CN111808308A - 一种可用于医用敷料的环保pu膜及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可用于医用敷料的环保PU膜及其制备工艺，涉及聚氨酯膜的技术领域，所述PU膜包括面层；所述面层由包括以下重量份数的原料制备得到：聚氨酯原料100～120份；溶剂70～90份；所述聚氨酯原料选用聚羟基丁酸戊酸酯基聚氨酯；所述溶剂选自甲基己基甲酮和/或甲苯。本发明具有快速高效地制备得到可应用于医用敷料的PU膜的优点。

Description

一种可用于医用敷料的环保PU膜及其制备工艺
技术领域
本发明涉及聚氨酯膜的技术领域，尤其是涉及一种可用于医用敷料的环保PU膜及其制备工艺。
背景技术
PU膜即聚氨酯膜，其弹性佳，轻度高。而且在防水性上虽然厚度极薄，却有其他材料无法比拟之物性表现。而且聚氨酯薄膜是一种无毒无害的环保材料，对人体皮肤无任何伤害，并广泛应用于服装面料、医疗卫生、皮革等领域。
现有的PU薄膜生产工艺如授权公告号为CN101654551B的中国发明专利中公开了一种超薄阻燃防水透气聚氨酯薄膜，是由如下重量比的组份制备而成：聚乙二醇醚热塑性聚氨酯55-83％、焦磷酸三聚氰胺7-23％、三芳基磷酸酯4-18％、聚丙烯酸树脂2-10％、开口剂4-12％、助剂0-0.25％；生产方法包括将料焦磷酸三聚氰胺、聚丙烯酸树脂、开口剂、助剂混合后投入1号喂料器；将聚乙二醇醚热塑性聚氨酯干燥后投入2号喂料器；将三芳基磷酸酯投入3号喂料器；启动三台喂料器投入原料，对熔融造粒的共混物进行除水切粒干燥；将共混物投入共挤吹膜机组制得薄膜。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有技术制备的聚氨酯薄膜虽然也可用于医疗行业，但是现有的聚氨酯薄膜由于其成分为常用的聚氨酯成分，得到聚氨酯薄膜如果用于创口的敷料，存在会与创面上的血液以及渗出液发生粘连等情况，从而使得在更换敷料时造成伤口的二次伤害。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可用于医用敷料的环保PU膜及其制备工艺，通过改进PU膜的配方以及工艺，简化工艺流程，更加快速高效地制备得到可应用于医用敷料的PU膜。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种可用于医用敷料的环保PU膜，所述PU膜包括面层；
所述面层由包括以下重量份数的原料制备得到：
聚氨酯原料 100～120份；
溶剂 70～90份；
所述聚氨酯原料选用聚羟基丁酸戊酸酯基聚氨酯；所述溶剂选自甲基己基甲酮和/或甲苯。
通过采用上述技术方案，聚氨酯原料在溶剂中溶解后可以根据需要均匀的延展成膜，当溶剂烘干挥发后，即可得到聚氨酯薄膜。选用聚羟基丁酸戊酸酯基聚氨酯的一方面在于聚羟基丁酸戊酸酯基聚氨酯是一种生物基可降解聚氨酯，其可以天然被降解，从而避免聚氨酯薄膜丢弃而造成的环境污染；另一方面在于聚羟基丁酸戊酸酯基聚氨酯具有一定抗凝血能力，可以减缓创伤处流出创伤面的血液的凝固结痂时间，使得流出的血液以及渗液不易与敷料之间发生粘结，并通过敷料上的吸水材料将创伤外侧的血液和渗液吸收，从而使得在更换敷料时减少对创伤造成二次损伤的可能性。
本发明进一步设置为：所述溶剂包括以下重量百分比的组分：
甲基己基甲酮 30～40％；
甲苯 60～70％。
通过采用上述技术方案，甲基己基甲酮性质稳定，毒性低，挥发性比丙酮低，用作溶剂对于人的影响较小。其次甲基乙基甲酮的溶解性较强，可以与聚氨酯原料形成均匀程度更好的聚氨酯浆料，而无需添加保湿剂等成分，降低生产成本。甲苯为工业常用的溶剂，也可与聚氨酯原料形成聚氨酯浆料，当甲苯与甲基乙基甲酮复配后的溶剂与聚氨酯原料配制浆料时，甲苯可以代替部分甲基乙基甲酮，从而降低生产成本，而少量的甲基乙基甲酮添加可以提高溶剂的溶解能力，同时由于甲基乙基甲酮的快干能力较好，使得配制得到的聚氨酯浆料可以更快地形成聚氨酯薄膜，提高生产效率。
本发明进一步设置为：所述PU膜还包括设置于面层下方的底层，所述底层包括以下重量份数的组分：
水性聚氨酯溶液 30～40份；
聚乙烯醇溶液 30～40份；
复合海藻酸钙 5～10份。
通过采用上述技术方案，水性聚氨酯溶液与聚乙烯醇溶液可以交联形成高分子水凝胶，高分子水凝胶具有很强的吸收创面渗液的能力，能够降低伤口表面的温度，减轻患者的疼痛，促进创面自体清创。水凝胶吸水后质地柔软，顺应性好，可以贴合不平整的创面，对细菌具有很好的屏蔽作用，且更换方便，剥离容易，不会对伤口造成二次伤害。
本发明进一步设置为：所述复合海藻酸钙包括以下重量百分比的组分：
海藻酸钙 70～90％；
夫西地酸钠 10～30％。
通过采用上述技术方案，海藻酸盐本身质地柔软，而且海藻酸钙中的钙离子可以与伤口处组织渗出液和血液中的钠离子交换，使得不溶于水的海藻酸钙转化为可溶于水的海藻酸钠，而海藻酸钠具有很强的吸液能力，能吸收相当于自重17倍的渗液，且置换出来的钙离子能够在伤口表面聚集凝结，诱导血小板活化，加快创面止血。且复合海藻酸钙中的夫西地酸钠会由于海藻酸钙转换为海藻酸钠，并在底层凝胶的状态下缓慢释放，夫西地酸钠具有强大的抗菌作用，可快速地达到对创面进行杀菌抗菌的效果，杀灭伤员长期活动过程中进入敷料中的病菌，提高敷料的抗菌耐久性。
一种用于医用敷料的环保PU膜的制备工艺，包括以下步骤：
S1：将面层原料按比例与溶剂混合搅拌均匀，得到面层原料浆液；将底层原料按比例搅拌混合，得到底层原料浆液；
S2：将面层原料浆液均匀涂覆到离型纸上，送入烘箱烘至半干，得到半干面层；
S3：将半干面层上再涂一层溶剂稀释至原始浓度五分之一的面层原料浆液，静置1～3分钟后，均匀涂覆一层底层原料浆液，得到预复合膜；
S4：将预复合膜送入冷却装置中进行冷冻-解冻循环处理4～6次，得到半成品膜；
S5：将半成品膜与离型纸剥离即可得到成品PU膜。
通过采用上述技术方案，面层原料浆液先在离型纸上烘至半干，然后再涂覆上稀释后的面层原料浆液使得面层与底层之间的界面上含有一定量的未固化的活性基团。然后继续涂覆一层底层原料浆液，使得底层原料浆液与面层上的未固化的面层原料浆液之间得到一定的混合，得到预复合膜。然后再将预复合膜送入冷冻装置中进行冷冻和解冻循环处理，而使得底层得到固化。在冷冻和解冻的循环固化过程中，面层上的未固化的面层原料浆液也会缓慢蒸发溶剂而固化，最后剥离离型纸后，从而得到复合程度高的成品PU膜。而且采用离型纸涂覆的方式，比现有工艺更加简单方便地可以得到PU膜，操作更加简单。
本发明进一步设置为：所述冷冻装置中的冷冻温度控制为-25～-20℃，解冻温度控制为20～25℃，每次冷冻时间为8～10h，解冻时间为3～4h。
通过采用上述技术方案，冷冻温度控制在-25～-20℃，一方面温度过低会造成PU膜层发生冷冻脆裂，另一方面温度过高会造成冷冻效果不足，而无法使得水性聚氨酯溶液和聚乙烯醇溶液形成纳米凝胶层。解冻温度控制为20～25℃，且相应的解冻时间控制为3～4h，使得在该温度范围下，底层聚氨酯可以得到有效的解冻，而不影响聚氨酯的质量。
本发明进一步设置为：所述冷冻装置包括冷冻箱体，所述冷冻箱体一端开设有进料口，所述冷冻箱体另一端开设有出料口，所述冷冻箱体内沿冷冻箱体的高度方向设置有一个以上的承接平台，每个所述承接平台上方的冷冻箱体侧壁上滑动设置有压紧板，所述冷冻箱体的侧壁上设置有驱动组件，所述驱动组件与压紧板相连，所述压紧板上还设置有调节组件。
通过采用上述技术方案，离型纸和离型纸上的PU膜层进入冷冻箱体内后，落到承接平台上，然后停止离型纸的输送，接着启动驱动组件驱动压紧板靠近承接平台，使得压紧板将离型纸上的面层和底层压紧，然后进行一次冷冻和解冻循环后，接着送入离型纸，使得离型纸在冷冻箱体内前进一层，然后跟上述过程相同进行第二次冷冻和解冻循环，直到离型纸从冷冻箱体内离开，从而完成底层固化以及底层与面层的结合。
本发明进一步设置为：所述驱动组件包括驱动电机、第一齿轮、第二齿轮、螺杆和导向杆，所述冷冻箱体的顶壁上固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上键连接有第一齿轮，所述冷冻箱体的顶壁的中心转动连接有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮相啮合，所述第二齿轮的中心开设螺纹孔，所述冷冻箱体的顶壁上开设通孔，所述冷冻箱体的顶壁上设置有螺杆，所述螺杆与螺纹孔螺纹连接，所述螺杆与通孔滑动相连，且所述螺杆穿过通孔的一端与靠近冷冻箱体顶壁的压紧板固定相连，所述冷冻箱体的四个侧壁上沿冷冻箱体高度方向固定连接有导向杆，所述压紧板上开设与导向杆相配合的导向孔，所述导向杆与导向孔滑动相连，相邻两块所述压紧板之间还通过固定杆固定相连。
通过采用上述技术方案，驱动组件工作时，驱动电机启动，驱动电机的输出轴转动，输出轴带动第一齿轮转动，第一齿轮转动带动第二齿轮转动，第二齿轮转动带动螺杆转动，螺杆转动带动压紧板进行上升或者下降，压紧板上升时与离型纸分离，压紧板下降时将离型纸压紧。固定杆将多层压紧板相互连接，使得压紧板可以一同进行上升或者下降。导向杆与导向孔之间的滑移配合，使得压紧板的上下升降被限位，使得压紧板的上下升降更加稳定。
本发明进一步设置为：所述压紧板的底壁上开设有调节槽，所述调节槽内均设有调节弹簧，所述调节弹簧一端与调节槽的槽底固定相连，所述调节弹簧的另一端固定连接有调节板，所述调节板与调节槽滑动相连，所述调节板的长度大于承接平台的长度，所述调节板的宽度大于承接平台的宽度。
通过采用上述技术方案，压紧板在对离型纸进行下压时，通过调节板对离型纸进行挤压，而调节板可以通过调节槽以及调节槽内调节弹簧对调节板的压力进行调节，使得复合膜层在进行固化时可以又一定的扩展空间，避免压紧板的压力过大而使得膜层的柔韧性变差。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过改进聚氨酯薄膜的配方以及工艺，从而得到更加适于制造医用敷料的聚氨酯材料；
2、通过利用冷冻装置对复合的聚氨酯薄膜进行底层固化，使得得到复合膜复合更加紧密，生产更加方便。
附图说明
图1为本发明中冷冻装置的立体图；
图2为本发明中冷冻装置去除冷冻箱体后的立体图；
图3为压紧板和调节组件的爆炸图。
附图标记：1、冷冻箱体；11、进料口；2、承接平台；21、传动辊；3、驱动组件；31、驱动电机；32、第一齿轮；33、第二齿轮；34、螺杆；35、导向杆；37、螺纹孔；4、压紧板；41、固定杆；42、导向孔；5、调节组件；51、调节弹簧；52、调节板；53、调节槽。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：
本发明公开的一种可用于医用敷料的环保PU膜，包括面层和底层，
面层由包括以下重量份数的原料制备得到：
聚羟基丁酸戊酸酯基聚氨 100份；
溶剂 70份；
溶剂包括以下重量百分比的组分：
甲基己基甲酮 30％；
甲苯 70％。
底层包括以下重量份数的组分：
水性聚氨酯溶液 30份；
聚乙烯醇溶液 30份；
复合海藻酸钙 5份。
复合海藻酸钙包括以下重量百分比的组分：
海藻酸钙 70％；
夫西地酸钠 30％。
环保PU膜的制备工艺包括以下步骤：
S1：将面层原料按比例混合搅拌均匀，得到面层原料浆液；
将底层原料按比例搅拌混合，得到底层原料浆液；
S2：将面层原料浆液采用辊涂的方式均匀涂覆到离型纸上，再送入烘箱烘至半干，得到半干面层；
S3：再用溶剂稀释至原始浓度五分之一的面层原料浆液通过辊涂的方式涂覆到半干面层上，静置3分钟后，再次通过辊涂的方式均匀涂覆一层底层原料浆液，得到预复合膜；
S4：将预复合膜送入冷却装置中进行冷冻-解冻循环处理5次，冷冻温度控制为-25℃，解冻温度控制为25℃，每次冷冻时间为8h，解冻时间为3h，得到半成品膜；
S5：将半成品膜与离型纸剥离即可得到成品PU膜。
参照图1，步骤S4中的冷冻装置包括冷冻箱体1，冷冻箱体1一端的侧壁上开设有进料口11，冷冻箱体1另一端的侧壁上开设有出料口。
参照图1和图2，冷冻箱体1的内侧壁上沿冷冻箱体1的高度方向间隔等距固定连接有5个承接平台2，相邻两块承接平台2之间均设置有传动辊21，传动辊21呈交替分布于冷冻箱体1的进料端和出料端的两侧，传动辊21与冷冻箱体1的内侧壁转动相连。传动辊21的周侧壁分别与传动辊21相邻的承接平台2的承接面相切。
参照图1，冷冻箱体1的顶壁上安装有驱动组件3，驱动组件3包括驱动电机31、第一齿轮32、第二齿轮33、螺杆34和导向杆35。驱动电机31固定安装于冷冻箱体1的顶壁上，驱动电机31的输出轴上键连接有第一齿轮32，冷冻箱体1的顶壁的中心转动连接有与第一齿轮32相啮合的第二齿轮33。第二齿轮33的中心开设螺纹孔37，冷冻箱体1的顶壁上开设有与螺纹孔37相连通的通孔，第二齿轮33上通过螺纹孔37螺纹连接有螺杆34，螺杆34与通孔滑动相连。
参照图2，每个承接平台2的上方均设置有一块压紧板4，相邻压紧板4之间通过固定杆41固定相连，靠近冷冻箱体1顶壁的压紧板4与螺杆34固定相连。
参照图2，冷冻箱体1的侧壁上沿冷冻箱体1的高度方向设置有4个导向杆35，每个导向杆35的两端分别与冷冻箱体1的顶壁和底壁固定相连。压紧板4上开设有与导向杆35滑动配合的导向孔42，导向杆35与导向孔42滑动相连。
参照图2和图3，压紧板4上还设置有调节组件5。调节组件5包括调节弹簧51和调节板52，压紧板4的底壁上开设有调节槽53，调节槽53内均匀设有多个调节弹簧51，调节弹簧51一端与调节槽53的槽底固定相连，调节弹簧51的另一端固定连接有调节板52，调节板52与调节槽53滑动相连。调节板52的厚度大于调节槽53的深度。
工作原理：预复合膜在进行冷冻-解冻循环处理时，预复合膜从冷冻箱体1的进料口11进入冷冻箱体1内，然后通过进料端和出料端两侧的传动辊21进行盘绕，最后从冷冻箱体1的出料口送出。冷冻箱体1内的预复合膜落在承接平台2上，停止传动预复合膜。然后启动驱动电机31，驱动电机31启动后，驱动电机31的输出轴转动带动第一齿轮32转动，第一齿轮32带动第二齿轮33转动，第二齿轮33带动螺杆34在冷冻箱体1内进行升降，螺杆34带动压紧板4将预复合膜压紧，接着降低冷冻箱体1内的温度至所需温度，进行冷冻处理。冷冻处理完成后，再升温进行解冻处理。从而完成一次冷冻和解冻循环。
接着继续传动预复合膜，使得预复合膜进入下一个承接平台2上进行第二次冷冻和解冻处理，直到预复合膜完全送出冷冻箱体1后，预复合膜刚好完成5次冷冻和解冻循环。
实施例2～5与实施例1的区别在于面层和底层中的各组分按重量份数计为下表。
Figure BDA0002592957340000081
实施例6～9与实施例1的区别在于面层中的溶剂中各组分按重量百分比计为下表。
Figure BDA0002592957340000082
实施例10～13与实施例1的区别在于复合海藻酸钙中各组分按重量百分比计为下表。
Figure BDA0002592957340000083
实施例14～17与实施例1的区别在于步骤S4中冷冻和解冻的参数计为下表。
Figure BDA0002592957340000091
对比例
对比例1选用惠州华阳医疗器械有限公司生产的聚氨酯泡沫敷料；
对比例2选用德国拜耳385E牌号的食品级热塑性聚氨酯弹性体制成的聚氨酯膜。
检测方法
抗凝血测试
测试方法：在20℃的室温下，分别在动物皮(猪皮)上滴加5ml的血液，然后将样品敷料或样品薄膜覆盖于血液上，并与动物皮贴合，等待6小时后，撕开样品敷料或样品薄膜，观察动物皮表面的血液状况。
Figure BDA0002592957340000092
结论：通过上表的测试结果可以明显看出，对比例2中使用的现有的聚氨酯膜直接用于皮肤表面作为敷料时，血液容易与聚氨酯膜之间形成粘结，而使得在更换敷料时，容易对伤口造成二次损伤。而通过实施例1、3、8、10、16与对比例1之间的试验结果对比可知，采用本申请中制备得到的聚氨酯膜与现有的医用敷料都具有吸收血液和渗液的效果，说明单纯使用本申请中的聚氨酯膜作为敷料也可以起到较好的吸收伤口血液和渗液的效果。
抗菌测试
测试方法：将样品裁减成1cm×1cm大小的方片，然后用AATCC-90试验法：在琼脂培养基上接种金黄色葡萄杆菌，再紧贴方片试样，于37℃下培养24h后，用放大镜观察菌类繁殖情况和试样周围无菌区的晕圈大小。阻止带宽度由1级到10级依次增加。阻止带宽度代表抗菌效力的大小。测试结果如下表：
实施例 阻止带宽
实施例1 8级
实施例3 7级
实施例8 8级
实施例10 6级
实施例16 7级
对比例1 6级
对比例2 2级
结论：通过上表的测试结果可以得出，实施例1、3、8、10、16中的聚氨酯膜样品在培养基中形成的阻止带宽较大，说明具有较好的抗菌效果。而对比例2采用单纯的聚氨酯膜进行测试后结果显示，阻止带宽较窄，抗菌效果较差。由此可知，本申请中采用的配方配制得到的聚氨酯膜相比于现有技术具有更好的抗菌抑菌效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种可用于医用敷料的环保PU膜，其特征在于，所述PU膜包括面层；
所述面层由包括以下重量份数的原料制备得到：
聚氨酯原料100～120份；
溶剂70～90份；
所述聚氨酯原料选用聚羟基丁酸戊酸酯基聚氨酯；所述溶剂选自甲基己基甲酮和/或甲苯。
2.根据权利要求1所述的一种可用于医用敷料的环保PU膜，其特征在于：所述溶剂包括以下重量百分比的组分：
甲基己基甲酮30～40％；
甲苯60～70％。
3.根据权利要求1所述的一种可用于医用敷料的环保PU膜，其特征在于：所述PU膜还包括设置于面层下方的底层，所述底层包括以下重量份数的组分：
水性聚氨酯溶液30～40份；
聚乙烯醇溶液30～40份；
复合海藻酸钙5～10份。
4.根据权利要求1所述的一种可用于医用敷料的环保PU膜，其特征在于：所述复合海藻酸钙包括以下重量百分比的组分：
海藻酸钙70～90％；
夫西地酸钠10～30％。
5.一种根据权利要求1所述的可用于医用敷料的环保PU膜的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将面层原料按比例与溶剂混合搅拌均匀，得到面层原料浆液；将底层原料按比例搅拌混合，得到底层原料浆液；
S2：将面层原料浆液均匀涂覆到离型纸上，送入烘箱烘至半干，得到半干面层；
S3：将半干面层上再涂一层溶剂稀释至原始浓度五分之一的面层原料浆液，静置1～3分钟后，均匀涂覆一层底层原料浆液，得到预复合膜；
S4：将预复合膜送入冷却装置中进行冷冻-解冻循环处理4～6次，得到半成品膜；
S5：将半成品膜与离型纸剥离即可得到成品PU膜。
6.根据权利要求5所述的一种可用于医用敷料的环保PU膜的制备工艺，其特征在于：所述冷冻装置中的冷冻温度控制为-25～-20℃，解冻温度控制为20～25℃，每次冷冻时间为8～10h，解冻时间为3～4h。
7.根据权利要求5所述的一种可用于医用敷料的环保PU膜的制备工艺，其特征在于：所述冷冻装置包括冷冻箱体(1)，所述冷冻箱体(1)一端开设有进料口(11)，所述冷冻箱体(1)另一端开设有出料口，所述冷冻箱体(1)内沿冷冻箱体(1)的高度方向设置有一个以上的承接平台(2)，每个所述承接平台(2)上方的冷冻箱体(1)侧壁上滑动设置有压紧板(4)，所述冷冻箱体(1)的侧壁上设置有驱动组件(3)，所述驱动组件(3)与压紧板(4)相连，所述压紧板(4)上还设置有调节组件(5)。
8.根据权利要求7所述的一种可用于医用敷料的环保PU膜的制备工艺，其特征在于：所述驱动组件(3)包括驱动电机(31)、第一齿轮(32)、第二齿轮(33)、螺杆(34)和导向杆(35)，所述冷冻箱体(1)的顶壁上固定安装有驱动电机(31)，所述驱动电机(31)的输出轴上键连接有第一齿轮(32)，所述冷冻箱体(1)的顶壁的中心转动连接有第二齿轮(33)，所述第二齿轮(33)与第一齿轮(32)相啮合，所述第二齿轮(33)的中心开设螺纹孔(37)，所述冷冻箱体(1)的顶壁上开设通孔，所述冷冻箱体(1)的顶壁上设置有螺杆(34)，所述螺杆(34)与螺纹孔(37)螺纹连接，所述螺杆(34)与通孔滑动相连，且所述螺杆(34)穿过通孔的一端与靠近冷冻箱体(1)顶壁的压紧板(4)固定相连，所述冷冻箱体(1)的四个侧壁上沿冷冻箱体(1)高度方向固定连接有导向杆(35)，所述压紧板(4)上开设与导向杆(35)相配合的导向孔(42)，所述导向杆(35)与导向孔(42)滑动相连，相邻两块所述压紧板(4)之间还通过固定杆(41)固定相连。
9.根据权利要求8所述的一种可用于医用敷料的环保PU膜的制备工艺，其特征在于：所述压紧板(4)的底壁上开设有调节槽(53)，所述调节槽(53)内均设有调节弹簧(51)，所述调节弹簧(51)一端与调节槽(53)的槽底固定相连，所述调节弹簧(51)的另一端固定连接有调节板(52)，所述调节板(52)与调节槽(53)滑动相连，所述调节板(52)的长度大于承接平台(2)的长度，所述调节板(52)的宽度大于承接平台(2)的宽度。
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