CN112322183B - 硅油组合物及不锈钢针管表面处理方法 - Google Patents

硅油组合物及不锈钢针管表面处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硅油组合物及不锈钢针管表面处理方法，所述硅油组合物由10‑20份硅油、80‑100份有机醇以及2‑4份氨基硅烷偶联剂组成，表面处理方法，包括如下步骤：脱脂处理：对不锈钢针管进行脱脂处理；等离子处理：对不锈钢针管进行表面等离子处理，用等离子火焰接触针管表面2‑3秒；附着硅油组合物：按一定比例配制得到硅油组合物溶液，将等离子处理后的不锈钢针管浸渍在硅油溶液中，保持静止5‑20秒；以及通风晾干：将浸渍后的不锈钢针管取出，在通风条件的室内放置晾干。经过处理的不锈钢针管表面形成一层附着力强的硅油涂覆膜，在穿刺过程中膜层不易脱落。

Description

硅油组合物及不锈钢针管表面处理方法
技术领域
本发明涉及一种硅油组合物及采用该组合物对不锈钢针管表面进行处理的方法。
背景技术
医疗器械用不锈钢针管的用途是用于人体穿刺，需要刺破人体皮肤，进入到皮下组织，或者肌肉，或者血管中，这个过程的刺痛感是比较强烈的，因此现有技术中，会对针管进行表面处理，在针管外表面附着一层硅油薄膜，以便在穿刺过程中，提供良好的润滑，达到痛感降低甚至无痛的效果。在部分医疗器械的用途中，针管可能需要多次对人体进行穿刺，而硅油薄膜仅仅是附着在针管外表面，在穿刺时，硅油会被人体组织阻碍、脱离针管外表面，随着穿刺次数的增加，硅油薄膜脱离的越多，润滑效果也越差，痛感会越来越强。因此，需要对针管表面的涂覆膜易脱落问题进行研究，以获得附着力更好的硅油涂覆膜。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种硅油组合物及不锈钢针管表面处理方法，从而提高硅油在不锈钢针管表面的附着力，使硅油涂覆膜不易脱离。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种硅油组合物，由10-20份硅油、80-100份有机醇以及2-4份氨基硅烷偶联剂组成。
于本发明一实施例中，所述有机醇为甲醇和异丙醇的混合物，其中，甲醇20-25份，异丙醇60-75份。
一种不锈钢针管表面处理方法，包括如下步骤：
脱脂处理：对不锈钢针管进行脱脂处理；
等离子处理：对不锈钢针管进行表面等离子处理，用等离子火焰接触针管表面2-3秒；
附着硅油组合物：按一定比例配制得到硅油组合物溶液，将等离子处理后的不锈钢针管浸渍在硅油溶液中，保持静止5-20秒；
通风晾干：将浸渍后的不锈钢针管取出，在通风条件的室内放置晾干。
经过等离子处理后，不锈钢针管的污染物得到进一步的去除，同时，针管表面在等离子体的轰击之下，会形成小于微米级的凹坑，从而降低针管的表面张力，为硅油附着提供更好的条件。这样，将涂覆有硅油组合物溶液的不锈钢针管通风晾干后，针管上的有机醇溶剂完全挥发，在针管表面只留下硅油和氨基硅烷偶联剂。
于本发明一实施例中，采用碱液进行脱脂处理，碱液由氢氧化钠、水玻璃、磷酸三钠、自来水和碳酸钠配制而成。
于本发明一实施例中，将不锈钢针管于90～100℃在所述碱液中浸渍20～30min，浸渍同时采用超声波进行清洁，并浸渍完成后进行彻底清洗，去除碱液。
于本发明一实施例中，将10-20份硅油、20-25份甲醇，60-75份异丙醇以及2-4份氨基硅烷偶联剂按一定配比进行混合，搅拌均匀，得到硅油组合物溶液。
于本发明一实施例中，所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
于本发明一实施例中，依次经过脱脂处理和等离子处理后的不锈钢针管需在1h以内进行附着硅油组合物。
于本发明一实施例中，所述不锈钢针管为中空针管，浸涂时需一边往不锈钢针管的内壁吹气。通过向针管内壁吹气，使得针管外表面形成一层硅油薄膜的同时内壁不会附着硅油，避免造成针孔堵塞。
本技术方案具有以下有益效果：
本发明通过配制出特定的硅油组合物溶液，可以保证在对不锈钢针管表面进行浸涂时，不仅可以在不锈钢表得到致密光滑的涂覆膜，且硅油涂覆膜的附着力得到较大提高，从而不锈钢针管在反复穿刺人体时，硅油涂覆膜更不易脱离针管，为用针管穿刺人体时提供了良好的润滑效果，达到更好的临床使用效果。
附图说明
图1-3是对比例1的测试图谱；
图4-7是对比例2的测试图谱；
图8-12是对比例3的测试图谱；
图13-17是实施例1的测试图谱；
图18-22是实施例2的测试图谱；
图23-27是实施例3的测试图谱；
图28-32是实施例4的测试图谱；
图33-37是实施例5的测试图谱。
具体实施方式
下面结合实施例及附图1至22对本发明作进一步描述。
在使用硅油组合物对不锈钢针管(简称针管)进行表面处理时：
1、首先，需要对不锈钢针管进行预处理，即将不锈钢表面的脏污和氧化部分去除干净。具体采用碱液脱脂法：取氢氧化钠50g；水玻璃5g；磷酸三钠30g；自来水885g；碳酸钠30g；配制出脱脂碱液。将不锈钢针管放置到90～100℃的上述碱液中浸渍20～30min,浸渍同时采用超声装置进行超声波震动，超声设备功率为500w，频率为40KHz，以加强去污效果。浸渍完毕后用纯净水进行彻底的清洗，去除碱液。
2、然后，再对脱脂处理后的不锈钢针管进行表面等离子处理，采用的等离子发生设备功率为900W，等离子火焰接触针管表面约2-3秒，使在不锈钢针管表面形成微米级凹坑作为“锚点”以及在不锈钢针管表面形成活性基团，用于通过分子间力同氨基硅烷偶联剂进行更牢固地结合。
3、将硅油、异丙醇(分析纯)、甲醇(分析纯)和γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷按一定配比混合，配制过程均匀搅拌，得到硅油组合物溶液。最后，在10-60min之内将等离子处理后的不锈钢针管通过设备将需涂覆硅油膜的部分浸入硅油组合物溶液中，同时向针管内壁吹气，针管保持静止5-20秒。
4、取出浸渍后的不锈钢针管，在具有通风条件的室内放置晾干，针管上的有机醇溶剂完全挥发，在针管表面只留下硅油和氨基硅烷偶联剂形成的涂覆膜。
在进行步骤3时，将硅油、异丙醇(分析纯)、甲醇(分析纯)和γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷之间按不同配比配制，得到表1中的各浸渍溶液。
表1
Figure BDA0002807103060000031
采用穿刺法对各实施例中的不锈钢针钢管进行表面硅油附着力进行测试。测试标准按照为GB15811:2016。采用的不锈钢针管外径：0.23mm，壁厚：正常壁，被穿刺物是GB15811:2016里规定的模拟皮肤材料，得到各实施例相应的穿刺数据图如图1-22所示。
该测试方法的测试原理为：针管在穿刺人体过程中，对人体的作用力可以分为2个阶段。第1阶段从开始接触人体，到针尖刺破皮肤为止，这个阶段作用力来源于皮肤对针尖的阻碍，可称为最大刺穿力；第2阶段从刺破皮肤后，到针尖刺入到所需深度为止，这个阶段作用力来源于针管外表面跟人体组织的摩擦力，可称为摩擦阻力。而不锈钢针管表面的硅油涂覆膜的润滑效果表现在减小第2阶段的摩擦阻力，换言之，实验测试中，相同穿刺次数下所得到的摩擦阻力数值越小，表示该不锈钢针管表面的硅油涂覆膜的润滑效果越好，即硅油涂覆膜脱落的越少，硅油涂覆膜的附着力越强。
根据使用调查，需要多次穿刺的针管，其穿刺的次数平均约10次，而每次穿刺时最大刺穿力要控制在0.7N以下，摩擦阻力需要控制在0.2N以下。
对比例1中，图1-3分别为第1次、第2次、第3次穿刺所得到的曲线图谱，对应各数据如表2所示。
表2
穿刺次数 第1次 第2次 第3次
最大刺穿力 0.525N 0.580N 0.648N
摩擦阻力 0.070N 0.180N 0.292N
对比例2中，图4-7分别为第1次、第2次、第3次、第4次穿刺所得到的曲线图谱，对应各数据如表3所示。
表3
穿刺次数 第1次 第2次 第3次 第4次
最大刺穿力 0.309N 0.580N 0.580N 0.553N
摩擦阻力 0.033N 0.120N 0.180N 0.260N
对比例3中，图8-12分别为第1次、第2次、第3次、第5次、第6次穿刺所得到的曲线图谱，对应各数据如表4所示。
表4
穿刺次数 第1次 第2次 第3次 第5次 第6次
最大刺穿力 0.474N 0.536N 0.580N 0.614N 0.600N
摩擦阻力 0.040N 0.071N 0.120N 0.202N 0.222N
实施例1中，图13-17分别为第1次、第4次、第5次、第11次、第12次穿刺所得到的曲线图谱，对应各数据如表5所示。
表5
Figure BDA0002807103060000041
Figure BDA0002807103060000051
实施例2中，图18-22分别为第1次、第5次、第6次、第10次、第11次穿刺所得到的曲线图谱，对应各数据如表6所示。
表6
穿刺次数 第1次 第5次 第6次 第10次 第11次
最大刺穿力 0.513N 0.452N 0.601N 0.521N 0.647N
摩擦阻力 0.030N 0.091N 0.152N 0.190N 0.220N
实施例3中，图23-27分别为第1次、第9次、第14次、第20次、第21次穿刺所得到的曲线图谱，对应各数据如表7所示。
表7
穿刺次数 第1次 第9次 第14次 第20次 第21次
最大刺穿力 0.476 0.511 0.554 0.569 0.613
摩擦阻力 0.040 0.070 0.120 0.172 0.237
实施例4中，图28-32分别为第1次、第8次、第9次、第15次、第16次穿刺所得到的曲线图谱，对应各数据如表8所示。
表8
穿刺次数 第1次 第8次 第9次 第15次 第16次
最大刺穿力 0.475 0.544 0.624 0.600 0.595
摩擦阻力 0.045 0.080 0.130 0.180 0.240
实施例5中，图33-37分别为第1次、第4次、第5次、第7次、第8次穿刺所得到的曲线图谱，对应各数据如表9所示。
表9
Figure BDA0002807103060000052
Figure BDA0002807103060000061
从上述实施例可以看出，随着针管穿刺次数的增加，最大刺穿力和摩擦阻力也随之增大。在不使用氨基硅烷偶联剂时候，第3次穿刺时针管的最大刺穿力达到0.648N，摩擦力达到0.292N。当偶联剂的使用占比较小的时候，对比例2和3可以看出，穿刺次数最多到第4、5次的时候摩擦力就达到0.2N以上了，意味着，此时针管表面的硅油膜层已经脱离较明显，穿刺会有痛感。实施例1-4的组分配比下，随着针管穿刺次数的增加，摩擦力增大的速度放缓，针管穿刺达到十几次后摩擦力才增加至0.2N以上；尤其是实施例3中，可以明显看出，在第20次穿刺实验时，针管的最大阻力达到0.569N，最大摩擦阻力为0.172N，说明针管表面的硅油膜层的附着力表现优异，在穿刺过程中不易脱落。在实际临床使用时，医疗器械是不会无限次重复使用的，通常穿刺20次左右，使用次数已经足够多，换言之，具有此种硅油涂覆膜的针管已经足以满足医疗使用要求。
上述具体实施例只是用来解释说明本发明，而并非是对本发明进行限制，在本发明构思和权利要求保护范围内对本发明做出的任何不付出创造性劳动的改变和替换，皆落入本发明专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种硅油组合物，其特征在于，由10-20份硅油、80-100份有机醇以及2-4份氨基硅烷偶联剂组成，所述有机醇为甲醇和异丙醇的混合物，其中，甲醇20-25份，异丙醇60-75份，所述氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
2.一种不锈钢针管表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
脱脂处理：对不锈钢针管进行脱脂处理；
等离子处理：对不锈钢针管进行表面等离子处理，用等离子火焰接触针管表面2-3秒；
附着硅油组合物：将10-20份硅油、20-25份甲醇，60-75份异丙醇以及2-4份氨基硅烷偶联剂按一定配比进行混合，搅拌均匀，得到硅油组合物溶液；将等离子处理后的不锈钢针管浸渍在硅油溶液中，保持静止5-20秒；依次经过脱脂处理和等离子处理后的不锈钢针管需在1h以内进行附着硅油组合物；
通风晾干：将浸渍后的不锈钢针管取出，在通风条件的室内放置晾干。
3.根据权利要求2所述的表面处理方法，其特征在于，采用碱液进行脱脂处理，碱液由氢氧化钠、水玻璃、磷酸三钠、自来水和碳酸钠配制而成。
4.根据权利要求3所述的表面处理方法，其特征在于，将不锈钢针管于90~100℃在所述碱液中浸渍20~30min，浸渍同时采用超声波进行清洁，并浸渍完成后进行彻底清洗，去除碱液。
5.根据权利要求2所述的表面处理方法，其特征在于，所述不锈钢针管为中空针管，浸涂时需一边往不锈钢针管的内壁吹气。
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