CN109971088A - 一种高透明医疗面罩及管用pvc改性材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，由以下原料制备而成：PVC树脂100‑150份、亚克力树脂30‑50份、硼酸镁晶须12‑20份、玻璃纤维7‑14份、聚乙二醇20‑30份、偏苯三酸三辛酯5‑10份、复配热稳定体系12‑18份、抗氧剂3‑8份和增塑剂2‑7份。本发明制备的改性PVC材料制备方法简单，原料来源广，成本低，制得的PVC该行材料不仅具有良好的透明度和热氧老化稳定性，同时具有良好的力学性能，同时具有耐候性、耐磨性和阻燃性能，可应用于医疗面罩或管材制备中。

Description

一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)是目前世界上五大通用树脂之一，具有不易燃烧、强度高、耐酸碱性、绝缘性等优点，广泛应用于建筑、电讯、化工、包装、医疗等各个领域。但PVC材料也存在如下缺点：1、韧性差，受冲击时极易脆裂，因此不能用作结构材料，另外，聚氯乙烯的脆性受温度影响很大，一般的PVC制品使用下限为-15℃，软质PVC的使用下限为-30℃；2、热稳定性差，其在100℃时就开始分解出HCl，高于150℃时分解更加迅速，而PVC的熔融温度约为210℃，因此，高温下极易分解变色。人们常采用添加填料、弹性体、增塑剂、热稳定剂、加工助剂、耐热改性剂和流动改性剂等方法来改善PVC的性能。

医用PVC粒料是目前国内外广泛应用于一次性医疗器械的主要原料之一。由于具有安全，价廉，综合性能优良等特点，除传统的输液器、输液袋等应用领域外，各类其他方面应用也得到了越来越多的推广。

出于安全性的考虑，现有医用PVC粒料生产配方中使用的钙/锌热稳定剂和润滑剂由于效率较低，造成添加量较大，因此会明显降低PVC材料的透明度，从而影响医用器械的外观以及一些高透明度医用器械在临床上的应用，不能满足高品质医用器械的要求。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料及其制备方法，其目的在于，提供一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，通过添加亚克力树脂具有如水晶般的透明度，增强PVC材料的透光性的同时，能增强材料的耐候性、耐磨性和阻燃性能。

本发明提供一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，由以下原料制备而成：PVC树脂、亚克力树脂、硼酸镁晶须、玻璃纤维、聚乙二醇、偏苯三酸三辛酯、复配热稳定体系、抗氧剂和增塑剂。

作为本发明进一步的改进，由以下原料制备而成：PVC树脂100-150份、亚克力树脂30-50份、硼酸镁晶须12-20份、玻璃纤维7-14份、聚乙二醇20-30份、偏苯三酸三辛酯5-10份、复配热稳定体系12-18份、抗氧剂3-8份和增塑剂2-7份。

作为本发明进一步的改进，由以下原料制备而成：PVC树脂120-130份、亚克力树脂35-45份、硼酸镁晶须15-17份、玻璃纤维8-12份、聚乙二醇22-28份、偏苯三酸三辛酯6-8份、复配热稳定体系14-16份、抗氧剂4-7份和增塑剂4-6份。

作为本发明进一步的改进，由以下原料制备而成：PVC树脂125份、亚克力树脂40份、硼酸镁晶须16份、玻璃纤维10份、聚乙二醇25份、偏苯三酸三辛酯7份、复配热稳定体系15份、抗氧剂6份和增塑剂5份。

作为本发明进一步的改进，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯和癸二酸二辛酯中的一种或几种。

作为本发明进一步的改进，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂3114的混合物，质量比为1:1。

作为本发明进一步的改进，所述复配热稳定体系由抗坏血酸钙、抗坏血酸锌和环氧大豆油组成。

作为本发明进一步的改进，所述抗坏血酸钙、抗坏血酸锌和环氧大豆油的质量比为1：4：10。

作为本发明进一步的改进，所述抗坏血酸钙或抗坏血酸锌由以下方法制备而成：称取抗坏血酸加入到一个盛有去离子水的反应器中，搅拌混合均匀，然后加热至50℃抗坏血酸完全溶解，将氢氧化钙或氧化锌分多次加入，并且在剧烈搅拌下使其与抗坏血酸水溶液充分接触，在90-100℃下回流反应3-6h，待反应结束后将产物冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤，减压抽滤得到白色固体产物，烘干，粉碎得到最终产物抗坏血酸钙或抗坏血酸锌。

本发明进一步保护一种上述高透明医疗面罩及管用PVC改性材料的制备方法，按照以下步骤制备：

S1.将PVC树脂、亚克力树脂、硼酸镁晶须和玻璃纤维按比例称取，然后加入粉碎机粉碎均匀，再倒入到搅拌机中，搅拌15-17min，得到混合物；

S2.将所得的混合物中加入聚乙二醇、偏苯三酸三辛酯、复配热稳定体系、抗氧剂和增塑剂，放入高速共混机中，在100-140℃下高速搅拌8-10min混合均匀，冷却之后得混合物料；

S3.将混合物料加入双螺杆挤出机中，转速为80-120r/min，挤出成造粒，得到高透明医疗面罩及管用PVC改性材料

本发明具有如下有益效果：

1.本发明添加的复配热稳定体系中，环氧大豆油分子结构内含有一定数量的环氧基团，这些结构在抗坏血酸钙/锌中的金属离子催化下可以利用开环反应与HCl反应、取代不稳定的Cl原子，而且可以和共轭双键进行加成反应，使共轭双键大量减少，使得PVC材料的热稳定性能提高，不易分解变色，同时，抗坏血酸钙/锌热稳定体系比硬脂酸钙/锌热稳定体系具有更好的效果，使得改性的PVC材料具有耐热老化性，不易变色，保持材料的高透明度；

2.本发明添加的硼酸镁晶须直径较小，长径比较高，与PVC基体结合面积大，应力可以有效地由基体通过界面传递给晶须，能明显增强PVC材料的力学性能，使其抗压性、抗冲击强度等明显提高；

3.本发明添加的亚克力树脂具有如水晶般的透明度，增强PVC材料的透光性的同时，能增强材料的耐候性、耐磨性和阻燃性能，使得制得的材料应用更广；

4.本发明制备的改性PVC材料制备方法简单，原料来源广，成本低，制得的PVC该行材料不仅具有良好的透明度和热氧老化稳定性，同时具有良好的力学性能，同时具有耐候性、耐磨性和阻燃性能，可应用于医疗面罩或管材制备中。

附图说明

图1为本发明高透明医疗面罩及管用PVC改性材料的制备流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。

实施例1

原料组成(重量份)：PVC树脂100份、亚克力树脂30份、硼酸镁晶须12份、玻璃纤维7份、聚乙二醇20份、偏苯三酸三辛酯5份、复配热稳定体系12份、抗氧剂3份和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯2份。

所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂3114的混合物，质量比为1:1。

所述复配热稳定体系由抗坏血酸钙、抗坏血酸锌和环氧大豆油组成，质量比为1：4：10。

所述抗坏血酸钙或抗坏血酸锌由以下方法制备而成：称取抗坏血酸加入到一个盛有去离子水的反应器中，搅拌混合均匀，然后加热至50℃抗坏血酸完全溶解，将氢氧化钙或氧化锌分多次加入，并且在剧烈搅拌下使其与抗坏血酸水溶液充分接触，在90℃下回流反应3h，待反应结束后将产物冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤，减压抽滤得到白色固体产物，烘干，粉碎得到最终产物抗坏血酸钙或抗坏血酸锌。

一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料的制备方法，按照以下步骤制备：

S1.将PVC树脂、亚克力树脂、硼酸镁晶须和玻璃纤维按比例称取，然后加入粉碎机粉碎均匀，再倒入到搅拌机中，搅拌15min，得到混合物；

S2.将所得的混合物中加入聚乙二醇、偏苯三酸三辛酯、复配热稳定体系、抗氧剂和邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯，放入高速共混机中，在100℃下高速搅拌8min混合均匀，冷却之后得混合物料；

S3.将混合物料加入双螺杆挤出机中，转速为80r/min，挤出成造粒，得到高透明医疗面罩及管用PVC改性材料。

实施例2

原料组成(重量份)：PVC树脂150份、亚克力树脂50份、硼酸镁晶须20份、玻璃纤维14份、聚乙二醇30份、偏苯三酸三辛酯10份、复配热稳定体系18份、抗氧剂8份和邻苯二甲酸二辛酯7份。

所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂3114的混合物，质量比为1:1。

所述复配热稳定体系由抗坏血酸钙、抗坏血酸锌和环氧大豆油组成，质量比为1：4：10。

所述抗坏血酸钙或抗坏血酸锌由以下方法制备而成：称取抗坏血酸加入到一个盛有去离子水的反应器中，搅拌混合均匀，然后加热至50℃抗坏血酸完全溶解，将氢氧化钙或氧化锌分多次加入，并且在剧烈搅拌下使其与抗坏血酸水溶液充分接触，在100℃下回流反应6h，待反应结束后将产物冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤，减压抽滤得到白色固体产物，烘干，粉碎得到最终产物抗坏血酸钙或抗坏血酸锌。

一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料的制备方法，按照以下步骤制备：

S1.将PVC树脂、亚克力树脂、硼酸镁晶须和玻璃纤维按比例称取，然后加入粉碎机粉碎均匀，再倒入到搅拌机中，搅拌17min，得到混合物；

S2.将所得的混合物中加入聚乙二醇、偏苯三酸三辛酯、复配热稳定体系、抗氧剂和邻苯二甲酸二辛酯，放入高速共混机中，在140℃下高速搅拌10min混合均匀，冷却之后得混合物料；

S3.将混合物料加入双螺杆挤出机中，转速为120r/min，挤出成造粒，得到高透明医疗面罩及管用PVC改性材料。

实施例3

原料组成(重量份)：PVC树脂120份、亚克力树脂35份、硼酸镁晶须15份、玻璃纤维8份、聚乙二醇22份、偏苯三酸三辛酯6份、复配热稳定体系14份、抗氧剂4份和邻苯二甲酸二环己酯4份。

所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂3114的混合物，质量比为1:1。

所述复配热稳定体系由抗坏血酸钙、抗坏血酸锌和环氧大豆油组成，质量比为1：4：10。

所述抗坏血酸钙或抗坏血酸锌由以下方法制备而成：称取抗坏血酸加入到一个盛有去离子水的反应器中，搅拌混合均匀，然后加热至50℃抗坏血酸完全溶解，将氢氧化钙或氧化锌分多次加入，并且在剧烈搅拌下使其与抗坏血酸水溶液充分接触，在92℃下回流反应4h，待反应结束后将产物冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤，减压抽滤得到白色固体产物，烘干，粉碎得到最终产物抗坏血酸钙或抗坏血酸锌。

一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料的制备方法，按照以下步骤制备：

S1.将PVC树脂、亚克力树脂、硼酸镁晶须和玻璃纤维按比例称取，然后加入粉碎机粉碎均匀，再倒入到搅拌机中，搅拌16min，得到混合物；

S2.将所得的混合物中加入聚乙二醇、偏苯三酸三辛酯、复配热稳定体系、抗氧剂和邻苯二甲酸二环己酯，放入高速共混机中，在110℃下高速搅拌9min混合均匀，冷却之后得混合物料；

S3.将混合物料加入双螺杆挤出机中，转速为90r/min，挤出成造粒，得到高透明医疗面罩及管用PVC改性材料。

实施例4

原料组成(重量份)：PVC树脂130份、亚克力树脂45份、硼酸镁晶须17份、玻璃纤维12份、聚乙二醇28份、偏苯三酸三辛酯8份、复配热稳定体系16份、抗氧剂7份和邻苯二甲酸二异癸酯6份。

所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂3114的混合物，质量比为1:1。

所述复配热稳定体系由抗坏血酸钙、抗坏血酸锌和环氧大豆油组成，质量比为1：4：10。

所述抗坏血酸钙或抗坏血酸锌由以下方法制备而成：称取抗坏血酸加入到一个盛有去离子水的反应器中，搅拌混合均匀，然后加热至50℃抗坏血酸完全溶解，将氢氧化钙或氧化锌分多次加入，并且在剧烈搅拌下使其与抗坏血酸水溶液充分接触，在98℃下回流反应5h，待反应结束后将产物冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤，减压抽滤得到白色固体产物，烘干，粉碎得到最终产物抗坏血酸钙或抗坏血酸锌。

一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料的制备方法，按照以下步骤制备：

S1.将PVC树脂、亚克力树脂、硼酸镁晶须和玻璃纤维按比例称取，然后加入粉碎机粉碎均匀，再倒入到搅拌机中，搅拌16min，得到混合物；

S2.将所得的混合物中加入聚乙二醇、偏苯三酸三辛酯、复配热稳定体系、抗氧剂和邻苯二甲酸二异癸酯，放入高速共混机中，在130℃下高速搅拌9min混合均匀，冷却之后得混合物料；

S3.将混合物料加入双螺杆挤出机中，转速为110r/min，挤出成造粒，得到高透明医疗面罩及管用PVC改性材料。

实施例5

原料组成(重量份)：PVC树脂125份、亚克力树脂40份、硼酸镁晶须16份、玻璃纤维10份、聚乙二醇25份、偏苯三酸三辛酯7份、复配热稳定体系15份、抗氧剂6份、邻苯二甲酸二乙酯2份和癸二酸二辛酯3份。

所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂3114的混合物，质量比为1:1。

所述复配热稳定体系由抗坏血酸钙、抗坏血酸锌和环氧大豆油组成，质量比为1：4：10。

所述抗坏血酸钙或抗坏血酸锌由以下方法制备而成：称取抗坏血酸加入到一个盛有去离子水的反应器中，搅拌混合均匀，然后加热至50℃抗坏血酸完全溶解，将氢氧化钙或氧化锌分多次加入，并且在剧烈搅拌下使其与抗坏血酸水溶液充分接触，在95℃下回流反应4h，待反应结束后将产物冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤，减压抽滤得到白色固体产物，烘干，粉碎得到最终产物抗坏血酸钙或抗坏血酸锌。

一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料的制备方法，按照以下步骤制备：

S1.将PVC树脂、亚克力树脂、硼酸镁晶须和玻璃纤维按比例称取，然后加入粉碎机粉碎均匀，再倒入到搅拌机中，搅拌16min，得到混合物；

S2.将所得的混合物中加入聚乙二醇、偏苯三酸三辛酯、复配热稳定体系、抗氧剂、邻苯二甲酸二乙酯和癸二酸二辛酯，放入高速共混机中，在120℃下高速搅拌9min混合均匀，冷却之后得混合物料；

S3.将混合物料加入双螺杆挤出机中，转速为100r/min，挤出成造粒，得到高透明医疗面罩及管用PVC改性材料。

对比例1

相对比实施例5而言，缺少复配热稳定体系。

对比例2

相对比实施例5而言，缺少硼酸镁晶须。

对比例3

相对比实施例5而言，缺少亚克力树脂。

测试例1

将本发明实施例1-5和对比例1-3制备的改性PVC材料进行性能测试，结果见表1和表2。

表1

与现有技术相比，本发明添加的复配热稳定体系中，环氧大豆油分子结构内含有一定数量的环氧基团，这些结构在抗坏血酸钙/锌中的金属离子催化下可以利用开环反应与HCl反应、取代不稳定的Cl原子，而且可以和共轭双键进行加成反应，使共轭双键大量减少，使得PVC材料的热稳定性能提高，不易分解变色，同时，抗坏血酸钙/锌热稳定体系比硬脂酸钙/锌热稳定体系具有更好的效果，使得改性的PVC材料具有耐热老化性，不易变色，保持材料的高透明度；本发明添加的硼酸镁晶须直径较小，长径比较高，与PVC基体结合面积大，应力可以有效地由基体通过界面传递给晶须，能明显增强PVC材料的力学性能，使其抗压性、抗冲击强度等明显提高；本发明添加的亚克力树脂具有如水晶般的透明度，增强PVC材料的透光性的同时，能增强材料的耐候性、耐磨性和阻燃性能，使得制得的材料应用更广；本发明制备的改性PVC材料制备方法简单，原料来源广，成本低，制得的PVC该行材料不仅具有良好的透明度和热氧老化稳定性，同时具有良好的力学性能，同时具有耐候性、耐磨性和阻燃性能，可应用于医疗面罩或管材制备中。

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (10)

1.一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，其特征在于，由以下原料制备而成：PVC树脂、亚克力树脂、硼酸镁晶须、玻璃纤维、聚乙二醇、偏苯三酸三辛酯、复配热稳定体系、抗氧剂和增塑剂。

2.根据权利要求1所述一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，其特征在于，由以下原料制备而成：PVC树脂100-150份、亚克力树脂30-50份、硼酸镁晶须12-20份、玻璃纤维7-14份、聚乙二醇20-30份、偏苯三酸三辛酯5-10份、复配热稳定体系12-18份、抗氧剂3-8份和增塑剂2-7份。

3.根据权利要求2所述一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，其特征在于，由以下原料制备而成：PVC树脂120-130份、亚克力树脂35-45份、硼酸镁晶须15-17份、玻璃纤维8-12份、聚乙二醇22-28份、偏苯三酸三辛酯6-8份、复配热稳定体系14-16份、抗氧剂4-7份和增塑剂4-6份。

4.根据权利要求3所述一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，其特征在于，由以下原料制备而成：PVC树脂125份、亚克力树脂40份、硼酸镁晶须16份、玻璃纤维10份、聚乙二醇25份、偏苯三酸三辛酯7份、复配热稳定体系15份、抗氧剂6份和增塑剂5份。

5.根据权利要求1所述一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯和癸二酸二辛酯中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂3114的混合物，质量比为1:1。

7.根据权利要求1所述一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，其特征在于，所述复配热稳定体系由抗坏血酸钙、抗坏血酸锌和环氧大豆油组成。

8.根据权利要求7所述一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，其特征在于，所述抗坏血酸钙、抗坏血酸锌和环氧大豆油的质量比为1：4：10。

9.根据权利要求7或8所述一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料，其特征在于，所述抗坏血酸钙或抗坏血酸锌由以下方法制备而成：称取抗坏血酸加入到一个盛有去离子水的反应器中，搅拌混合均匀，然后加热至50℃抗坏血酸完全溶解，将氢氧化钙或氧化锌分多次加入，并且在剧烈搅拌下使其与抗坏血酸水溶液充分接触，在90-100℃下回流反应3-6h，待反应结束后将产物冷却至室温，用水和乙醇分别洗涤，减压抽滤得到白色固体产物，烘干，粉碎得到最终产物抗坏血酸钙或抗坏血酸锌。

10.根据权利要求1-9任一权利要求所述一种高透明医疗面罩及管用PVC改性材料的制备方法，其特征在于，按照以下步骤制备：

S1.将PVC树脂、亚克力树脂、硼酸镁晶须和玻璃纤维按比例称取，然后加入粉碎机粉碎均匀，再倒入到搅拌机中，搅拌15-17min，得到混合物；

S2.将所得的混合物中加入聚乙二醇、偏苯三酸三辛酯、复配热稳定体系、抗氧剂和增塑剂，放入高速共混机中，在100-140℃下高速搅拌8-10min混合均匀，冷却之后得混合物料；

S3.将混合物料加入双螺杆挤出机中，转速为80-120r/min，挤出成造粒，得到高透明医疗面罩及管用PVC改性材料。