、环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯和聚硅氧烷在50rpm/min的转速下混合均匀，在100℃下混炼15min；
(2)将壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米二氧化硅、纳米银和抗氧剂在50rpm/min的转速下混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入至步骤(1)得到的混炼产物中，混合均匀，而后利用双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机的喂料段温度为130℃，混合段温度为140℃，挤出段温度为190℃，机头温度为170℃，得到所述外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜。
实施例4
本实施例提供一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，所述TPU薄膜的制备原料包括如下组分：
制备方法具体包括以下步骤：
(1)将聚醚型TPU颗粒、环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯和聚硅氧烷在58rpm/min的转速下混合均匀，在100℃下混炼13min；
(2)将壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米二氧化硅、纳米银和抗氧剂在65rpm/min的转速下混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入至步骤(1)得到的混炼产物中，混合均匀，而后利用双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机的喂料段温度为150℃，混合段温度为160℃，挤出段温度为200℃，机头温度为165℃，得到所述外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜。
实施例5
本实施例提供一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，所述TPU薄膜的制备原料包括如下组分：
制备方法具体包括以下步骤：
(1)将聚醚型TPU颗粒、环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯和聚硅氧烷在55rpm/min的转速下混合均匀，在115℃下混炼10min；
(2)将壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米二氧化硅、纳米银和抗氧剂在60rpm/min的转速下混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入至步骤(1)得到的混炼产物中，混合均匀，而后利用双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机的喂料段温度为140℃，混合段温度为150℃，挤出段温度为200℃，机头温度为160℃，得到所述外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜。
对比例1
在该对比例中与实施例1不同之处仅在于TPU薄膜的制备原料不包括双马来酰亚胺接枝聚丙烯。
对比例2
在该对比例中与实施例1不同之处仅在于TPU薄膜的制备原料不包括环氧树脂。
对比例3
在该对比例中与实施例1不同之处仅在于TPU薄膜的制备原料不包括聚硅氧烷。
对比例4
在该对比例中与实施例1不同之处仅在于将聚醚型TPU颗粒替换为聚酯型TPU颗粒。
对比例5
在该对比例中与实施例1不同之处仅在于TPU薄膜的制备原料不包括壳聚糖，纳米银的用量为9重量份。
对比例6
在该对比例中与实施例1不同之处仅在于TPU薄膜的制备原料不包括纳米银，壳聚糖的用量为9重量份。
对比例7
在该对比例中与实施例1不同之处仅在于TPU薄膜的制备原料不包括纳米二氧化硅。
对实施例1-5以及对比例1-7制备得到的TPU薄膜的性能进行测试，结果如表1所示。
表1
通过表1中数据可以看出，本发明通过各组分之间的配合，使得TPU薄膜的拉伸强度达到20-25MPa，断裂伸长率为213-228％，硬度为22-25A，水汽透过率为1620-1705g/m2·24h，抑菌率为89-94％，具有良好柔韧性和水汽透过率，良好的耐化学腐蚀性，以及良好的抗菌性，适合用于外科等医用材料。
本发明通过上述实施例来说明本发明的外科用高耐化学腐蚀性TPU薄膜及其制备方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，其特征在于，所述TPU薄膜的制备原料包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，其特征在于，TPU薄膜的制备原料包括如下组分：
3.根据权利要求1或2所述的外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，其特征在于，所述环氧树脂为苯酚酚醛型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双环戊二烯环氧树脂或缩水甘油醚型环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜，其特征在于，所述双马来酰亚胺接枝聚丙烯的分子量为5000-10000。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的TPU薄膜，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂TPP或抗氧剂TNP中的任意一种或至少两种的混合物。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将聚醚型TPU颗粒、环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯和聚硅氧烷混合均匀，混炼；
(2)将壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米二氧化硅、纳米银和抗氧剂混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入至步骤(1)得到的混炼产物中，混合均匀，挤出，得到所述外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合时的搅拌转速为50-60rpm/min；
优选地，步骤(1)所述混炼的温度为100-120℃；
优选地，步骤(1)所述混炼的时间为5-15min；
优选地，步骤(1)所述混炼在转速70-80rpm/min下进行。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合时的搅拌转速为50-70rpm/min。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述挤出利用双螺杆挤出机进行，所述双螺杆挤出机的喂料段温度为130-150℃，混合段温度为140-160℃，挤出段温度为180-200℃，机头温度为160-170℃。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将聚醚型TPU颗粒、环氧树脂、双马来酰亚胺接枝聚丙烯和聚硅氧烷在50-60rpm/min的转速下混合均匀，在100-120℃下混炼5-15min；
(2)将壳聚糖、透明质酸、羧甲基纤维素、纳米二氧化硅、纳米银和抗氧剂在50-70rpm/min的转速下混合均匀；
(3)将步骤(2)得到的混合物加入至步骤(1)得到的混炼产物中，混合均匀，而后利用双螺杆挤出机挤出，所述双螺杆挤出机的喂料段温度为130-150℃，混合段温度为140-160℃，挤出段温度为180-200℃，机头温度为160-170℃，得到所述外科用高耐化学腐蚀性的TPU薄膜。
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