CN112724357A - 热塑性聚氨酯、其用于制造宫内节育系统的t型框架的用途及由该材料制成的t型框架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新的热塑性聚氨酯(TPU)弹性体、由其制成的T型框架以及新的TPU在制造用于节育和治疗的宫内节育系统的T型框架中的用途。

Description

热塑性聚氨酯、其用于制造宫内节育系统的T型框架的用途及 由该材料制成的T型框架
本申请是申请日为2015年12月4日，申请号为201580075612.X，发明名称为“热塑性聚氨酯、这些材料用于制造宫内节育系统的T型框架的用途及由该材料制成的T型框架”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及包含1,8-辛二醇、1,10-癸二醇或1,12-十二烷二醇作为增链剂的新的热塑性聚氨酯、这些材料用于制造用于宫内节育系统的T型框架的用途以及由所述材料制得的T型框架。
背景技术
宫内节育器(IUDs)的历史可以追溯到20世纪初。第一个IUD是由Waldenburg的德国医师Richter医生研制的。他的节育器是由蚕肠线制成的，但未被广泛使用1。
另一个德国医师Ernst
Figure BDA0002889448700000012
医生制造了第一个IUD环——
Figure BDA0002889448700000013
环，其由银丝制成。
在二十世纪50年代后期，Jack Lippes医生帮助开始增加IUD在美国的使用。此时，可弯曲插入并保持其原始形状的热塑性塑料成为用于第一代IUD的材料。Lippes还设计了添加单丝尼龙绳，这有助于移除IUD。他的梯形形状Lippes Loop IUD成为最受欢迎的第一代IUD之一。
在随后的几年中，许多不同形状的塑料IUD被发明并销售，包括Dalkon Shield，其设计引起细菌感染并导致许多诉讼。虽然Dalkon Shield从市场上撤除，但其对IUD在美国的使用产生了持久的负面影响2。
Figure BDA0002889448700000011
在20世纪60年代，铜质IUD的发明产生了被大多数现代IUD所使用的重要的T型设计。美国医师Howard Tatum医生确定T型与子宫(当子宫收缩时形成T型)的形状匹配得更好。他预测这将降低IUD的脱落率1。
Tatum和智利医师Jaime Zipper共同发现铜是有效的杀精子剂，并研发出第一个铜质IUD(TCu200)。Tatum医生的改进使得TCu380A(ParaGard)产生，其为目前优选的铜质IUD1。
在20世纪60年代和70年代还发明了激素IUD(相应的宫内节育系统，IUS)；最初的目的是减少与铜质和惰性IUD有关的增多的月经出血。第一个模型——Progestasert——由Antonio Scommengna医生构思，并由Tapani J.V.Luukkainen医生制造，但该节育器只能使用一年2。直到2001才制造了Progestasert3。
Figure DA00028894487050088430
目前可在市场上获得三种市售的激素IUS，其为：由Luukkainen医生开发并于1976年发行的
Figure BDA0002889448700000021
自2013年以来在市场上销售的
Figure BDA0002889448700000022
以及自2014年以来在比利时销售的
Figure BDA0002889448700000023
(显示出严重月经出血)。
所有市售产品的共同之处在于从胶囊释放的活性化合物是左炔诺孕酮(Levonorgestrel)，并且其上安装有胶囊的框架为T型。
在安全和节育效果方面，现在的宫内节育系统已达到非常高的标准。
尽管现代IUS的使用可基本上认为是安全和有效的，但报道了在极少数情况下出现的以下副作用：
-腹痛，
-感染，
-不规则出血，
-激素副作用，
-子宫穿孔(通常在插入过程中)，
-宫颈裂伤，
-脓毒性流产，
-异位妊娠，
-在一些罕见的情况下框架破裂，
-插入和/或移除节育器过程中的疼痛和困难，以及
-IUS的脱落。
本发明基本上涉及上述最后三个副作用，所述副作用与框架的机械性能相关，即涉及改善脱落率、避免框架破裂、更好的穿戴舒适性和更简单(更少的疼痛)的移除程序。
脱落率(除穿戴初期的不规则出血、感染及插入期间的子宫穿孔外)是最常见的副作用。文献中报道了使用者从第一年至第10年的脱落率为2.2％至11.4％4。
Figure DA00028894487050769335
为了改善脱落率，已经采取了各种方法。大多数方法与框架的尺寸和设计有关。因此，许多方法试图通过改变框架的形状来克服脱落的问题。文献中记载了许多包含基本上为连续环形框架的系统。例如，US 3,431,906公开了一种菱型框架，US 3,516,403公开了一种等腰三角形的形式。
US 4,200,091和Bayer Schering Oy的国际专利申请WO2009/122016中还公开了各种环形框架(WO2009/122016公开了一种具有多边形形状的闭合连续框架的宫内输送系统)，其中包含药物的储存器连接至框架的内表面。
甚至已经提出球形框架来改善脱落率。因此，WO2010/082197公开了一种铜基IUD(其中该框架由记忆形镍-钛合金
Figure BDA0002889448700000031
丝制成)，如果将其从插入管中释放，则该IUD恢复其初始的球形。
US 4,721,105(Wildermesch)提出将IUS用线状物固定在女性的子宫肌肉中以避免脱落，特别是在即时产后期(immediate post-partu)进行。
其他方法提出通过将支撑装置整合到框架中来加强和/或给予框架额外的挠性和/或强度。例如Bayer Schering Oy专利申请WO2009/122016提出以芯、纤维或线的形式向框架添加支撑装置。这些支撑装置可由惰性且具有生物相容性的任何材料制成，只要所述材料具有足够的强度和弹性，并且在子宫内的一般条件下能够保持足够的时间而不变化。
对理想的宫内节育系统而言，除了尺寸和设计特征以外，框架材料性能也是重要的。如果没有将支撑装置整合到框架中，则重要的是聚合材料本身已显示出所需的性能。在此，除了断裂力(拉伸强度)和记忆性(T型框架从插入管释放后恢复其初始形状的能力)之外，框架的挠性/刚性也是关键参数。
框架的挠性/刚性对于提高穿戴舒适性或减少宫内节育系统移除期间的疼痛是特别重要的。框架设计、记忆效应及挠性的结合也与脱落相关。
不幸的是，上述参数在一定程度上表现出相反的方向，换言之，高刚性的材料挠性不足，而高挠性的材料不能显示出所需的刚性。
此外，重要的是在至多5年的穿戴时间内，材料要在体内保持其机械性能。因此，许多材料在身体条件下因较高的温度(37℃)和在潮湿环境中溶胀(身体/子宫中的软化效应)而丧失其刚性。此外，由于氧化或水解降解，材料的断裂力会在穿戴期间变化。在本发明的上下文中，材料的生物稳定性已根据ISO 10993Part 13测试方法进行了测试。
最后但并非最不重要地是，对于体内应用，生物相容性必须被视为另一个重要的因素。尽管许多聚合物具有良好的耐受性并且在体内显示出高的稳定性，但是例如一些聚氨酯在动物测试中显示出基因毒性效果。
因此，合适材料的选择无疑是一个容易的任务。原则上，大量的框架材料已记载在文献中，例如国际专利申请WO2004/26196中，即聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚碳酸酯、聚四氟乙烯(PTFE)、氟代乙烯丙烯(PEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯乙酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚丁二烯、聚异戊二烯、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、氯乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物、聚(甲基丙烯酸酯)、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(亚乙烯基)氯、聚(亚乙烯基)乙烯、聚(亚乙烯基)丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯乙酸乙烯酯、多羟基烷酸酯聚(乳酸)、聚(乙醇酸)、聚(2-氰基丙烯酸烷基酯)、聚酐、聚原酸酯、乙烯/乙烯醇共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯/乙烯醇三元共聚物、乙烯/乙烯氧基乙醇共聚物、亲水性聚合物如丙烯酸和甲基丙烯酸的酯的亲水性水凝胶、改性胶原、交联聚乙烯醇、交联的部分水解的聚乙酸乙烯酯、硅氧烷弹性体(尤其是医用级聚二甲基硅氧烷)、聚乙烯基甲基硅氧烷、其他有机聚硅氧烷、聚硅氧烷、氯丁橡胶、丁基橡胶、表氯醇橡胶、室温硫化型羟基封端的有机聚硅氧烷(其在加入交联剂后在固化促进剂的存在下硬化为弹性体)、两组分二甲基聚硅氧烷组合物(其在室温或高温下进行铂催化并能够加成交联，并且其混合物已被公开作为合适的框架材料)。
WO 2011/039418(Bayer Schering Pharma Oy)公开了由热塑性聚氨酯弹性体制成的环形框架。在该申请中公开了大量聚氨酯基聚合物。这些聚合物可由以下物质获得：聚碳酸酯多元醇或聚碳酸酯多元醇与聚醚和/或聚酯的混合物、1,6-六亚甲基二异氰酸酯和任选额外的(环)脂族二异氰酸酯以及至少一种双官能的增链剂。公开了由1,6-己二醇和ε-己内酯制成的直链低聚物与氢醌二(2-羟乙基)-醚的混合物作为增链剂。优选的增链剂为长链脂族二醇，例如1,10-癸二醇或1,12-十二烷二醇。
应当注意，不仅增链剂的选择影响材料性能，而且特别是用于制备TPU聚合物的不同化合物的量/比例影响材料性能。因此，令人惊奇地发现，不同化合物的比例是获得在体内使用时不改变其材料性能的材料的关键因素。
公开在上述申请(WO 2011/039418)中的大多数聚合物适合于环形框架。然而，如下文更详细描述的，这些聚合物中仅少量选择物适合于T型框架。因此，与T型框架的开放式结构相比，环形框架通常因其闭合结构而显示出更高的刚性。因此，在环形框架中刚性不太重要。
除了上述聚合物之外，例如EP 0873751(Takeda Chemical Industries)的文献中还提出了可生物降解的聚合物。该专利申请公开了一种可生物降解的IUD，其中将活性剂分散在可生物降解的聚合物中，该聚合物模制成预定的环形。所述IUD不包括单独的框架和储存器结构。
然而，可生物降解聚合物只可用于当代支撑装置，因此被用于治疗性指征而不是用于避孕。
另外，金属基框架也是已知的，例如在上述国际申请WO 2010/082197中所记载的，其公开了作为框架材料的记忆形状的镍-钛合金丝。
目前，最常见的T型框架材料为聚乙烯(PE)，其在所有相关的参数(挠性、刚性、记忆效应/回弹、断裂力)之间提供了良好的折衷，并在体内环境(湿度和体温)中在整个穿戴期间基本上保持了所述性能。因此，并不令人奇怪的是，目前销售的产品
Figure BDA0002889448700000064
和
Figure BDA0002889448700000065
均使用了聚乙烯基框架。通常将硫酸钡加入到聚合物中以增强X射线可见性。
然而，由于已知和使用的材料(包括PE)有它们的优点和缺点，因此寻找最佳聚合物是一个持续且未解决的问题。
上述Bayer Schering Pharma Oy专利申请WO2011/039418(A1)公开了宫内节育系统，所述宫内节育系统包括包含热塑性聚氨酯弹性体(TPU)的挠性、弹性连续框架和连接至该框架的具有活性物质的储存器。所公开的TPU弹性体显示出与常用的聚乙烯(PE)相似的性能但其挠性(柔性)是PE的两倍。特别地，它们显示出更高的拉伸强度(使用中更少地断裂)，正如可在各种比较测试中得以证实。
同样关于温度和湿度的影响，TPU是有利的，如这可以在我们的比较(参见图3/8)中显示出。在该实验中，通过将样品浸入林格生理溶液中7天和21天，然后立即通过DMA(动态机械分析)测定弹性模量来模拟在身体条件+37℃/湿度下的材料性能。
有用的热塑性聚氨酯和热塑性聚氨酯弹性体还公开在WO 2009/122016(BayerSchering Pharma Oy的申请)中。这些材料是市售可得的，并且包括聚氨酯共聚物，例如，聚醚基、聚酯基、聚碳酸酯基、脂族基、芳族基和其混合物的嵌段共聚物和无规共聚物。这些聚合物的实例已知为商品名
Figure BDA0002889448700000061
Figure BDA0002889448700000062
和
Figure BDA0002889448700000063
总之，TPU似乎是PE的良好替代物。然而，如上所述，仅文献中已知的各种TPU材料的选择物可用于制造T型框架。因此，WO2011/039418 A1中公开的大多数TPU在体内条件下不幸地改变了其机械性能；特别是温度对刚性影响显著。因此，在体内约37℃的温度和子宫的潮湿环境中发生软化。
这对于在上述国际专利申请中公开和要求保护的框架而言并不重要，因为这些框架具有连续闭合的环形，由于其闭合的设计，这些框架显示出一定的稳定性和刚性。然而，对于开放的T型设计，已知的热塑性聚氨酯不太适合，因为该材料在体温下的刚性不足。
发明目的
因此，本发明的目的是选择具有改善的挠性和刚性的TPU，特别是在暴露于如体内条件下所存在的温度和湿度之后。
特别地，本发明的目的是寻找TPU，其中观察到温度对材料的刚性没有或仅有可忽略的影响，因此其优于PE。
本发明的另一个目的是这种TPU材料用于制造T型材料的用途。
本发明的另一个目的是由这种TPU制成的用于宫内节育系统的T型框架。
此外，合适的TPU应当显示出高的耐水解性，特别是在体内条件下。它们不应在聚合物的表面上显示出低聚物。如果使用诸如1,4-丁二醇的短链二醇，则会观察到这种效果，因为这些二醇可与六亚甲基二异氰酸酯反应形成可迁移至聚合物材料表面的环形氨基甲酸乙酯。
此外，应当避免使用基于芳族二异氰酸酯的TPU，因为这种基于芳族二异氰酸酯的TPU在湿气下可部分地分解成已知有毒的芳族二胺。
本发明的详细说明
框架/材料的机械测试
宫内节育系统且尤其是框架的机械性能必需确保最佳的子宫相容性和用户可接受性。如果刚度和机械强度过低，则该系统会从子宫中脱落或易于断裂。如果刚度和机械强度过高，则节育器的非挠性会导致子宫组织的刺激或溃疡。因此，通过使用如文献中所记载的压缩的标准方法来评估机械特征(材料的断裂力、刚性/挠性和记忆性/回弹)。
这些物理参数可被认为是关于脱落、穿戴舒适性及插入和移除节育器时的舒适性/疼痛、T型框架在从插入管释放之后恢复到其原始形状的能力和速度以及使用期间断裂风险的降低的替代参数。
测量记忆性用于表征框架在严重压缩后恢复其形状的能力。
测试刚性/挠性用于表征框架抵抗低度和中度短期变形的性能。因此，挠性与穿戴舒适性和使用/移除期间的舒适性相关。关于框架的形状的挠性还与脱落的风险有关。
在节育器使用时，断裂力/拉伸强度随断裂风险变化。
在本发明的上下文中已使用了以下命名法。各种物理体外参数与临床效果相关。
定义：
Figure BDA0002889448700000081
测试模型的说明
测定TPU的机械性能的测试模型
以下材料测试模型已被用于测量实施例1至10的TPU材料的机械性能(参见图1/8，表1)：
■熔体体积率(MVR)：根据DIN ISO 1133
■硬度：根据DIN 53505
■对于10％、20％、50％、100％和300％的拉伸、拉伸强度及断裂伸长率的拉伸试验：根据DIN 53504
■弯曲弹性模量(flexural e-modulus)：根据DIN ISO 178
■采用ISO 10993Part 13方法研究材料的生物稳定性。
测定T型框架的机械性能的测试模型
以下测试模型已被用于测量由实施例1至10的TPU材料制造的T型框架的机械性 能：
■T型框架的挠性/刚性
已用基于弯曲模量测试的一般原理的测试模型进行了测量，该测试已根据T型框架的设计进行了调整。
在我们的测试模型中，弯曲T型主体的水平臂直至达到50克的重量，达到50克的力所需的位移记录为挠性[mm/50g]。框架越硬，达到极限重量时臂移动地越少。
■断裂力/拉伸强度
以类似于对Cu-IUD所建立的方法(ISO 7439)通过拉伸框架直至其断裂来测定框架的断裂力/拉伸强度。最大力以N表示。
■记忆效应
记忆效应以类似于对铜质IUD所建立的方法(ISO 7439)来测定。
尽管本领域技术人员已知，但还是应当注意，T形框架所测得的测试参数不仅取决于材料性能，而且取决于样品的形状。
因此，当比较“框架参数”(如图5/8所示)时，必需确保将具有相同形状的框架进行比较。即使绝对值依赖于框架形状而有所不同，但相对值是可比较的，并且可用于评估材料对于其在T型框架中的预期用途的适用性。
·开启力
开启力描述了当框架被折叠一段时间时框架的打开能/能力。测定扩张力，并且其尤其取决于材料，还取决于框架设计。
附图简要说明
图1/8/(表1)示出了根据本发明的实施例1至10的热塑性聚氨酯(TPU)材料的机械性能。除MRV数据外，所有数据均在室温[RT]下测量。MRV值在200℃下测量。
所有如本发明记载的TPU材料(实施例1-7)的弯曲弹性模量>90MPa。实施例8-10(混合有20％BaSO4的TPU)的弯曲弹性模量>102MPa。
加入无机填料BaSO4以提高X-射线可见性，而且还已知可提高聚合物材料的刚度。
含硫酸钡的实施例8基于根据实施例3制备的TPU，并且含硫酸钡的实施例9基于实施例4的TPU。
如上所述，弯曲弹性模量值可被认为是框架刚性/挠性的特定特征(替代参数)。根据本发明，室温下弯曲弹性模量大于90MPa(N/mm2)的TPU材料适用于T型框架，其中该值是指不含BaSO4作为添加剂的基础(纯)TPU。
混合有≥20％硫酸钡的适用于T型框架的TPU在室温下的弹性模量值应当大于102MPa。
图2/8(表2)示出了根据WO2011/039418的比较实施例2和3的热塑性聚氨酯(TPU)材料在室温下的机械性能。
对于根据对比实施例2制备的未混合的TPU，测得该值低于90MPa，即88MPa。
WO2011/039418的比较实施例3是指TPU与(20％)BaSO4的混合物。对于该组合物测得该值为100MPa。
应当注意，如比较实施例3中所用的未混合的TPU根据WO2011/039418的实施例1中所记载的制备。对此(实施例1)，测得该值为66MPa。
图3/8比较了在38℃下不同框架材料的材料刚性5与暴露于湿气(0天，对比7天和21天暴露于湿气)的依赖关系。必须注意，本发明的上下文中的“干”及图3/8中用的“干”意指暴露于空气后的TPU材料。该材料含有～1％的水。
Figure DA00028894487050857650
在该比较实验中，将根据本发明的TPU框架(TPU1和TPU2)、WO2011/039418中公开的TPU框架、
Figure BDA0002889448700000103
和聚乙烯/BaSO4框架在刚性/挠性方面进行了比较。应当注意，所有试验材料已与～20％BaSO4混合。
浅蓝色“星形”曲线是指PE/BaSO4材料，蓝色“菱形”曲线(称为“旧TPU”)是指如WO2011/039418中记载的TPU(类似于实施例3)且红色“方块形”曲线(称为脱落的TPU)是指含20％BaSO4的脂族
Figure BDA0002889448700000101
(Carbothane PC-3595A-BA20)。
绿色的“三角形”曲线(称为TPU1)和紫色的“十字形”曲线(称为TPU2)是指根据本发明的新的TPU[TPU1＝实施例8；TPU2＝实施例9]。
如数据所示，与PE相比，TPU通常对湿气相对不敏感。
然而，尽管可忽略湿气对TPU材料的影响，但旧TPU以及
Figure BDA0002889448700000111
在体内条件下显示出过于低而不能被用于T型框架的刚性。
相反，根据本发明的新的TPU(实施例8和9)在+38℃下在潮湿媒介中显示出98MPa的弹性模量，这与WO2011/039418中公开的TPU相比增大了48％，且与
Figure BDA0002889448700000112
PC-3595A-BA20相比增大了100％。
图4/8比较了不同材料的“记忆效应”、开启力和“断裂力”。“点状”条给出了聚乙烯的值，“层状(faciated)”条给出了
Figure BDA0002889448700000113
的值。“白色”和“黑色”条示出了根据本发明的TPU(实施例8和9)的数据。
TPU的断裂力，特别是
Figure BDA0002889448700000114
的断裂力与PE(14)相比显示出增大的值(23)。
另外，TPU材料的记忆效应可与PE(5,8)相当或者甚至更好。
然而，应当注意，对于该比较实验，已经研究了具有五边形形状的闭合框架，因此对记忆效应所测得的数据仅具有探索性，而不能直接转移至T型框架(如图5/8中示出的结果)。
记忆效应反映了框架从插入管中释放后框架恢复至其原始形状的能力。
将根据本发明的TPU的开启力分别与PE/BaSO4和
Figure BDA0002889448700000115
进行比较。开启力是当框架被折叠到插槽(插入管/子宫颈)中时，框架试图将其自身打开恢复到原始形状的力。因此，开启力是一个重要的参数。
换言之，如果框架在子宫腔中没有开启力来“利用”良好的记忆，则其效应——如果框架具有良好的记忆——将会丧失。
该参数(开启力)具有临床相关性，因为当宫内节育系统在其穿戴时间结束时通过子宫颈通道从子宫中移除时，该力作用在子宫颈通道上。小的力伴随着较少的疼痛，但在IUS的穿戴期间也具有更高的脱落风险。
已对具有五边形形状的框架测量了开启力和记忆性，因此绝对值不能直接转移至T型框架。然而，不同材料的值之间的比例将基本保持不变，因此，即使对于T型框架，也可预见与PE相比更低的开启力和相似的记忆性。
对于PE，需要相对高的开启力(0.52N)(图4/8中的“点状”条)，这会在移除IUS期间引起疼痛。
Figure BDA0002889448700000121
(“层状”条)显示出仅0.1N的值，如果移除IUS，则这是有利的，但是该值太低以至于不能确保IUS稳定固定在子宫中。因此，使用该材料可以预期会有高的脱落率。
根据本发明的材料分别显示出0.3N(“白色”条；实施例8)和0.26N(“黑色”条；实施例9)的值，这是在移除的舒适性和避免脱落之间的良好折衷。
根据本发明的新的TPU的记忆效应与PE相比较低，但仍在可接受的范围内。
图5/8比较了PE与根据本发明(实施例8和9)的TPU的“记忆效应”、挠性和“断裂力”。已用T型框架进行了研究。结果基本上符合如图4/8所示的对具有闭合五边形设计的框架所测得的结果。与如用于市售产品
Figure BDA0002889448700000122
和
Figure BDA0002889448700000123
的PE相比，所有TPU材料在挠性和断裂力方面均显示出改善的值。与聚乙烯(PE)相比，TPU的记忆效应略差。然而，由于记忆效应与挠性或开启力相比具有更少的临床相关性，因此可忽略这种边缘的缺点。
图6/8示出了温度对材料的弹性模量的影响。已研究了在室温(26℃)和体温(38℃)下的挠性/刚性。因为温度影响显著，当参照PE和
Figure BDA0002889448700000124
时，对于根据本发明的新的TPU材料观察到可忽略的影响。虽然刚度低于PE，但其仍在使材料符合T型框架的范围内。根据本发明的TPU的较低的刚度使得更好的穿戴舒适性和在IUS移除期间更少的疼痛。
图7/8和图8/8示出了采用ISO 10993Part 13方法的生物稳定性测试的结果。物理性能[即溶液粘度(图7/8)和机械性能(图8/8)]随时间(12个月)在氧化条件(3％H2O2-水溶液)和体温下而变化。这种应激条件表明新的材料具有生物稳定性。
实施例
以下实施例用于说明本发明。
缩写(在实施例中使用的)：
聚碳酸酯二醇
·DE C 2201：
Figure BDA0002889448700000131
C 2201；基于1,6-己二醇且羟基数为56mg KOH/g的聚碳酸酯二醇；Bayer MaterialScience AG的产品
·DE CXP 2613：
Figure BDA0002889448700000132
C XP 2613；基于1,4-丁二醇和1,6-己二醇且羟基数为56mg KOH/g的聚碳酸酯二醇；Bayer MaterialScience AG的产品
异氰酸酯
·HDI：1,6-六亚甲基二异氰酸酯
增链剂
·HDO：1,6-己二醇
·DDO：1,12-十二烷二醇
抗氧化剂
·四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸季戊四醇酯)(商品名为
Figure BDA0002889448700000133
1010；购自BASF SE的抗氧化剂)
·2',3-二[[3-[3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰基]]丙酰肼(商品名：
Figure BDA0002889448700000134
MD 1024；购自BASF SE的金属钝化剂和主要的酚类抗氧化剂
催化剂
·
Figure BDA0002889448700000135
348：购自King Industries Inc.的铋催化剂
·TIPT：钛酸四异丙酯
添加剂
·
Figure BDA0002889448700000136
E：购自Clariant GmbH的脱模剂
无机填料
·BaSO4：硫酸钡
链终止剂(任选的)
·1-己醇、1-辛醇或1-癸醇
实施例1：
将1001.79g DE C 2201、254.19g HDO、5.11g Irganox 1010和1.00g K-Kat 348的混合物加热至110℃，同时用桨式搅拌器以500转/分钟(rpm)的速度搅拌。随后加入441.86g HDI。然后搅拌混合物直至达到粘度增加的最大可能值，接着倒出TPU。将材料在80℃下热后处理30分钟，然后在冷却至室温后制粒。
实施例2：
将1001.79g DE C 2201、271.93g HDO、5.24g Irganox 1010和1.00g K-Kat 348的混合物加热至110℃，同时用桨式搅拌器以500转/分钟(rpm)的速度搅拌。随后加入466.87g HDI。然后搅拌混合物直至达到粘度增加的最大可能值，接着倒出TPU。将材料在80℃下热后处理30分钟，然后在冷却至室温后制粒。
实施例3
将1001.79g DE C 2201、303.79g DDO、4.94g Irganox 1010和0.70g TIPT的混合物加热至125℃，同时用桨式搅拌器以500转/分钟(rpm)的速度搅拌。随后加入336.00gHDI。然后搅拌混合物直至达到粘度增加的最大可能值，接着倒出TPU。将材料在80℃下热后处理30分钟，然后在冷却至室温后制粒。该材料用作实施例8的基材。
实施例4
将1056.50g DE C XP 2613、354.42g DDO、5.38g Irganox 1010和0.74g TIPT的混合物加热至125℃，同时用桨式搅拌器以500转/分钟(rpm)的速度搅拌。随后加入378.0gHDI。然后搅拌混合物直至达到粘度增加的最大可能值，接着倒出TPU。将该材料在80℃下热后处理30分钟，然后在冷却至室温后制粒。该材料用作实施例9的基材。
实施例5
将1001.79g DE C 2201、435.43g DDO、5.66g Irganox 1010和1.00g K-Kat 348的混合物加热至125℃，同时用桨式搅拌器以500转/分钟(rpm)的速度搅拌。随后加入442.97g HDI。然后搅拌混合物直至达到粘度增加的最大可能值，接着倒出TPU。将该材料在80℃下热后处理30分钟，然后在冷却至室温后制粒。该材料用作实施例10的基材。
实施例6
将1001.79g DE C 2201、465.81g DDO、5.83g Irganox 1010和1.00g K-Kat 348的混合物加热至125℃，同时用桨式搅拌器以500转/分钟(rpm)的速度搅拌。随后加入468.05g HDI。然后搅拌混合物直至达到粘度增加的最大可能值，接着倒出TPU。将该材料在80℃下热后处理30分钟，然后在冷却至室温后制粒。
实施例7
将1001.79g DE C 2201、658.21g DDO、6.88g Irganox 1010和1.00g K-Kat 348的混合物加热至125℃，同时用桨式搅拌器以500转/分钟(rpm)的速度搅拌。随后加入625.28g HDI。然后搅拌混合物直至达到粘度增加的最大可能值，接着倒出TPU。将该材料在80℃下热后处理30分钟，然后在冷却至室温后制粒。
实施例8：
将426.40g BaSO4、5.81g Licowax E和5.81g Irganox MD 1024加入到根据实施例3制备的1500g TPU颗粒中。将混合物在具有以下结构的DSE 25/4Z型,360Nm的挤出机上挤出：
1.具有输送元件的冷进料区
2.具有第一捏合区的第一热区(210℃)
3.具有输送元件和第二捏合区的第二加热区(225℃)
4.具有捏合区、输送元件和真空脱气的第三加热区(225℃)
5.偏转头(220℃)和模具(220℃)，输送速率为4.8kg/h且速度为30-40rpm。
然后将挤出物通过挤出物制粒机加工成颗粒剂以及通过注塑机加工成注塑片材。
实施例9：
将426.40g BaSO4、5.81g Licowax E和5.81g Irganox MD 1024加入到根据实施例4制备的1500g TPU颗粒中。将混合物在具有以下结构的DSE 25/4Z型,360Nm的挤出机上挤出：
1.具有输送元件的冷进料区
2.具有第一捏合区的第一加热区(210℃)
3.具有输送元件和第二捏合区的第二加热区(225℃)
4.具有捏合区、输送元件和真空脱气的第三加热区(225℃)
5.偏转头(220℃)和模具(220℃)，输送速率为4.8kg/h且速度为30-40rpm。
然后将挤出物通过挤出物制粒机加工成颗粒剂以及通过注塑机加工成注塑片材。
实施例10：
将426.40g BaSO4、5.81g Licowax E和5.81g Irganox MD 1024加入到根据实施例5制备的1500g TPU颗粒中。将混合物在具有以下结构的DSE 25/4Z型,360Nm的挤出机上挤出：
1.具有输送元件的冷进料区
2.具有第一捏合区的第一加热区(210℃)
3.具有输送元件和第二捏合区的第二加热区(225℃)
4.具有捏合区、输送元件和真空脱气的第三加热区(225℃)
5.偏转头(220℃)和模具(220℃)，输送速率为4.8kg/h且速度为30-40rpm。
然后将挤出物通过挤出物制粒机加工成颗粒剂以及通过注塑机加工成注塑片材。
实施例1至10的热塑性聚氨酯(TPU)材料的机械性能示于图1/8。
比较实施例，如WO2011/039418中所公开的
比较实施例1
将722.3g DE C2201、222.0g HQEE、174g Cap-HDO、4.5g Irganox 1010和0.7g K-Kat 348的混合物加热至110℃，同时用桨式搅拌器以500转/分钟(rpm)的速度搅拌。随后加入376.4g HDI。然后搅拌混合物直至达到粘度增加的可能最大值，接着倒出TPU。将材料在80℃下热后处理30分钟，然后在冷却至室温后制粒。该材料用作比较实施例3的基材。
比较实施例2
将954.6g DE C2201、249.8g DDO、4.5g Irganox 1010和1.0gK-Kat 348的混合物加热至125℃，同时用桨式搅拌器以500转/分钟(rpm)的速度搅拌。随后加入290.1g HDI。然后搅拌混合物直至达到粘度增加的可能最大值，接着倒出TPU。将材料在80℃下热后处理30分钟，然后冷却至室温后制粒。
比较实施例3
将385g BaSO4、5.25g Licowax E和5.25g Irganox MD 1024加入根据实施例1制备的1335g TPU颗粒中。将混合物在具有以下结构的DSE 25/4Z型,360Nm的挤出机上挤出：
1.具有输送元件的冷进料区
2.具有第一捏合区的第一加热区(210℃)
3.具有输送元件和第二捏合区的第二加热区(225℃)
4.具有捏合区、输送元件和真空除气的第三加热区(225℃)
5.偏转头(220℃)和模具(220℃)，输送速率为4.8kg/h且速度为30-40rpm。
然后将挤出物通过挤出物制粒机加工成颗粒剂以及通过注塑机加工成注塑片材。
比较实施例2和3的热塑性聚氨酯(TPU)材料的机械性能示于图2/8(表2)。

Claims (10)

1.热塑性聚氨酯弹性体，其由以下物质：
a)1,6-六亚甲基二异氰酸酯，其含量为10至40重量％，
b)至少一种聚碳酸酯二醇，其数均分子量为800至2500g/mol且含量为25至65重量％，
c)1,6-己二醇、1,8-辛二醇、10癸二醇和/或1,12-十二烷二醇作为增链剂，
d)任选地单官能醇作为链终止剂，
在e)一种或多种催化剂的存在下，
并且加入以下物质而制成：
f)0至35重量％的无机填料，基于由组分a)至d)制成的热塑性聚氨酯的重量计，
g)0.05至2.0重量％的抗氧化剂，
h)任选地其他添加剂和/或助剂物质，条件是
a)的异氰酸酯基团与b)、c)和任选地d)的异氰酸酯反应性基团的比例为0.9:1至1.1:1；并且
所述热塑性聚氨酯弹性体在不含无机填料情况下的弯曲模量大于90MPa，且在含有无机填料情况下的弯曲模量大于100MPa。
2.权利要求1的热塑性聚氨酯弹性体，其中所述催化剂为铋催化剂或钛催化剂。
3.权利要求1和2的热塑性聚氨酯弹性体，其中所述聚碳酸酯二醇的数均分子量为1000至2100g/mol。
4.权利要求1至3的热塑性聚氨酯弹性体，其中所述增链剂为1,8-辛二醇、1,10-癸二醇和/或1,12-十二烷二醇。
5.权利要求1或2的热塑性聚氨酯弹性体，其中硫酸钡被用作无机填料。
6.前述权利要求中一项的热塑性聚氨酯弹性体，其中Licowax、
Figure FDA0002889448690000011
MD 1024和/或
Figure FDA0002889448690000012
1010被用作添加剂或助剂物质。
7.用于宫内节育系统的T型框架，其特征在于所述框架由权利要求1至6的热塑性聚氨酯弹性体制成。
8.权利要求7的用于宫内节育系统的T型框架，其特征在于所述T型框架包括在垂直杆上的锁定部件，以固定含有活性化合物的胶囊。
9.权利要求7或8的用于宫内节育系统的T型框架，其特征在于所述T型框架包括金属环以提高超声可见性。
10.权利要求1至6的热塑性聚氨酯弹性体用于制造用于宫内节育系统的T型框架的用途。
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