專利名稱：一種三層共擠塑料薄膜的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料，具體地說是一種醫(yī)藥行業(yè)制作大輸液軟袋用的三層共擠塑料薄膜。其是通過下吹水冷式成型的三層共擠薄膜。
背景技術：
隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，對于輸液類醫(yī)療器械的要求越來越高，體現(xiàn)在對輸液容器的安全性、藥液相容性以及運輸便捷和使用方便等方面。輸液類容器主要經(jīng)歷著從玻璃瓶到塑料瓶再到塑料軟袋的發(fā)展歷程，由于運輸不便和高溫滅菌時易暴裂或頂出瓶塞等方面的缺點，軟袋成為輸液類容器發(fā)展的趨勢。輸液軟袋要滿足輸液容器所要求的具有良好的藥液相容性并能承載一定的強度，同時要兼顧水蒸汽透過性、氧氣透過性、具備良好的熱封強度和與輸液器的連接強度、能夠滿足需要的抗跌落性能、具有一定的印刷和抗劃痕性能。所以通過將輸液袋用膜設計成三層或多層可以實現(xiàn)各層具有不同的功能，從而能夠滿足輸液袋膜所要求的各方面性能。
國內(nèi)也有將PVC應用于輸液軟袋用料方面，由于PVC材料的在使用過程中不可避免的采用增塑劑，從而導致材料在于藥液接觸時產(chǎn)生游離微量成分，和人體接觸時易產(chǎn)生熱源反應等，同時鑒于PVC的難以回收性和難以滿足高溫滅菌的要求，發(fā)展非PVC類醫(yī)藥用包裝材料已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。
國內(nèi)在2000年前后已經(jīng)有部分三層或者多層共擠吹膜技術，但是由于三層共擠尤其是針對聚丙烯的下吹水冷技術對吹膜設備要求較高，同時用于醫(yī)藥包裝行業(yè)的薄膜要求比較苛刻，所以國內(nèi)一直沒有較好的能適用于大輸液軟袋的三層聚丙烯薄膜材料。
國外廠家在三層共擠膜方面起步較早，在設備和原料等方面研究開展也比較早， 所以在很長一段時間內(nèi)國內(nèi)大輸液用的三層膜均為國外進口產(chǎn)品。但隨著醫(yī)療科技發(fā)展， 對輸液用膜要求越來越高，尤其是針對大輸液的高溫蒸汽滅菌方面，即使國外進口的膜材也難以達到較高的耐高溫性能。目前大輸液袋用膜所采用國內(nèi)外廠家的三層膜均存在高溫滅菌后收縮、變硬、發(fā)脆、發(fā)白、透明性變差等缺點，或者存在與輸液器口管的融合性較差， 耐高溫性能較差，熱合時出現(xiàn)局部粘連的現(xiàn)象。聚丙烯是一種半結晶聚合物，隨著溫度升高，聚丙烯的結晶度提高，結構趨于規(guī)整化，導致材料的透明性變差，相應的柔軟度下降。雖然大多數(shù)共擠膜材料均采用聚丙烯和其他材料共混改性，提高了材料的透明性和柔韌性， 但是由于塑料加工過程是在高溫條件下進行的，若兩相的在高溫時的熔體強度和熔融指數(shù)相差較大，則極易發(fā)生相分離，從而產(chǎn)生晶點過大或者過多現(xiàn)象。尤其是對于薄膜材料經(jīng)過后期的高溫滅菌后往往導致材料的性能下降很快，出現(xiàn)變黃、發(fā)脆、發(fā)硬等現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種配方合理，制備工藝簡單，材料透明性高，力學性能穩(wěn)定，高溫穩(wěn)定性好，熱合強度高的適宜于制作大輸液軟袋的三層共擠塑料薄膜。
本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案是一種三層共擠塑料薄膜，其特征是: 其由內(nèi)層、中層、外層三層共擠組成，其中三層的物料組成分別是內(nèi)層由乙烯-丙烯-丁二烯三元無規(guī)共聚聚丙烯材料(t-pp)和乙烯-辛烯高聚物(POE)共混組成，乙烯-辛烯高聚物(POE)的質量含量為80%-92% ;中層由乙烯-丙烯二元無規(guī)共聚聚丙烯材料(r-PP)和乙烯-辛烯高聚物(POE)共混組成，乙烯-辛烯高聚物(POE)的質量含量60%-70% ;外層由均聚聚丙烯(h-PP)和乙烯-辛烯高聚物(POE)共混組成，乙烯-辛烯高聚物(POE)的質量含量為 85%-90%。
本發(fā)明所述內(nèi)層、中層、外層三層的總厚度為160-220 μ m，內(nèi)層、中層、外層的厚度比例為1:3 :1。
本發(fā)明內(nèi)層為焊接層、阻隔層、藥液接觸層，具有較寬的熱焊接溫度范圍、較高的熱合強度，同時也具有優(yōu)異的水蒸汽和氧氣阻隔性以及優(yōu)異的藥液相容性；中層為力學性能支撐層，具有優(yōu)異的力學強度和韌性，同時兼具良好的蒸氣和氧氣阻隔性；外層為包裝層，具有優(yōu)異的印刷特性和抗劃痕性能，同時兼具良好的力學性能。內(nèi)層、中層、外層熔點為梯度分布，內(nèi)層熔點為120。。_140°C，中層為130。。_150°C，外層熔點為135。。_170°C，能夠滿足三層膜的熱焊接要求。
本發(fā)明塑料薄膜材料采用三層共擠，下吹水冷方式制備，三層膜之間具有相近的熱收縮率，并且三層膜之間具有較好的相容性，保證了三層膜成型時不產(chǎn)生褶皺，表面比較平整，沒有晶點，成型冷卻后三層膜之間不能剝離，并具有較高的透明性。本發(fā)明通過對聚丙烯和乙烯-丁烯類共聚聚合物的分子量、分子量分布、熔體強度、熔融指數(shù)、聚丙烯和熱塑性彈性體共混相容性的研究和大量實驗，得出每層的聚丙烯和熱塑性彈性體之間的配合的最佳性能參數(shù)指標，以及三層相互配合的性能參數(shù)要求。通過調整兩相結構的配合提高兩相結構的相容性，進而獲得透明性高，力學性能穩(wěn)定、高溫穩(wěn)定性好、熱合強度高的三層共擠薄膜。
具體實施方式
一種三層共擠塑料薄膜，其由內(nèi)層、中層、外層三層共擠組成，其中三層的物料組成分別是內(nèi)層由乙烯-丙烯-丁二烯三元無規(guī)共聚聚丙烯材料(t-pp)和乙烯-辛烯高聚物(POE)共混組成，乙烯-辛烯高聚物(POE)的質量含量為80%-92% ;中層由乙烯-丙烯二元無規(guī)共聚聚丙烯材料(r-PP)和乙烯-辛烯高聚物(POE)共混組成，乙烯-辛烯高聚物 (POE)的質量含量60%-70% ;外層由均聚聚丙烯(h-PP)和乙烯-辛烯高聚物(POE)共混組成，乙烯-辛烯高聚物(POE)的質量含量為85%-90%。
本發(fā)明所述內(nèi)層、中層、外層三層的總厚度為160-220 μ m，內(nèi)層、中層、外層的厚度比例為1:3 :1。這樣，高聚物POE在三層共擠塑料薄膜中的含量分布為內(nèi)層占10%-20%， 中層占50%-60%，外層占20%-30%。
本發(fā)明聚丙烯和高聚物POE的熔融指數(shù)相近，本發(fā)明兩類物料的熔融指數(shù)在1.5-10g/10min (230°C，2. 16kg)。
本發(fā)明內(nèi)層為焊接層、阻隔層、藥液接觸層，具有較寬的熱焊接溫度范圍、較高的熱合強度，同時也具有優(yōu)異的水蒸汽和氧氣阻隔性以及優(yōu)異的藥液相容性。內(nèi)層與藥液接觸，所以要求內(nèi)層具有良好的與藥液相容性能。按照國標要求，與藥液接觸要求不能析出銅、鉻、鎘、鉛、錫、鋇、氨以及重金屬等離子，也不能有顆粒析出。由于有機小分子在藥液中容易析出而污染藥液，要求盡量避免增塑劑的使用。內(nèi)層要保存藥液，所以要求內(nèi)層具有良好的蒸氣透過性和氧氣透過性，透過量不能過大。輸液袋用膜最終要實現(xiàn)熱合成袋，而熱合的主要承力層在內(nèi)層，所以要求內(nèi)層必須具備較高的熱合強度。熱合過程中要保證外層和中層能夠保證不軟化變形，所以要求內(nèi)層的熔點比外層、中層低10°c以上，同時內(nèi)層要與輸液器的接口焊接，所以要同時兼顧與接口的焊接牢固性。本發(fā)明內(nèi)層采用乙烯-丙烯-丁二烯三元無規(guī)共聚聚丙烯材料(t-pp)，相對二元共聚聚丙烯熔點較低。同時采用乙烯-辛烯高聚物(POE)共混改性以提高材料的透明性和柔韌性，相對于SEBS和SEPS等改性材料，具有與聚丙烯相容性更好，熔點更低，熱封溫度范圍更寬的特點，能夠更好的適應熱封制袋設備。本發(fā)明采用聚丙烯的熔融指數(shù)為I. 5-10g/10min(230°C,2. 16kg)，并且POE和聚丙烯具有相近的熔融指數(shù)，本發(fā)明內(nèi)層料中POE的含量為80%-92%，內(nèi)層料的熔點為120°C -140°C。
本發(fā)明中層為力學性能支撐層，為主要的承重層，具有優(yōu)異的力學強度和韌性，同時兼具良好的蒸氣和氧氣阻隔性。本發(fā)明中層采用乙烯-丙烯二元無規(guī)共聚聚丙烯材料， 以乙烯-辛烯高聚物(POE)與之共混改性。本發(fā)明中層聚丙烯熔融指數(shù)為2-10g/10min (230 °C, 2. 16kg)，POE具有和聚丙烯相近的熔融指數(shù)，本發(fā)明中層料中POE的含量為 60%-70%，中層料的熔點為130°C -150°C。
外層為包裝層，具有優(yōu)異的印刷特性和抗劃痕性能，同時兼具良好的力學性能。本發(fā)明外層采用均聚聚丙烯(h-PP)材料，以乙烯-辛烯高聚物(POE)與之共混改性。本發(fā)明外層聚丙烯的熔融指數(shù)為I. 5-10g/10min (230°C, 2. 16kg)，POE具有和聚丙烯相近的熔融指數(shù)，本發(fā)明外層料中POE的含量為85%-90%，外層料的熔點為135°C _170°C。
本發(fā)明塑料薄膜材料采用三層共擠，下吹水冷方式制備，三層膜之間具有相近的熱收縮率，并且三層膜之間具有較好的相容性，保證了三層膜成型時不產(chǎn)生褶皺，表面比較平整，沒有晶點，成型冷卻后三層膜之間不能剝離，并具有較高的透明性。本發(fā)明通過對聚丙烯和乙烯-丁烯類共聚聚合物的分子量、分子量分布、熔體強度、熔融指數(shù)、聚丙烯和熱塑性彈性體共混相容性的研究和大量實驗，得出每層的聚丙烯和熱塑性彈性體之間的配合的最佳性能參數(shù)指標，以及三層相互配合的性能參數(shù)要求。通過調整兩相結構的配合提高兩相結構的相容性，進而獲得透明性高，力學性能穩(wěn)定、高溫穩(wěn)定性好、熱合強度高的三層共擠薄膜。
實施例I :三層的物料組成配方是權利要求
1.一種三層共擠塑料薄膜，其特征是其由內(nèi)層、中層、外層三層共擠組成，其中三層的物料組成分別是內(nèi)層由乙烯-丙烯-丁二烯三元無規(guī)共聚聚丙烯材料和乙烯-辛烯高聚物共混組成，乙烯-辛烯高聚物的質量含量為80%-92% ;中層由乙烯-丙烯二元無規(guī)共聚聚丙烯材料和乙烯_辛烯高聚物共混組成，乙烯_辛烯高聚物的質量含量60%-70% ;外層由均聚聚丙烯和乙烯_辛烯高聚物共混組成，乙烯_辛烯高聚物的質量含量為85%-90%。
2.根據(jù)權利要求I所述的三層共擠塑料薄膜，其特征是所述內(nèi)層、中層、外層三層的總厚度為160-220 iim，內(nèi)層、中層、外層的厚度比例為I 3 :1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三層共擠塑料薄膜，其由內(nèi)層、中層、外層三層共擠組成，其中內(nèi)層由乙烯-丙烯-丁二烯三元無規(guī)共聚聚丙烯材料和乙烯-辛烯高聚物共混組成，乙烯-辛烯高聚物的含量為80%-92%；中層由乙烯-丙烯二元無規(guī)共聚聚丙烯材料和乙烯-辛烯高聚物共混組成，乙烯-辛烯高聚物的含量60%-70%；外層由均聚聚丙烯和乙烯-辛烯高聚物(POE)共混組成，乙烯-辛烯高聚物的含量為85%-90%。本發(fā)明具有熱合溫度范圍寬，焊接強度高，抗跌落性能好、無晶點、透明性高、水蒸汽和氧氣阻隔性好、柔韌性好、高溫滅菌后不變黃不發(fā)脆、與藥液相容性好、熱合強度高合好等特點，是一種環(huán)保型高性能輸液袋用膜。
文檔編號C08L23/08GK102975450SQ201210515219
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權日2012年12月5日
發(fā)明者丁艷, 尹云山, 唐雷, 李忠志, 王翠娜 申請人:山東威高藥業(yè)有限公司