專利名稱：一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚丙烯材料領(lǐng)域，尤其涉及一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透 明聚丙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯作為通用材料的一大類，以其比重小、易加工、耐腐蝕、無毒及綜合性能優(yōu) 良等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)所使用的注射器、移滴器等醫(yī)用器材主要是采用聚丙 烯材料制成，由于材料的原因存在以下問題(1)聚丙烯耐低溫性能差，因此生產(chǎn)的一些醫(yī) 用器材在寒冷的冬季運(yùn)輸過程中有嚴(yán)重的破損現(xiàn)象；(2)聚丙烯材料均使用環(huán)氧乙丙烷進(jìn) 行消毒，一方面，環(huán)氧乙丙烷在使用的過程中會(huì)散發(fā)在空氣里，影響環(huán)境，另一方面會(huì)遺留 在器材上，研究表明，環(huán)氧乙烷不僅具有急性毒性，還具有致突變和致癌變作用，還有報(bào)道 認(rèn)為，長期低濃度接觸環(huán)氧乙烷能損害人的識(shí)別能力。環(huán)氧乙烷本身是有毒氣體，接觸過量 的環(huán)氧丙烯可引起灼傷和刺激、溶血、壞細(xì)胞等，產(chǎn)生對(duì)人體的危害。而國外大部分采用伽 瑪射線消毒，可以做到絕對(duì)無殘留，但是目前國內(nèi)所使用的材料會(huì)在伽瑪射線時(shí)導(dǎo)致分子 鏈的斷裂，不能抗伽瑪射線，更不能同時(shí)抵抗低溫，綜合性能損失超過40%; (3)由于一些醫(yī) 用產(chǎn)品的特殊用途，如醫(yī)用注射器，對(duì)于使用聚丙烯材料的透明度和韌性均有較高的要求， 目前一般通過添加成核劑來增加材料的透明性，厚度為1. 3mm的片材濁度已可達(dá)到15%以 下，但通常成核劑的加入會(huì)影響材料的韌性，因此，一般用于制備醫(yī)療注射劑聚丙烯樹脂的 缺口沖擊強(qiáng)度為20J/M左右，制成的注射器較易破裂，而且通過添加成核劑來增加材料的 透明性，不能起到根本性作用，所以在保證良好韌性的前提下能大幅度提高材料的透明度 是關(guān)鍵性問題。為此，研究開發(fā)出一種耐低溫增韌抗伽馬射線抗沖擊透明聚丙烯材料，實(shí)現(xiàn) 可用伽馬消毒的醫(yī)用材料的國產(chǎn)化，同時(shí)集抗低溫、增韌抗沖擊、透明于一體，不但解決了 人們一直渴望解決、但始終未能獲得成功的技術(shù)難題，也是醫(yī)用聚丙烯材料的重大進(jìn)步和 突破。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了克服上述不足，所要解決的技術(shù)問題是提供一種醫(yī)用聚丙烯材 料，該聚丙烯材料不僅可以抵抗伽瑪射線，且同時(shí)具有抗低溫、優(yōu)良的韌性和抗沖擊力及透 明等特點(diǎn)。本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供上述醫(yī)用聚丙烯材料的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料，以均聚聚丙烯為基材， 添加多種助劑，按照比例充分混合而成，具體配方組成如下(重量％)均聚聚丙烯70. 8 80. 2增韌劑12 26
伽瑪屏蔽助劑1. 22 6. 36透明成核劑0.2 0.32抗氧劑0.1 1.2潤滑劑0.2 0.6
增白劑0.002 0.008分子量調(diào)節(jié)劑0.04 0.10所述的均聚聚丙烯熔融范圍為2 6g/10min(230°C，2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為 5 8KJ/m2。所述的增韌劑優(yōu)選用乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物，熔融范圍為0. 1 2g/10min (230°C，2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為25 32KJ/m2 ；所述的乙烯-辛烯-丙烯三元無 規(guī)共聚物中乙烯含量為2 20%，辛烯含量為0. 1 20%。所述的伽瑪屏蔽助劑優(yōu)選用反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑。所述的伽瑪屏蔽助劑經(jīng)過分散預(yù)處理，分散預(yù)處理的方法為按配方量稱取伽瑪 屏蔽助劑、潤滑劑、增白劑及均聚聚丙烯，放入高速攪拌機(jī)中攪拌混合均勻，再加入到雙螺 桿擠出機(jī)中擠出造粒。所述的雙螺桿擠出機(jī)優(yōu)選用同向平行嚙合型雙螺桿擠出機(jī)，長徑比為40-48，機(jī)筒 配有多個(gè)加熱單元和多個(gè)排氣孔，能獨(dú)立控制反應(yīng)各個(gè)階段的溫度。所述的反應(yīng)擠出接枝的溫度優(yōu)選為200 230度，螺桿轉(zhuǎn)速10 200rpm，物料停 留時(shí)間2 5分鐘。所述的透明成核劑優(yōu)選用聚烯烴增透劑；所述的抗氧劑優(yōu)選用亞磷酸酯類，如抗 氧劑168 ；所述的潤滑劑優(yōu)選用擴(kuò)散劑EB-FF ；所述的增白劑優(yōu)選用熒光增白劑OB-I ；所述 的分子量調(diào)節(jié)劑優(yōu)選用過氧化二叔丁基。從性能角度考慮，優(yōu)選的方案是所述聚丙烯材料的重量百分組成為均聚聚丙烯75.856%乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物 20 %反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑3.2%聚烯烴增透劑0.2%抗氧劑1680. 1%EB-FF0. 6%熒光增白劑OB-I0. 004%過氧化二叔丁基0.04%制備上述醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料的方法，包括a、將伽瑪屏蔽助劑進(jìn)行分散預(yù)處理按配方量稱取伽瑪屏蔽助劑、潤滑劑、增白劑 及(10 20%)配方量的均聚聚丙烯，放入高速攪拌機(jī)中攪拌混合均勻，再加入到雙螺桿擠 出機(jī)中擠出造粒；b、將上述造粒后產(chǎn)品及稱取的配方量的增韌劑、聚烯烴增透劑、抗氧劑和剩余的 均聚聚丙烯放入高速攪拌機(jī)中攪拌混合均勻，再加入到雙螺桿擠出機(jī)中反應(yīng)擠出接枝即可。所述的雙螺桿擠出機(jī)優(yōu)選用同向平行嚙合型雙螺桿擠出機(jī)，長徑比為40 48，機(jī)筒配有多個(gè)加熱單元和多個(gè)排氣孔，能獨(dú)立控制反應(yīng)各個(gè)階段的溫度。所述的反應(yīng)擠出接枝的溫度優(yōu)選用200 230度，螺桿轉(zhuǎn)速10 200rpm，物料停 留時(shí)間2 5分鐘。有益效果本發(fā)明所述的醫(yī)用聚丙烯材料與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)、由于采用了乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物，其作為增韌劑不僅具有增韌 抗沖擊的作用，且因?yàn)槠渲泻行料?，而辛烯的耐低溫效果?yōu)異，所以乙烯_辛烯_丙烯三 元無規(guī)共聚物具有優(yōu)良的耐低溫性，另外，乙烯_辛烯_丙烯三元無規(guī)共聚物本身是透明 的，所以保證了本發(fā)明所述的醫(yī)用聚丙烯不僅具有優(yōu)良的韌性和抗沖擊能力，同時(shí)能耐低 溫，且透明，其從根本上解決了醫(yī)用聚丙烯材料不透明的問題；(2)、通過反應(yīng)擠出方法在聚丙烯分子鏈上接枝反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑，提高了其 抗伽瑪射線能力，且由于加入了接枝反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑保持了聚丙烯分子鏈的完整 性，所以不僅所得的醫(yī)用聚丙烯材料具有抗沖擊能力且具有耐黃變性能，而且可以保持分 子的透明度，保證材料的透明度不下降；(3)、本發(fā)明采用特殊的原料組合，這些組分的組合以及百分比范圍，是通過大量 的試驗(yàn)確定的，上述組合以及百分比范圍使本發(fā)明形成的醫(yī)用聚丙烯材料具有韌性、抗沖 擊能力、耐低溫和透明的優(yōu)良平衡；所得的醫(yī)用聚丙烯材料通過25千焦的伽瑪輻照后黃變 指數(shù)小于1，再在70°C烘箱放置8星期后塑件黃變指數(shù)為3，力學(xué)綜合性能降低5%，透明度 保持在90%以上；(3)、由于在反應(yīng)前將伽瑪屏蔽助劑進(jìn)行預(yù)處理，使其分散效果更好，從而伽馬屏 蔽助劑能最大限度地屏蔽住聚丙烯樹脂分子鏈，進(jìn)而使產(chǎn)品性能更均勻、穩(wěn)定；(4)、本發(fā)明制備方法簡單、對(duì)環(huán)境無污染，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。
-步說明，但本發(fā)明不只限于
具體實(shí)施例方式下面列舉五個(gè)實(shí)施例和四個(gè)對(duì)比例對(duì)本發(fā)明加以進(jìn)-這些實(shí)施例。使用原料乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物PPR:PA14D 中國石油大慶石化公司反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑聚烯烴增透劑抗氧劑168擴(kuò)散劑EB-FF熒光增白劑OB-I
上海凌頂貿(mào)易有限公司 北京燕山石化公司 天津力生化工廠 日本花王公司 美國伊士曼化工公司以下實(shí)施例中制備醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料的方法均 為a、將伽瑪屏蔽助劑進(jìn)行分散預(yù)處理按配方量稱取伽瑪屏蔽助劑、潤滑劑、增白劑 及15%配方量的均聚聚丙烯，放入高速攪拌機(jī)中攪拌混合均勻，再加入到雙螺桿擠出機(jī)中 擠出造粒；b、將上述造粒后產(chǎn)品及稱取的配方量的增韌劑、聚烯烴增透劑、抗氧劑和剩余的 均聚聚丙烯放入高速攪拌機(jī)中攪拌混合均勻，再加入到雙螺桿擠出機(jī)中反應(yīng)擠出接枝即可。所述的雙螺桿擠出機(jī)為同向平行嚙合型雙螺桿擠出機(jī)，長徑比為40 1，機(jī)筒配 有多個(gè)加熱單元和多個(gè)排氣孔，能獨(dú)立控制反應(yīng)各個(gè)階段的溫度。所述的反應(yīng)擠出接枝的溫度為210度，螺桿轉(zhuǎn)速120rpm，物料停留時(shí)間3分鐘。實(shí)施例1 一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料，其重量百分組成為均聚聚丙烯75.856%乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物20%反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑3.2%聚烯烴增透劑0.2%抗氧劑1680. 1%EB-FF0. 6%熒光增白劑OB-I0. 004%過氧化二叔丁基0.04%其中，均聚聚丙烯的熔體流動(dòng)速率是4g/10min(23(TC，2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為 6KJ/m2。乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物的熔體流動(dòng)速率為1. 0g/10min (230 V， 2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為28KJ/m2 ；所述的乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物中乙烯含量 為6%，辛烯含量為14%。實(shí)施例2 一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料，其重量百分組成為均聚聚丙烯70.834%乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物22%
反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑5. 26 %聚烯烴增透劑0.3%抗氧劑1681. 2%EB-FF0. 3%熒光增白劑OB-I0. 006%過氧化二叔丁基0.1%其中，均聚聚丙烯的熔體流動(dòng)速率是2g/10min(23(TC，2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為 8KJ/m2 ；乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物的熔體流動(dòng)速率為0. lg/10min (230 °C， 2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為28KJ/m2 ；乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物中乙烯含量為10%，辛烯含量為20%。實(shí)施例3 一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料，其重量百分組成為均聚聚丙烯71.445%乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物26%反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑1.36%
70085]聚烯烴增透劑
0086]抗氧劑168
0087]EB-FF
0088]熒光增白劑OB-I
0089]過氧化二叔丁基
0. 23% 0. 5% 0. 4% 0. 005% 0. 06%其中，均聚聚丙烯熔融范圍為6g/10min(230°C，2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為5KJ/ m2 ；乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物，熔融范圍為2g/10min(230°C，2. 16Kg)，缺口沖 擊強(qiáng)度為25KJ/m2 ；乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物中乙烯含量為20%，辛烯含量為0. 1 %。實(shí)施例4 一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料，其重量百分組成為均聚聚丙烯76. 153%乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物 16 %反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑6.32%聚烯烴增透劑0.28%抗氧劑1681. 0%EB-FF0. 2%熒光增白劑OB-I0. 007%過氧化二叔丁基0.04%其中，均聚聚丙烯的熔體流動(dòng)速率是4g/10min(23(TC，2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為 6KJ/m2 ；乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物的熔體流動(dòng)速率為1. 5g/10min (230 °C， 2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為26KJ/m2 ；乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物中乙烯含量為2%，辛烯含量為8%。實(shí)施例5:一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料，其重量百分組成為均聚聚丙烯80. 152%乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物 14%反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑4.22%聚烯烴增透劑0.26%抗氧劑1680. 8%EB-FF0. 5%熒光增白劑OB-I0. 008%過氧化二叔丁基0.06%其中，均聚聚丙烯熔融范圍為6g/IOmin (230 °C，2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為5KJ/ m2 ；乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物，熔融范圍為0. 6g/10min(230°C，2. 16Kg)，缺口 沖擊強(qiáng)度為30KJ/m2 ；
乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物中乙烯含量為15%，辛烯含量為2%。將上述實(shí)施例1 5所得的醫(yī)用聚丙烯材料，經(jīng)過25千焦伽馬射線輻照后，測(cè)得
性能如下表所示
權(quán)利要求
一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料，其特征在于它以均聚聚丙烯為基材，添加多種助劑，按照比例充分混合而成，具體配方組成如下(重量%)均聚聚丙烯70.8～80.2增韌劑 12～26伽瑪屏蔽助劑 1.22～6.36透明成核劑0.2～0.32抗氧劑 0.1～1.2潤滑劑 0.2～0.6增白劑 0.002～0.008分子量調(diào)節(jié)劑 0.04～0.10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料，其 特征在于所述的均聚聚丙烯熔融范圍為2 6g/10min(230°C，2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為 5 8KJ/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材 料，其特征在于所述的增韌劑是乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物，熔融范圍為0. 1 2g/10min(230°C，2. 16Kg)，缺口沖擊強(qiáng)度為25 32KJ/m2 ；所述的乙烯-辛烯-丙烯三元 無規(guī)共聚物中乙烯含量為2 20%，辛烯含量為0. 1 20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料，其 特征在于所述的伽瑪屏蔽助劑是反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材 料，其特征在于所述的伽瑪屏蔽助劑經(jīng)過分散預(yù)處理，分散預(yù)處理的方法為按配方量稱 取伽瑪屏蔽助劑、潤滑劑、增白劑及(10 20%)配方量的均聚聚丙烯，放入高速攪拌機(jī)中攪 拌混合均勻，再加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒；所述的雙螺桿擠出機(jī)為同向平行嚙合型雙螺桿擠出機(jī)，長徑比為40— 48，機(jī)筒配有多 個(gè)加熱單元和多個(gè)排氣孔，能獨(dú)立控制反應(yīng)各個(gè)階段的溫度；所述的反應(yīng)擠出接枝的溫度200 230度，螺桿轉(zhuǎn)速10 200rpm，物料停留時(shí)間2 5分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙 烯材料，其特征在于所述的透明成核劑是聚烯烴增透劑；所述的抗氧劑是亞磷酸酯類抗 氧劑；所述的潤滑劑是擴(kuò)散劑EB-FF ；所述的增白劑是熒光增白劑；所述的分子量調(diào)節(jié)劑是 過氧化二叔丁基。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料，其 特征在于所述的聚丙烯材料的重量百分組成為均聚聚丙烯75. 856%乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物20%反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑3. 2%聚烯烴增透劑0. 2%抗氧劑1680. 1%EB-FF0.6%熒光增白劑OB-I0. 004%過氧化二叔丁基0. 04%。
8.一種制備如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料 的方法，其特征在于包括a、將伽瑪屏蔽助劑進(jìn)行分散預(yù)處理按配方量稱取伽瑪屏蔽助劑、潤滑劑、增白劑及 (10 20%)配方量的均聚聚丙烯，放入高速攪拌機(jī)中攪拌混合均勻，再加入到雙螺桿擠出 機(jī)中擠出造粒；b、將上述造粒后產(chǎn)品及稱取的配方量的增韌劑、聚烯烴增透劑、抗氧劑和剩余的均聚 聚丙烯放入高速攪拌機(jī)中攪拌混合均勻，再加入到雙螺桿擠出機(jī)中反應(yīng)擠出接枝即可。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料的 方法，其特征在于所述的雙螺桿擠出機(jī)為同向平行嚙合型雙螺桿擠出機(jī)，長徑比為40 48，機(jī)筒配有多個(gè)加熱單元和多個(gè)排氣孔，能獨(dú)立控制反應(yīng)各個(gè)階段的溫度；所述的反應(yīng)擠出接枝的溫度200 230度，螺桿轉(zhuǎn)速10 200rpm，物料停留時(shí)間2 5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種醫(yī)用耐低溫增韌抗伽瑪射線抗沖擊透明聚丙烯材料及其制備方法，其以均聚聚丙烯為基材，添加增韌劑、伽瑪屏蔽助劑、透明成核劑、抗氧劑、潤滑劑、增白劑、分子量調(diào)節(jié)劑，按照比例充分混合而成。本發(fā)明由于采用了乙烯-辛烯-丙烯三元無規(guī)共聚物，不僅具有優(yōu)良的韌性和抗沖擊能力，同時(shí)能耐低溫，且透明，其從根本上解決了醫(yī)用聚丙烯材料不透明的問題；通過反應(yīng)擠出方法在聚丙烯分子鏈上接枝反應(yīng)型受阻胺類穩(wěn)定劑，以提高其抗伽瑪射線能力，本發(fā)明所得的醫(yī)用聚丙烯材料通過25千焦的伽瑪輻照后黃變指數(shù)小于1，再在70℃烘箱放置8星期后塑件黃變指數(shù)為3，力學(xué)綜合性能降低5%，透明度保持在90%以上。
文檔編號(hào)C08K5/14GK101967247SQ201010530349
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者張晨 申請(qǐng)人:蘇州晉圣博高分子材料科技有限公司