CN112920525A - 一种高韧性高透医用导管pvc材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高韧性高透医用导管PVC材料及其制备方法，该材料包括以下重量份含量的成分：PVC树脂粉50‑60份；增塑剂40‑50份；热稳定剂0.1‑0.5份；润滑剂0.2‑0.6。将PVC树脂粉、增塑剂、热稳定剂和润滑剂依次投入双螺杆挤出机挤出、造粒、风冷成型。与现有技术相比，本发明得到的PVC材料具有高韧性、高透明性、低析出率等优点。

Description

一种高韧性高透医用导管PVC材料及制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体是涉及一种高韧性高透医用导管PVC材料及制备方法。
背景技术
医用PVC又叫医用塑料，具有良好的物理力学性能和化学稳定性，比较适合在医疗领域使用，产品稳定安全，产业以其高附加值、高增速和拥有广阔的市场潜力而备受瞩目。PVC材料因其柔韧性好，透明度高，物美价廉等特点，是一种良好的医用耗材，可应用于PVC导管的生产，满足不同的医用需要。但是由于现有PVC的辅料成分不够合理，导致医用器材的强度、硬度、韧性不够，影响医用器材的使用寿命。
专利CN109777001A公开了一种高韧性医用PVC材料，按重量份包括聚氯乙烯树脂100份、聚碳酸酯10-15份、热塑性聚氨酯30-40份、增塑剂70-80份、主热稳定剂3-5份、辅助热稳定剂6-10份、增韧剂2-5份、润滑剂2-5份和填充剂2-3份。该发明通过将聚氯乙烯树脂、聚碳酸酯和热塑性聚氨酯三种聚合物混合在一起，从而提高医用PVC的透亮度和韧性，添加增韧剂，可以提高PVC材料的韧性及抗冲击性能。该方法实际上是通过聚碳酸酯和热塑性聚氨酯改性聚氯乙烯树脂，从而提高PVC材料的韧性和透亮度的，但是这三种聚合物的相容性交差，尤其是加入填料后对韧性和抗冲击力的提升有限，且成本高，采用苯类增塑剂，易析出。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高韧性高透医用导管PVC材料及制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高韧性高透医用导管PVC材料，该材料包括以下重量份含量的成分：
Figure BDA0002917763460000021
所述的PVC树脂粉的平均聚合度为1500～2000。
所述的增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油按照质量比1～6:1进行复配而成。通过以下方法获得：将乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油按照质量比1～6:1称量后加入反应釜，调节温度至至80℃～100℃，搅拌速度为200～360r/min，混合反应5～10min，然后加入丙烯酸、三乙醇胺，将反应温度调节至110～150℃，反应30～120分钟得到环保增塑剂。所述的环氧大豆油、丙烯酸、三乙醇胺的质量比80:10～15:1～5。
采用非邻苯类增塑体系的配方，严格遵循欧盟RoHS环保指令，以乙酰柠檬酸三丁酯为环保型增塑剂，采用改性大豆油进行辅助增塑，大豆油主要成分为亚油酸(51-57％)、油酸(32-36％)、棕榈酸(2.4-2.8％)硬脂酸(4.4-4.6％)，环氧大豆油常温下为浅黄色粘稠油状液体，流动点-1℃，沸点150℃(0.5kPa)，着火点310℃，粘度325mPa·S(25℃)，折光率1.4713(25℃)。可溶于烃类、酮类、酯类、高级醇等有机溶剂。微溶于乙醇，不溶于水，在水中的溶解度＜0.01％(25℃)，水在本品中的溶解度0.55％(25℃)。由于环氧大豆油中的环氧基团能捕集聚氯乙烯降解分离出的自由基Cl-，终止聚氯乙烯降解的自由基反应，减缓降解速度，显著改善聚氯乙烯制品耐光、耐热性和耐油性，可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电性能。采用丙烯酸和三乙醇胺改性后可以进一步提高其他组分与PVC的相容性，不仅对聚氯乙烯有增塑作用，而且可使聚氯乙烯链上的活泼氯原子得到稳定，可以迅速吸收因热和光降解出来的HCl，从而阻滞聚氯乙烯的连续分解，起到稳定的作用。
所述的热稳定剂为由硬脂酸钙与硬脂酸锌、抗析出剂按质量比60～70:30～40：0.5～5混合，在60～125℃充分混合改性而成。所述的硬脂酸钙的粒径为200～300目，所述的硬脂酸锌的粒径为500～600目；所述的抗析出剂为亚磷酸二苯酯或磷酸二异辛酯。可以取代铅镉盐类和有机锡类等有毒稳定剂，而且具有相当好的热稳定性、光稳定性和透明性及着色力。实践证明，选用钙锌复合热稳定剂，在60～125℃条件下充分热混改性，有效地降低在加热条件下及溶剂下增塑剂的迁移与析出。选用少量的抗析出助剂，可与钙锌复合稳定剂产生协同作用，可降低增塑剂的析出量，确保了PVC粒料的稳定性。
所述的润滑剂为医用级甲基硅油或食品卫生级硬脂酸。
一种高韧性高透医用导管PVC材料的制备方法，包括以下步骤：将PVC树脂粉、增塑剂、热稳定剂和润滑剂依次投入双螺杆挤出机挤出、造粒、风冷成型。
所述的双螺杆挤出机的加工温度为1段：60℃；2段：115℃；3段：80℃，4段：115℃，5段：125℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明高韧性高透医用导管PVC材料采用了非邻苯类增塑剂和经优化选择的助剂配比，粒料具有很好的韧性，内容物也不易析出，不会污染血液、药液等。该产品采用PVC树脂粉和经优化选择的助剂配比，产品具有很好的韧性，可适应各种弯折情况，在常温下应力的应变性能大幅度高于国家标准；通过100℃高温加热，在增塑剂等助剂的作用下进行改性，改善产品性能，其拉伸强度与断裂伸长率，达到国际同类产品的先进水平；采用双螺杆挤出造粒机造粒，可直接在十万级净化车间内的注塑机、挤出机上进行成型，得到产品。所得产品色泽均匀，外观良好。
2.本发明选用钙锌复合热稳定剂，在60～125℃条件下充分热混改性，有效地降低在加热条件下及溶剂下增塑剂的迁移与析出。选用少量的抗析出助剂，可与钙锌复合稳定剂产生协同作用，可降低增塑剂的析出量，确保了PVC粒料的稳定性。
3、本发明采用无毒助剂，长期使用时可防止或减少助剂的析出，提升了产品的使用安全性，保障使用者健康；通过调整稳定剂、增塑剂、润滑剂等助剂，并控制其比例，所得产品具有较好的柔软度及韧性，满足不同条件的使用需要。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
一种高韧性高透医用导管PVC材料的制备，包括以下步骤：
(1)增塑剂的制备：将乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油按照质量比5:1称量后加入反应釜，调节温度至至90℃，搅拌速度为250r/min，混合反应8min，然后加入丙烯酸、三乙醇胺，将反应温度调节至120℃，反应60分钟得到环保增塑剂，所述的环氧大豆油、丙烯酸、三乙醇胺的质量比80:12:3。所述的PVC树脂粉的平均聚合度为1500～2000。
(2)热稳定剂的制备：将硬脂酸钙与硬脂酸锌、抗析出剂按质量比65:35：2混合，在100℃充分混合改性而成；所述的硬脂酸钙的粒径为200～300目，所述的硬脂酸锌的粒径为500～600目；所述的抗析出剂为亚磷酸二苯酯或磷酸二异辛酯。
(3)高韧性高透医用导管PVC材料的制备，将PVC树脂粉、增塑剂、热稳定剂和润滑剂依次投入双螺杆挤出机挤出、造粒、风冷成型。所述的双螺杆挤出机的加工温度为1段：60℃；2段：115℃；3段：80℃，4段：115℃，5段：125℃。
实施例1-3
各实施例采用的原料的重量份如下表1所示：
表1，各组分用量以kg计
实施例 1 2 3
PVC树脂粉 50 55 60
增塑剂 50 45 40
热稳定剂 0.1 0.2 0.5
医用级甲基硅油 0.1 0.2 0.3
食品卫生级硬脂酸 0.1 0.3 0.3
对比例1
热稳定剂为市售产品，增塑剂采用市售DOP增塑剂，其余同实施例7。
将上述各实施例制得的聚氯乙烯材料制成医用输血(液)软管力学性能见表2
Figure BDA0002917763460000041
由性能测试结果可以看出，本发明制成的产品具有高韧性，低析出率等优良性能。
实施例4
一种高韧性高透医用导管PVC材料的制备，包括以下步骤：
(1)增塑剂的制备：将乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油按照质量比1:1称量后加入反应釜，调节温度至至80℃，搅拌速度为200r/min，混合反应10min，然后加入丙烯酸、三乙醇胺，将反应温度调节至110℃，反应120分钟得到环保增塑剂，所述的环氧大豆油、丙烯酸、三乙醇胺的质量比80:10:1。所述的PVC树脂粉的平均聚合度为3000～5000。
(2)热稳定剂的制备：将硬脂酸钙与硬脂酸锌、抗析出剂按质量比60:30：0.5混合，在60℃充分混合改性而成；所述的硬脂酸钙的粒径为200～300目，所述的硬脂酸锌的粒径为500～600目；所述的抗析出剂为亚磷酸二苯酯或磷酸二异辛酯。
(3)高韧性高透医用导管PVC材料的制备，按重量份将PVC树脂粉55份、增塑剂45份、热稳定剂0.3份和医用级甲基硅油0.4份依次投入双螺杆挤出机挤出、造粒、风冷成型。所述的双螺杆挤出机的加工温度为1段：60℃；2段：115℃；3段：80℃，4段：115℃，5段：125℃。
实施例5
一种高韧性高透医用导管PVC材料的制备，包括以下步骤：
(1)增塑剂的制备：将乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油按照质量比6:1称量后加入反应釜，调节温度至至100℃，搅拌速度为360r/min，混合反应5min，然后加入丙烯酸、三乙醇胺，将反应温度调节至150℃，反应30分钟得到环保增塑剂，所述的环氧大豆油、丙烯酸、三乙醇胺的质量比80:15:5。所述的PVC树脂粉的平均聚合度为1500～2000。
(2)热稳定剂的制备：将硬脂酸钙与硬脂酸锌、抗析出剂按质量比70:40：5混合，在125℃充分混合改性而成；所述的硬脂酸钙的粒径为200～300目，所述的硬脂酸锌的粒径为500～600目；所述的抗析出剂为亚磷酸二苯酯或磷酸二异辛酯。
(3)高韧性高透医用导管PVC材料的制备，按重量份将PVC树脂粉55份、增塑剂45份、热稳定剂0.3份和医用级甲基硅油0.4份依次投入双螺杆挤出机挤出、造粒、风冷成型。所述的双螺杆挤出机的加工温度为1段：60℃；2段：115℃；3段：80℃，4段：115℃，5段：125℃。
将上述各实施例制得的聚氯乙烯材料制成医用输血(液)软管力学性能见表3
实施例 4 5
外观 无色透明均匀无杂质 无色透明均匀无杂质
拉伸强度，Mpa≥ 11.16 11.58
断裂伸长率，％≥ 499.97 501.33
析出率％ 0.03 0.03
相对密度 1.24 1.25
硬度 60 60
气味等级 1 1
急性全身毒性 符合规定 符合规定
溶血率<％ 1 1
由性能测试结果可以看出，本发明制成的产品具有低气味、低析出率、高热稳定性、强力学性能。

Claims (10)

1.一种高韧性高透医用导管PVC材料，其特征在于，该材料包括以下重量份含量的成分：
Figure FDA0002917763450000011
2.根据权利要求1所述的一种高韧性高透医用导管PVC材料，其特征在于，所述的PVC树脂粉的平均聚合度为1500～2000。
3.根据权利要求1所述的一种高韧性高透医用导管PVC材料，其特征在于，所述的增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油按照质量比1～6:1进行复配而成。
4.根据权利要求3所述的一种高韧性高透医用导管PVC材料，其特征在于，所述的增塑剂通过以下方法获得：将乙酰柠檬酸三丁酯和环氧大豆油按照质量比1～6:1称量后加入反应釜，调节温度至至80℃～100℃，搅拌速度为200～360r/min，混合反应5～10min，然后加入丙烯酸、三乙醇胺，将反应温度调节至110～150℃，反应30～120分钟得到环保增塑剂。
5.根据权利要求4所述的一种高韧性高透医用导管PVC材料，其特征在于，所述的环氧大豆油、丙烯酸、三乙醇胺的质量比80:10～15:1～5。
6.根据权利要求1所述的一种高韧性高透医用导管PVC材料，其特征在于，所述的热稳定剂为由硬脂酸钙与硬脂酸锌、抗析出剂按质量比60～70:30～40：0.5～5混合，在60～125℃充分混合改性而成。
7.根据权利要求6所述的一种高韧性高透医用导管PVC材料，其特征在于，所述的硬脂酸钙的粒径为200～300目，所述的硬脂酸锌的粒径为500～600目；
所述的抗析出剂为亚磷酸二苯酯或磷酸二异辛酯。
8.根据权利要求1所述的一种高韧性高透医用导管PVC材料，其特征在于，所述的润滑剂为医用级甲基硅油或食品卫生级硬脂酸。
9.一种如权利要求1所述的高韧性高透医用导管PVC材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将PVC树脂粉、增塑剂、热稳定剂和润滑剂依次投入双螺杆挤出机挤出、造粒、风冷成型。
10.根据权利要求9所述的高韧性高透医用导管PVC材料的制备方法，其特征在于，所述的双螺杆挤出机的加工温度为1段：60℃；2段：115℃；3段：80℃，4段：115℃，5段：125℃。
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