CN109306125A - 一种氧气湿化瓶瓶体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧气湿化瓶瓶体材料及其制备方法，先将1～5质量份SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散，再在100～200r/min的转速下喷洒加入2～8质量份填充油并继续混合搅拌2～5分钟，然后在500～700r/min的转速下混合搅拌3～6分钟，然后再加入10～25质量份聚烯烃弹性体、50～120质量份聚丙烯、0.1～0.5质量份抗氧剂、0.1～0.5质量份爽滑剂，在500～700r/min的转速下继续混合搅拌10～15分钟，最后将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料；该氧气湿化瓶瓶体材料具有良好的韧性和加工流动性等优点，抗跌落性能更佳，且不易老化，可广泛应用于医用高分子材料的制备领域，尤其是氧气湿化瓶瓶体。

Description

一种氧气湿化瓶瓶体材料及其制备方法
技术领域
本发明属于医用高分子材料的制备领域，具体涉及一种氧气湿化瓶瓶体材料及其制备方法。
背景技术
氧气湿化瓶主要用于医用中心供氧系统，可供给医疗单位急救给氧和缺氧病人做氧气吸入，是一款康复设备及病房护理耗材，具有良好市场空间。目前常用的氧气湿化瓶瓶体多用无毒ABS材料制成，成本很高，间接增加了医疗成本和病人的负担；同时该材料在-25℃下强度会明显降低，以该材料制得的瓶体存在低温下易开裂，且不耐受高温辐照，易产生黄变的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足，利用不同含量的聚烯烃弹性体对氧气湿化瓶瓶体材料的韧性和低温冲击强度进行改善，提供一种韧性优良，抗跌落性能更好，且不易老化的氧气湿化瓶瓶体材料及其制备方法。
为此，本发明提供一种氧气湿化瓶瓶体材料，包括按以下质量份数计的组分：
SEBS 1～5份、填充油2～8份、聚烯烃弹性体10～25份、聚丙烯50～120份、抗氧剂0.1～0.5份、爽滑剂0.1～0.5份。SEBS的分子量为15万～30万，聚丙烯为医用级聚丙烯，其在230℃和2.16kg条件下熔融指数范围为9-16g/10min。
优选的，SEBS 1～3份、填充油2～4份、聚烯烃弹性体10～15份、聚丙烯50～80份、抗氧剂0.1～0.3份、爽滑剂0.1～0.3份。
优选的，SEBS 1份、填充油2份、聚烯烃弹性体10份、聚丙烯50
份、抗氧剂0.1份、爽滑剂0.1份。
优选的，填充油为白油或环烷油中的一种或其混合物。
优选的，聚烯烃弹性体为6202或6102中的一种或其混合物。
优选的，抗氧剂为1010或168中的一种。
优选的，爽滑剂为十八烷酰胺或芥酸酰胺中的一种。
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散，再在100～200r/min的转速下喷洒加入填充油并继续混合搅拌2～5分钟，然后在500～700r/min的转速下混合搅拌3～6分钟；
(2)加入聚烯烃弹性体、聚丙烯、抗氧剂、爽滑剂，继续混合搅拌10～15分钟，最后将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
优选的，步骤(2)中混料机的转速为500～700r/min。
优选的，双螺杆挤出机从进料口到出料口之间的第一段至第八段的各段温度分别为90～100℃，120～150℃，150～180℃，150～180℃，150～180℃，150～180℃，150～180℃，150～180℃，机头温度为160～180℃。
本发明的有益效果是：本发明提供一种氧气湿化瓶瓶体材料及其制备方法，有如下有益效果：
(1)SEBS中文名为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。其分子量为15万～30万，具有较好的熔融流动性，从而保证制备的母料在其中具有较好的分散性并分布均匀；能与多种聚合物共混，能用工业常用的油类进行充油，如白油或环烷油。
(2)填充油为白油或环烷油，保证对SEBS具有一定的增塑作用，还可提高SEBS在混料加工时的流动性，从而保证材料具有较好的硬度、弯曲模量，并保证材料具有较好的加工性能。
(3)聚丙烯在230℃和2.16kg条件下熔融指数范围为9-16g/10min，较高熔指的聚丙烯料在混料流动中与SEBS和聚烯烃弹性体能充分的混合。
(4)聚烯烃弹性体具有较高的剪切敏感性和熔体强度，有良好的相容性，与聚丙烯共混可在保持较高的模量下改善材料的韧性等力学性能和加工流动性，低温脆性得到了改善，主要表现在注水冷冻后进行相应的跌落试验，瓶体不开裂。
(5)抗氧剂1010化学名为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，属于酚类抗氧剂，对聚丙烯、聚乙烯有卓越的抗氧化性能，可有效地延长制品的使用期限。抗氧剂168化学名为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯为辅助抗氧剂，与主抗氧剂1010复配，有很好的协同效应，可有效地防止聚丙烯、聚乙烯在基础注塑中的热降解，给聚合物额外的长效保护。
综上所述，充油后的SEBS能够很好的分散在聚丙烯相中，起到极佳的增韧效果；配方中加入抗氧剂可以提高材料的抗老化性能，延长材料的使用寿命；爽滑剂的加入可以增加材料的表面光洁度。同时，聚烯烃弹性体与聚丙烯共混低温脆性得到了改善，而且以聚丙烯为基体的材料改变了ABS材料高温辐照黄变的缺点。
通过简易的共混工艺，调节原料的配比，制得性能优异的氧气湿化瓶瓶体材料，具有韧性好、抗跌落、耐高温辐照不变黄等优点。
具体实施方式
本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，SEBS购于李长荣橡胶有限公司，聚丙烯购于中石化公司，其他均为常规的市售产品。
实施例1
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将1质量份块状SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散破碎，在搅拌的状态下，以喷洒的方式注入2质量份白油，此时搅拌混料机的转速为100r/min，继续搅拌混合2分钟，然后提高转速，在500r/min的转速下搅拌混合3分钟，使白油成分被SEBS充分吸收。
(2)将10质量份聚烯烃弹性体6202、50质量份聚丙烯、0.1质量份抗氧剂1010、0.1质量份爽滑剂十八烷酰胺加入到步骤(1)中的混料中，在500r/min的转速下继续混合搅拌10分钟，将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
双螺杆挤出机的各段温度为90℃，120℃，150℃，150℃，150℃，150℃，150℃，150℃，机头温度160℃。
实施例2
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将5质量份块状SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散破碎，在搅拌的状态下，以喷洒的方式注入8质量份白油，此时搅拌混料机的转速为200r/min，继续搅拌混合5分钟，然后提高转速，在700r/min的转速下搅拌混合6分钟，使白油成分被SEBS充分吸收。
(2)将25质量份聚烯烃弹性体6202、120质量份聚丙烯、0.5质量份抗氧剂1010、0.5质量份爽滑剂十八烷酰胺加入到步骤(1)中的混料中，在700r/min的转速下继续混合搅拌15分钟，将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
双螺杆挤出机的各段温度为100℃，150℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，机头温度180℃。
实施例3
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将1质量份块状SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散破碎，在搅拌的状态下，以喷洒的方式注入2质量份环烷油，此时搅拌混料机的转速为100r/min，继续搅拌混合2分钟，然后提高转速，在500r/min的转速下搅拌混合3分钟，使环烷油成分被SEBS充分吸收。
(2)将10质量份聚烯烃弹性体6102、50质量份聚丙烯、0.1质量份抗氧剂168、0.1质量份爽滑剂芥酸酰胺加入到步骤(1)中的混料中，
在500r/min的转速下继续混合搅拌10分钟，将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
双螺杆挤出机的各段温度为90℃，120℃，150℃，150℃，150℃，150℃，150℃，150℃，机头温度160℃。
实施例4
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将5质量份块状SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散破碎，在搅拌的状态下，以喷洒的方式注入8质量份环烷油，此时搅拌混料机的转速为200r/min，继续搅拌混合5分钟，然后提高转速，在700r/min的转速下搅拌混合6分钟，使环烷油成分被SEBS充分吸收。
(2)将25质量份聚烯烃弹性体6102、120质量份聚丙烯、0.5质量份抗氧剂168、0.5质量份爽滑剂芥酸酰胺加入到步骤(1)中的混料中，在700r/min的转速下继续混合搅拌15分钟，将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
双螺杆挤出机的各段温度为100℃，150℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，机头温度180℃。
实施例5
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将2质量份块状SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散破碎，在搅拌的状态下，以喷洒的方式注入4质量份白油，此时搅拌混料机的转速为120r/min，继续搅拌混合3分钟，然后提高转速，在600r/min的转速下搅拌混合4分钟，使白油成分被SEBS充分吸收。
(2)将12质量份聚烯烃弹性体6202、65质量份聚丙烯、0.2质量份抗氧剂1010、0.2质量份爽滑剂芥酸酰胺加入到步骤(1)中的混料中，在550r/min的转速下继续混合搅拌12分钟，将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
双螺杆挤出机的各段温度为92℃，130℃，160℃，160℃，160℃，160℃，160℃，160℃，机头温度170℃。
实施例6
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将4质量份块状SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散破碎，在搅拌的状态下，以喷洒的方式注入6质量份环烷油，此时搅拌混料机的转速为180r/min，继续搅拌混合4分钟，然后提高转速，在600r/min的转速下搅拌混合5分钟，使环烷油成分被SEBS充分吸收。
(2)将20质量份聚烯烃弹性体6102、100质量份聚丙烯、0.4质量份抗氧剂168、0.4质量份爽滑剂十八烷酰胺加入到步骤(1)中的混料中，在650r/min的转速下继续混合搅拌14分钟，将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
双螺杆挤出机的各段温度为96℃，140℃，170℃，170℃，170℃，170℃，170℃，170℃，机头温度175℃。
实施例7
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将3质量份块状SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散破碎，在搅拌的状态下，以喷洒的方式注入5质量份白油，此时搅拌混料机的转速为150r/min，继续搅拌混合3分钟，然后提高转速，在600r/min的转速下搅拌混合4分钟，使白油成分被SEBS充分吸收。
(2)将7质量份聚烯烃弹性体6202、8质量份聚烯烃弹性体6102、85质量份聚丙烯、0.3质量份抗氧剂1010、0.3质量份爽滑剂十八烷酰胺加入到步骤(1)中的混料中，在600r/min的转速下继续混合搅拌13分钟，将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
双螺杆挤出机的各段温度为95℃，135℃，165℃，165℃，165℃，165℃，165℃，165℃，机头温度170℃。
实施例8
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将3质量份块状SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散破碎，在搅拌的状态下，以喷洒的方式注入5质量份环烷油，此时搅拌混料机的转速为150r/min，继续搅拌混合3分钟，然后提高转速，在600r/min的转速下搅拌混合5分钟，使环烷油成分被SEBS充分吸收。
(2)将8质量份聚烯烃弹性体6202、7质量份聚烯烃弹性体6102、85质量份聚丙烯、0.3质量份抗氧剂168、0.3质量份爽滑剂芥酸酰胺加入到步骤(1)中的混料中，在600r/min的转速下继续混合搅拌13分钟，将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
双螺杆挤出机的各段温度为95℃，135℃，165℃，165℃，165℃，165℃，165℃，165℃，机头温度170℃。
实施例9
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将1质量份块状SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散破碎，在搅拌的状态下，以喷洒的方式注入2质量份白油，2质量份环烷油，此时搅拌混料机的转速为130r/min，继续搅拌混合4分钟，然后提高转速，在500r/min的转速下搅拌混合3分钟，使白油、环烷油成分被SEBS充分吸收。
(2)将15质量份聚烯烃弹性体6102、80质量份聚丙烯、0.1质量份抗氧剂1010、0.1质量份爽滑剂芥酸酰胺加入到步骤(1)中的混料中，在550r/min的转速下继续混合搅拌10分钟，将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
双螺杆挤出机的各段温度为90℃，120℃，150℃，150℃，150℃，150℃，150℃，150℃，机头温度150℃。
实施例10
一种氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将1质量份块状SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散破碎，在搅拌的状态下，以喷洒的方式注入2质量份白油，2质量份环烷油，此时搅拌混料机的转速为180r/min，继续搅拌混合5分钟，然后提高转速，在650r/min的转速下搅拌混合5分钟，使白油、环烷油成分被SEBS充分吸收。
(2)将10质量份聚烯烃弹性体6202、5质量份聚烯烃弹性体6102、80质量份聚丙烯、0.2质量份抗氧剂1010、0.2质量份爽滑剂芥酸酰胺加入到步骤(1)中的混料中，在650r/min的转速下继续混合搅拌13分钟，将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒、封包，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
双螺杆挤出机的各段温度为100℃，150℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，180℃，机头温度180℃。
对比例：
本发明提供一种购买于市面上以ABS为基体的氧气湿化瓶瓶体材料作为对照组。
经检测，上述实施例1～10制备的氧气湿化瓶瓶体材料和对比例的性能参数如表1所示：
表1 性能参数表
其中，熔融指数按照标准GB/T 3682检测，拉伸强度、断裂伸长率都按照GB/T 1040检测，弯曲强度、弯曲模量都按照GB/T 9341-2008检测，硬度按照GB/T 531.1-2008检测。
跌落开裂实验指将氧气湿化瓶瓶体材料制成的氧气湿化瓶制品注水冷冻48h后于两米处自然跌落三次，观察瓶体是否开裂。
高温辐照实验指γ射线在25kGy的剂量下对材料进行灭菌，观察瓶体颜色变化。
实验数据结果表明，聚丙烯与SEBS、聚烯烃弹性体等共混制得的氧气湿化瓶瓶体材料，相比于市面ABS为基体的氧气湿化瓶瓶体材料,拥有相近的强度和硬度，熔指更高，同时低温脆性得到了显著改善，抗跌落性能明显提高，同时经高温辐照不产生黄变，性能更优异。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，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 (10)

1.一种氧气湿化瓶瓶体材料，其特征在于，包括按以下质量份数计的组分：
所述SEBS的分子量为15万～30万；
所述聚丙烯为医用级聚丙烯，其在230℃和2.16kg条件下熔融指数范围为9-16g/10min。
2.根据权利要求1所述的氧气湿化瓶瓶体材料，其特征在于，包括按以下质量份数计的组分：
3.根据权利要求2所述的氧气湿化瓶瓶体材料，其特征在于，包括按以下质量份数计的组分：
4.根据权利要求1～3任一项所述的氧气湿化瓶瓶体材料，其特征在于，所述填充油为白油或环烷油中的一种或其混合物。
5.根据权利要求1～3任一项所述的氧气湿化瓶瓶体材料，其特征在于，所述聚烯烃弹性体为6202或6102中的一种或其混合物。
6.根据权利要求1～3任一项所述的氧气湿化瓶瓶体材料，其特征在于所述抗氧剂为1010或168中的一种。
7.根据权利要求1～3任一项所述的氧气湿化瓶瓶体材料，其特征在于所述爽滑剂为十八烷酰胺或芥酸酰胺中的一种。
8.根据权利要求1～7任一项所述的氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将SEBS加入混料机中不断搅拌至物料被打散，再在100～200r/min的转速下喷洒加入填充油并继续混合搅拌2～5分钟，然后在500～700r/min的转速下混合搅拌3～6分钟；
(2)加入聚烯烃弹性体、聚丙烯、抗氧剂、爽滑剂，继续混合搅拌10～15分钟，最后将混合均匀的混合物料放入双螺杆挤出机的料斗内，挤出后造粒，得到氧气湿化瓶瓶体材料。
9.根据权利要求8所述的氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中混料机的转速为500～700r/min。
10.根据权利要求8所述的氧气湿化瓶瓶体材料的制备方法，其特征在于所述双螺杆挤出机从进料口到出料口之间的第一段至第八段的各段温度分别为90～100℃，120～150℃，150～180℃，150～180℃，150～180℃，150～180℃，150～180℃，150～180℃，机头温度为160～180℃。
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