專利名稱：耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐低溫型低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
作為通用塑料之一的聚氯乙烯，因具有價格低廉、較好的力學(xué)性能和耐化學(xué)腐蝕性，特別是PVC-DEHP材料，其可塑性強且易于加工，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活各個領(lǐng)域，特別是醫(yī)療器械行業(yè)。盡管以鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)為增塑劑的PVC應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)已有 幾十年的歷史，但是DEHP對人體的不良影響仍然存在爭議；特別對動物的試驗發(fā)現(xiàn)，接觸DEHP會引起一系列不良反應(yīng)，最重要的發(fā)現(xiàn)是影響雄性動物生殖系統(tǒng)發(fā)育和老鼠肝臟的腫瘤。FDA的器械與輻射保健中心(⑶RH)歷經(jīng)多年，完成了對PVC醫(yī)療器械中釋放的DEHP的安全評估。FDA就評估報告發(fā)表公告——對動物的試驗發(fā)現(xiàn)，接觸DEHP會引起一系列不良反應(yīng)，最重要的發(fā)現(xiàn)是對雄性動物生殖系統(tǒng)發(fā)育和動物幼仔正常排精的影響。我們沒有收到有關(guān)這些不良反應(yīng)發(fā)生在人類身上的報道，但也沒有研究表明可以把這些反應(yīng)排除在外。從已有的動物的實驗數(shù)據(jù)來看，應(yīng)該采取預(yù)防措施來限制處于生長期的男性接觸腿P。其次PVC-DEHP材料對溫度的敏感性高，在較低的溫度下，PVC-DEHP材料容易因材料脆性而破損，影響了 PVC-DEHP材質(zhì)的醫(yī)療器械在寒冷的天氣或地區(qū)的使用。降低DEHP的使用量，必然可以降低DEHP的釋放量以及遷移量，提高材料的安全性；目前提供的解決方案一般都集中在增塑劑方面，如選擇無毒的非鄰苯類增塑劑或采用相對難遷移析出的高分子類增塑劑，本發(fā)明主要是通過改變樹脂的構(gòu)成，以達到降低DEHP釋放量和遷移量的目的，同時通過改變對樹脂的改性，達到提高材料的耐低溫性。目前市場上醫(yī)用聚氯乙烯壓延薄膜一般在9個月左右就會產(chǎn)生增塑劑的析出現(xiàn)象，而增塑劑析出無論是對輸注藥液還是輸血，都會產(chǎn)生不良影響，輸注藥液則需要靠濾膜將析出的增塑劑攔截在外，避免進入人體；輸血則如FDA報告所述，對那些高危人群產(chǎn)生巨大影響。因此，迫切需要開發(fā)一款耐低溫、低遷移的醫(yī)用聚氯乙烯壓延薄膜材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料及其制備方法，以克服現(xiàn)有材料存在的上述缺陷，以滿足有關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的需要。本發(fā)明所述的耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料，包括如下重量份的組分聚氯乙烯40 90份 熱塑性彈性體60-10份
增塑劑A10-40份
增塑劑B0-20份 熱穩(wěn)定劑1-10份
抗氧劑O.1 2.5份 潤滑劑O.1 1.5份所述的聚氯乙烯的聚合度為800 3000 ；
優(yōu)選的，本發(fā)明所述的耐低溫低遷移醫(yī)用聚氯乙烯壓延薄膜材料，包括如下重量份的組分
聚氯乙烯70 80份 熱塑性彈性體20-30份
增塑劑A15 40份
增塑劑B5-20份
熱穩(wěn)定劑1.5 8.5份
抗氧劑O.1 2份
潤滑劑0.1-1份所述的熱塑性彈性體為POE、SEBS, EVA、TPE、CPE等中的一種或以上；所述的增塑劑A為主增塑劑DEHP，其化學(xué)名稱為鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯；所述的增塑劑B為輔助增塑劑，為己二酸二辛酯D0A、偏苯三酸三辛酯TOTM或環(huán)氧大豆油ESO等中的一種或以上；所述的熱穩(wěn)定劑為鈣與鋅復(fù)合穩(wěn)定劑，是一種以硬脂酸鈣、硬脂酸鋅為主要成分復(fù)配β 二酮或者水滑石、環(huán)氧大豆油等的穩(wěn)定劑，如旭電化SC-135、熊牌9011 ；所述的抗氧劑選自亞磷酸酯類中的一種以上，如亞磷酸三(壬基苯酯)(1178)或三[2，4- 二叔丁基苯基]亞磷酸酯(168)等。所述的潤滑劑為褐煤脂肪酸或硬脂酸類化合物或酰胺蠟。所述的耐低溫低遷移醫(yī)用聚氯乙烯壓延薄膜的制備方法，包括如下步驟1.預(yù)混料的制備將高速捏合機預(yù)熱至30°C 50°C，按重量比加入PVC樹脂、熱穩(wěn)定劑和抗氧劑，待溫度升至60°C 80°C，加入增塑劑A和增塑劑B，待增塑劑A和增塑劑B充分吸收后，在900C 100°C時加入潤滑劑，混合，當(dāng)溫度達到105°C 135°C時，將混合料排出高速捏合機，得到預(yù)混料。2.擠出料的制備擠出料通過雙階式雙螺桿擠出機得以實現(xiàn)，雙階式雙螺桿擠出機可選擇上階雙螺桿螺桿直徑73mm-90mm，下階單螺桿直徑180mm-250mm的擠出機，擠出機長徑比1:25 1:40，壓縮比1:2. 5^1: 4，雙階式雙螺桿擠出機具有2個加料口，第一個加料口在擠出機2D-6D，第二個加料口在擠出機4D-10D ；雙階式雙螺桿擠出機加工溫度100°C 20(TC，熱塑性彈性體從擠出機第一加料口加入，PVC預(yù)混料從第二加料口加入擠出機中，上階出料口處料溫需達到180±5°C，塑化均 勻的混合物料進入下階擠出機，通過下階擠出機再次塑化，物料通過扁機頭擠出，經(jīng)輸送至四輥壓延機。3.耐低溫低遷移壓延薄膜的制備a.壓延四輥壓延機可采用“L”型、“ Γ ”型等方式，本發(fā)明優(yōu)選“ Γ ”型四輥壓延機，四輥溫度范圍控制在200°C 230°C，且每個輥筒進口端溫度與出口端溫度差在(TC飛。C之間；b.壓花壓花可采用單面或雙面壓花，單面壓花為金屬花紋輥與光面橡膠輥組合，雙面壓花為兩個金屬花紋輥組合或者金屬花紋輥和粗糙表面橡膠輥組合；金屬花紋輥及橡膠輥溫度控制在90°C 160°C之間；本發(fā)明優(yōu)選雙面壓花；c.冷卻采用三段冷卻，三段冷卻分別為第一驟冷冷卻段，第一驟冷冷卻段由3-5個成直線排列的輥筒組成，薄膜溫度控制在80°C 120°C之間；第二緩慢冷卻段由4-6個交錯排列或直線排列的輥筒組成，薄膜溫度控制在50°C 100°C之間；第三冷卻段由4-6個交錯排列或直線排列的輥筒組成，薄膜溫度控制在30°C 50°C之間；d.定型定型段由4-8個交錯排列或直線排列的輥筒組成，前2-3個輥筒呈直線排列，溫度控制在50°C 70°C之間，消除壓延薄膜生產(chǎn)中的應(yīng)力和張力；后3-8個輥筒溫度控制在10°C 40°C之間，對薄膜進行最終的定型；消除應(yīng)力以降低產(chǎn)品收縮率；e.經(jīng)牽引、收卷制得聚氯乙烯壓延薄膜；本發(fā)明的醫(yī)用壓延薄膜擠出及壓延在30萬級凈化環(huán)境中完成，其后壓花、驟冷冷卻、緩慢冷卻、冷卻、定型、牽引、收卷、包裝在十萬級凈化環(huán)境中生產(chǎn)。本發(fā)明通過熱塑性彈性體和聚氯乙烯樹脂間的物理接枝，實現(xiàn)對聚氯乙烯樹脂的改性，降低聚氯乙烯樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，減少增塑劑的使用，降低增塑劑的析出；通過對增塑劑品種的選擇，增加聚氯乙烯的低溫下柔軟性。本工藝制得的壓延薄膜具有柔軟、花紋牢固、尺寸穩(wěn)定性好、表面粗糙度穩(wěn)定和高透氧性的特點，且薄膜表面無微粒污染，能滿足血液保存42天要求及低溫(_30°C )保存要求。本發(fā)明的耐低溫低遷移醫(yī)用聚氯乙烯壓延薄膜，因其高透氧性、耐低溫和薄膜表面無微粒污染的特性，特別適宜用作長期保存，為特殊情況或者戰(zhàn)備需要提供了一種可長期保存的醫(yī)用材料，且因不需要二次加工，所以成品制作簡單便捷，是傳統(tǒng)吹塑膜良好的替代品。
具體實施例方式實施例1配方
聚氯乙烯(聚合度2000)80份 熱塑性彈性體SEBS20份 增塑劑DEHP25份
增塑劑TOTM15份
鈣鋅穩(wěn)定劑2.5份亞磷酸三(壬基苯酯)0.5份硬脂酸0.8份制備方法1.預(yù)混料的制備
聚氯乙烯(聚合度2000)80份
增塑齊丨J DEHP25份
增塑劑TOTM15份鈣鋅穩(wěn)定劑2.5份亞磷酸三(壬基苯酯)0.5份硬脂酸0.8份將捏合機預(yù)熱至40°C ±2°C，按重量比加入PVC樹脂、鈣鋅穩(wěn)定劑和亞磷酸三(壬基苯酯)，待溫度升至70°C 土 1°C加入增塑劑DEHP和增塑劑Τ0ΤΜ，待DEHP和TOTM充分吸收后，在95°C ±2°C時加入硬脂酸，混合，當(dāng)溫度達到125°C ±2°C將混合料排出高速捏合機，得到預(yù)混料。2.擠出料的制備配方預(yù)混料80份熱塑性彈性體SEBS 20份采用雙階式雙螺桿擠出機為上階雙螺桿螺桿直徑75mm，下階單螺桿直徑180mm的擠出機，擠出機長徑比1:30，壓縮比1:3. 0，雙階式雙螺桿擠出機第一個加料口在擠出機4D處，第二個加料口在擠出機9D處；雙階式雙螺桿擠出機十段加熱，其加工溫度140°C，熱塑性彈性體從擠出機第一加料口加入，PVC預(yù)混料從第二加料口加入擠出機中，上階出料口處料溫需達到180+%°C，塑化均勻的混合物料進入下階擠出機，通過下階擠出機再次塑化，物料通過扁機頭擠出，經(jīng)輸送至四輥壓延機。3.耐低溫低遷移聚氯乙烯壓延薄膜的制備采用“ Γ ”型四輥壓延機，四輥溫度范圍控制在200°C 205°C，且每個輥筒進口端溫度與出口端溫度差在0°c 2°C之間；a.壓花本發(fā)明優(yōu)選采用金屬花紋輥和粗糙表面橡膠輥組合的雙面壓花，金屬花紋輥及橡膠輥溫度控制在140°C ±5°C ;b.冷卻采用三段冷卻，第一驟冷冷卻段由4個成直線排列的輥筒組，薄膜溫度100°C ±10°C之間；第二緩慢冷卻段由6個交錯排列的輥筒組成，薄膜溫度控制在850C ±10°C ;第三冷卻段由4個交錯排列的輥筒組成，薄膜溫度控制在40°C ±10°C ;本發(fā) 明冷卻段采用輥筒交錯排列的方式，其思路是盡量采用薄膜與輥筒間最大的包覆角，來實現(xiàn)在短距離內(nèi)薄膜的充分冷卻；c.定型定型分為兩段，第一段采用兩個呈直線排列的輥筒，溫度控制在600C ±10°C，用于消除壓延薄膜生產(chǎn)中產(chǎn)生的應(yīng)力和張力；第二段采用6個輥筒交錯排列，溫度從40V 20°C反序設(shè)置，主要進行產(chǎn)品的最終定型；d.經(jīng)牽引、收卷制得聚氯乙烯壓延薄膜。按前述工藝制得的壓延薄膜性能測試見表I。實施例2配方
聚氯乙烯(聚合度1300) 60份 熱塑性彈性體CPE30份
熱塑性彈性體POE10份 增塑劑DEHP25份 增塑劑DOA5份
鈣鋅穩(wěn)定劑2.5份
抗氧劑1680.3份
硬脂酸0.5份制備方法1.預(yù)混料的制備聚氯乙烯(聚合度1300)60份
增塑劑DEHP25份
增塑劑DOA5份 鈣鋅穩(wěn)定劑2.5份 抗氧劑1680.3份 硬脂酸0.5份本發(fā)明優(yōu)選的預(yù)混料工藝高速捏合機預(yù)熱至40°C ±2°C，按重量比加入PVC樹月旨、熱穩(wěn)定劑和抗氧劑，待溫度升至70°C 土 1°C加入增塑劑DEHP和增塑劑D0A，待DEHP和DOA充分吸收后，在95°C ±5°C時加入潤滑劑，混合，當(dāng)溫度達到130°C ±1°C將混合料排出高速捏合機，得到預(yù)混料。2.擠出料的制備優(yōu)選配方預(yù)混料70份熱塑性彈性體CPE30份熱塑性彈性體POE10份其他同實施例1。按前述工藝制得的壓延薄膜性能測試見表I。表I醫(yī)用聚氯乙烯壓延薄膜的性能指標(biāo)
權(quán)利要求
1.耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料，其特征在于，包括如下重量份的組分 聚氯乙烯40 90份熱塑性彈性體60- 10份增塑劑AIO 40份增塑劑BO 20份熱穩(wěn)定齊1JI IO份 抗氧劑O.1 2.5份 潤滑劑O.1 1.5份
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料，其特征在于，包括如下重量份的組分聚氯乙烯70-80份熱塑性彈性體20 30份增塑劑A15 40份增塑齊Ij B5 20份熱穩(wěn)定劑1.5-8.5份抗氧劑O.1 2份潤滑劑0.1-1份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料，其特征在于，所述的聚氯乙烯的聚合度為800 3000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料，其特征在于，所述的熱塑性彈性體為POE、SEBS, EVA、TPE或CPE中的一種或以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料，其特征在于，所述的熱穩(wěn)定劑為鈣與鋅復(fù)合穩(wěn)定劑、水滑石或環(huán)氧大豆油； 所述的抗氧劑選自亞磷酸酯類中的一種以上； 所述的潤滑劑為褐煤脂肪酸或硬脂酸類化合物或酰胺蠟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料，其特征在于，所述的增塑劑A為主增塑劑DEHP，其化學(xué)名稱為鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯； 所述的增塑劑B為輔助增塑劑，為己二酸二辛酯D0A、偏苯三酸三辛酯TOTM或環(huán)氧大豆油ESO等中的一種或以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項所述的耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟將捏合機預(yù)熱至30°C 50°C，按重量比加入PVC樹脂、熱穩(wěn)定劑和抗氧劑，待溫度升至600C 80°C，加入增塑劑A和增塑劑B，待增塑劑A和增塑劑B充分吸收后，在90°C "100°C時加入潤滑劑，混合，當(dāng)溫度達到105°C 135°C時，將混合料排出捏合機，得到預(yù)混料； 擠出料通過雙階式雙螺桿擠出機得以實現(xiàn)，雙階式雙螺桿擠出機選擇上階雙螺桿螺桿直徑73mm-90mm,下階單螺桿直徑180mm-250mm的擠出機,擠出機長徑比1:25 1:40,壓縮比1:2. 5^1: 4，雙階式雙螺桿擠出機具有2個加料口，第一個加料口在擠出機2D-6D，第二個加料口在擠出機4D-10D ； 雙階式雙螺桿擠出機加工溫度100 V ^200 V，熱塑性彈性體從擠出機第一加料口加入，PVC預(yù)混料從第二加料口加入擠出機中，上階出料口處料溫需達到180±5°C，塑化均勻的混合物料進入下階擠出機，通過下階擠出機再次塑化，物料通過扁機頭擠出，經(jīng)輸送至四輥壓延機壓延，然后壓花，冷卻，定型，經(jīng)牽引、收卷，制得所述聚耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述壓延采用四輥壓延機，采用“L”型、“ Γ ”型方式，四輥溫度范圍控制在200°C 230°C，且每個輥筒進口端溫度與出口端溫度差在(TC 5°C之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，壓花可用單面或雙面壓花，單面壓花為金屬花紋輥與光面橡膠輥組合，雙面壓花為兩個金屬花紋輥組合或者金屬花紋輥和粗糙表面橡膠輥組合；金屬花紋輥及橡膠輥溫度控制在90°C 160°C之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，冷卻采用三段冷卻，三段冷卻分別為第一驟冷冷卻段，第一驟冷冷卻段由3-5個成直線排列的輥筒組成，薄膜溫度控制在80°C 120°C之間；第二緩慢冷卻段由4-6個交錯排列或直線排列的輥筒組成，薄膜溫度控制在50°C 100°C之間；第三冷卻段由4-6個交錯排列或直線排列的輥筒組成，薄膜溫度控制在30°C 50°C之間；所述定型由4-8個交錯排列或直線排列的輥筒組成，前2-3個輥筒呈直線排列，溫度控制在50°C 70°C之間，消除壓延薄膜生產(chǎn)中的應(yīng)力和張力；后3-8個輥筒溫度控制在10°C 40°C之間，對薄膜進行最終的定型；消除應(yīng)力以降低產(chǎn)品收縮率。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種耐低溫低遷移聚氯乙烯醫(yī)用壓延薄膜材料及其制備方法，壓延薄膜材料，包括如下重量份的組分聚氯乙烯40~90份，熱塑性彈性體60~10份，增塑劑A10~40份，增塑劑B0~20份，熱穩(wěn)定劑1~10份，抗氧劑0.1~2.5份，潤滑劑0.1~1.5份。本發(fā)明的壓延薄膜具有柔軟、花紋牢固、尺寸穩(wěn)定性好、表面粗糙度穩(wěn)定和高透氧性的特點，且薄膜表面無微粒污染，能滿足血液保存42天要求及低溫(-30℃)保存要求，為特殊情況或者戰(zhàn)備需要提供了一種可長期保存的醫(yī)用材料，且因不需要二次加工，所以成品制作簡單便捷，是傳統(tǒng)吹塑膜良好的替代品。
文檔編號B29C47/60GK103012996SQ20121057134
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者鐘偉勤, 徐永衛(wèi), 徐曉輝, 嵇建忠 申請人:上海新上化高分子材料有限公司