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医用聚丙烯复合材料及其制备方法.pdf

上传人：奻奴

文档编号：8944049

上传时间：2021-01-24

格式：PDF

页数：12

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本发明公开了一种医用聚丙烯复合材料及其制备方法，包括以下质量百分含量的组分：4080的均聚聚丙烯，540的共聚聚丙烯，1040的显影剂，0.13的色母粒；其中，所述均聚聚丙烯、所述共聚聚丙烯和所述色母粒均为医疗级或食品级，所述显影剂为医疗级。本发明的医用聚丙烯复合材料，成分简单，综合性能优异，在保证刚性良好的情况下，无需加入其它增韧剂即可提高该医用聚丙烯复合材料的韧性，简化了制备过程，同时减少了杂。

摘要
申请专利号：	CN201510321016.7	申请日：	20150612
公开号：	CN104861303A	公开日：	20150826
当前法律状态：		有效性：	失效
法律详情：
IPC分类号：	C08L23/12,C08L23/14,C08K3/30,C08K3/22,C08K3/08,C08K3/26,C08J3/22,B29C47/92,B29B9/06	主分类号：	C08L23/12,C08L23/14,C08K3/30,C08K3/22,C08K3/08,C08K3/26,C08J3/22,B29C47/92,B29B9/06
申请人：	福路明精密管材（北京）有限公司
发明人：	胥垚,蒋志敏,邱必克
地址：	100176 北京市大兴区北京经济技术开发区宏达北路8号1号厂房一层中区
优先权：	CN201510321016A
专利代理机构：	广州华进联合专利商标代理有限公司	代理人：	李芙蓉
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内容摘要

本发明公开了一种医用聚丙烯复合材料及其制备方法，包括以下质量百分含量的组分：40％～80％的均聚聚丙烯，5％～40％的共聚聚丙烯，10％～40％的显影剂，0.1％～3％的色母粒；其中，所述均聚聚丙烯、所述共聚聚丙烯和所述色母粒均为医疗级或食品级，所述显影剂为医疗级。本发明的医用聚丙烯复合材料，成分简单，综合性能优异，在保证刚性良好的情况下，无需加入其它增韧剂即可提高该医用聚丙烯复合材料的韧性，简化了制备过程，同时减少了杂质的引入，增加了安全系数，能够满足介入医疗器械的需求，使得介入医疗器械具有较高的穿刺能力和抗变形能力，提高了介入医疗器械的稳定性和实用性。

权利要求书

1.一种医用聚丙烯复合材料，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：40％～80％的均聚聚丙烯，5％～40％的共聚聚丙烯，10％～40％的显影剂，0.1％～3％的色母粒；其中，所述均聚聚丙烯、所述共聚聚丙烯和所述色母粒均为医疗级或食品级，所述显影剂为医疗级。 2.根据权利要求1所述的医用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述均聚聚丙烯与所述共聚聚丙烯的质量百分比为4.7:4～7.7:1。 3.根据权利要求1所述的医用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述均聚聚丙烯的熔体流动速率为0.2g/10min～5g/10min。 4.根据权利要求1所述的医用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述均聚聚丙烯的弯曲模量为1500MPa～2300MPa，洛氏硬度为100～110，悬臂梁缺口冲击强度为2kJ/m～8kJ/m。 5.根据权利要求1所述的医用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述共聚聚丙烯的熔体流动速率为0.2g/10min～3g/10min。 6.根据权利要求1所述的医用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述共聚聚丙烯的弯曲模量为1000MPa～1400MPa，洛氏硬度为85～100，悬臂梁缺口冲击强度为10kJ/m～30kJ/m。 7.根据权利要求1～6任一项所述的医用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述显影剂为金属和/或金属盐的颗粒，所述颗粒的平均粒径为0.1μm～20μm。 8.根据权利要求7所述的医用聚丙烯复合材料，其特征在于，所述显影剂为硫酸钡、氧化铋、氯氧化铋、碱式碳酸铋和钨中的一种或多种。 9.一种如权利要求1～8任一项所述的医用聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取一定量的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、显影剂和色母粒作为反应原料，其中，所述反应原料中各组分的质量百分含量为：均聚聚丙烯为40％～80％，共聚聚丙烯为5％～40％，显影剂为10％～40％，色母粒为0.1％～3％；将所述称取的反应原料混合均匀；将所述混合均匀的反应原料放入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后造粒。 10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在熔融挤出的步骤中，所述双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度为120℃～160℃，二区温度为175℃～190℃，三区温度为180℃～220℃，四区温度为180℃～220℃，五区温度为180℃～220℃，六区温度为180℃～220℃，七区温度为180℃～220℃，八区温度为180℃～220℃，九区温度为180℃～220℃，十区温度为180℃～220℃，机头温度为190℃～220℃；所述双螺杆挤出机的转速为60转/分～600转/分。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种医用聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

穿刺导管是介入治疗技术中常见的一种介入器件，主要用于引导各种医疗器械或药品进入血管的病变部位，以便进行诊疗。穿刺导管包括可撕开外管和穿刺管，其中，穿刺管要求具有一定的刚性和韧性，以便能顺利地进入血管发挥作用。当穿刺导管的韧性较差时，会导致其尖端耐应力开裂性能不足，在通过导丝时会引起应力集中，容易导致开裂、甚至断裂，严重影响介入器械的使用稳定性和安全性；当穿刺导管的刚性不足时，则会导致其抗变形能力的下降，使用时穿刺能力不足，影响导管的操作实用性。

聚丙烯由于模量高、并具备良好的可加工性和生物安全性，被广泛用作医用导管的原材料之一。但是，目前利用聚丙烯作为主要原料制备的导管，很难达到刚性和韧性之间的平衡，刚性较好的往往韧性较差，韧性较好的一般刚性不足，从而影响了穿刺导管的使用效果。

发明内容

本发明提供了一种综合性能良好的医用聚丙烯复合材料及其制备方法，该医用聚丙烯复合材料能够达到刚性和韧性之间较优的平衡。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种医用聚丙烯复合材料，包括以下质量百分含量的组分：

40％～80％的均聚聚丙烯，5％～40％的共聚聚丙烯，10％～40％的显影剂， 0.1％～3％的色母粒；

其中，所述均聚聚丙烯、所述共聚聚丙烯和所述色母粒均为医疗级或食品级，所述显影剂为医疗级。

在其中一个实施例中，所述均聚聚丙烯与所述共聚聚丙烯的质量百分比为 4.7:4～7.7:1。

在其中一个实施例中，所述均聚聚丙烯的熔体流动速率为 0.2g/10min～5g/10min。

在其中一个实施例中，所述均聚聚丙烯的弯曲模量为1500MPa～2300MPa，洛氏硬度为100～110，悬臂梁缺口冲击强度为2kJ/m2～8kJ/m2。

在其中一个实施例中，所述共聚聚丙烯的熔体流动速率为 0.2g/10min～3g/10min。

在其中一个实施例中，所述共聚聚丙烯的弯曲模量为1000MPa～1400MPa，洛氏硬度为85～100，悬臂梁缺口冲击强度为10kJ/m2～30kJ/m2。

在其中一个实施例中，所述显影剂为金属和/或金属盐的颗粒，所述颗粒的平均粒径为0.1μm～20μm。

在其中一个实施例中，所述显影剂为硫酸钡、氧化铋、氯氧化铋、碱式碳酸铋和钨中的一种或多种。

一种所述的医用聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

称取一定量的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、显影剂和色母粒作为反应原料，其中，所述反应原料中各组分的质量百分含量为：均聚聚丙烯为40％～80％，共聚聚丙烯为5％～40％，显影剂为10％～40％，色母粒为0.1％～3％；

将所述称取的反应原料混合均匀；

将所述混合均匀的反应原料放入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后造粒。

在其中一个实施例中，在熔融挤出的步骤中，所述双螺杆挤出机的工艺条件为：

一区温度为120℃～160℃，二区温度为175℃～190℃，三区温度为180℃ ～220℃，四区温度为180℃～220℃，五区温度为180℃～220℃，六区温度为180℃ ～220℃，七区温度为180℃～220℃，八区温度为180℃～220℃，九区温度为180℃ ～220℃，十区温度为180℃～220℃，机头温度为190℃～220℃；

所述双螺杆挤出机的转速为60转/分～600转/分。

本发明的有益效果如下：

本发明的医用聚丙烯复合材料中，包含均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、显影剂和色母粒。医用聚丙烯复合材料的刚性和韧性会受到各组分共同作用的影响，其中，显影剂和均聚聚丙烯在一定程度上会降低医用聚丙烯复合材料的韧性，提高其刚性，而共聚聚丙烯则会提高医用聚丙烯复合材料的韧性，降低其刚性。本发明通过协调各组分的比例，使得医用聚丙烯复合材料的刚性和韧性达到较优的平衡，同时配合色母粒，能够得到综合性能优异的医用聚丙烯复合材料；本发明的医用聚丙烯复合材料，成分简单，在保证刚性良好的情况下，无需加入其它增韧剂即可提高该医用聚丙烯复合材料的韧性，简化了制备过程，同时减少了杂质的引入，增加了安全系数，能够满足介入医疗器械的需求，使得介入医疗器械具有较高的穿刺能力、抗变形能力和耐应力开裂能力，提高了穿刺导管等介入医疗器械的使用稳定性和实用性。

具体实施方式

下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供了一种医用聚丙烯复合材料，包括以下质量百分含量的组分： 40％～80％的均聚聚丙烯，5％～40％的共聚聚丙烯，10％～40％的显影剂，0.1％～3％的色母粒；其中，均聚聚丙烯、共聚聚丙烯和色母粒均为医疗级或食品级，显影剂为医疗级。

本发明中，显影剂优选为显影高分子中常用的医疗级金属或金属盐的颗粒。作为一种可实施方式，显影剂为硫酸钡、氧化铋、氯氧化铋、碱式碳酸铋和钨中的一种或多种(包括两种)。较佳地，为了增加显影效果，显影剂的平均粒径为1μm～20μm，更佳地，显影剂的平均粒径为0.6μm～0.8μm。

本发明的医用聚丙烯复合材料中，色母粒主要发挥了着色的作用。本发明中所使用的色母粒为市售，较佳地，作为一种可实施方式，色母粒包括以下质量百分含量的组分：18％～20％的载体，40％～48％的无铅颜料，14％～20％的助剂， 1％～2％的偶联剂；其中，载体可以为聚乙烯、聚丙烯和乙烯醋酸乙烯共聚物，无铅颜料可以为二氧化钛、碳黑、酞菁蓝等，助剂可以为聚乙烯蜡等，偶联剂可以为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等。

本发明中，均聚聚丙烯和共聚聚丙烯为医用聚丙烯复合材料的主要成分，因此，医用聚丙烯复合材料的韧性和刚性受到二者协同作用的影响较大。若均聚聚丙烯的含量过高，则医用聚丙烯复合材料的韧性会不足，反之，若共聚聚丙烯的含量过高，则医用聚丙烯复合材料的刚性会降低。较优地，均聚聚丙烯与共聚聚丙烯的质量百分比为4.7:4～7.7:1。在该范围内，本发明的医用聚丙烯复合材料的刚性和韧性可达到更优的平衡，能够更好的满足医疗领域的相关应用。

本发明的医用聚丙烯复合材料中，均聚聚丙烯的熔体流动速率优选为 0.2g/10min～5g/10min，共聚聚丙烯的熔体流动速率优选为0.2g/10min～3g/10min。该熔体流动速率范围内，能够更好地适应医用聚丙烯复合材料的加工工艺要求，从而提高医用聚丙烯复合材料的可靠性和质量。其中，均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的熔体流动速率均是在230℃×2.16kg条件下进行测试的。

较佳地，作为一种可实施方式，均聚聚丙烯的弯曲模量为 1500MPa～2300MPa，洛氏硬度为100～110，悬臂梁缺口冲击强度为 2kJ/m2～8kJ/m2；共聚聚丙烯的弯曲模量为1000MPa～1400MPa，洛氏硬度为 85～100，悬臂梁缺口冲击强度为10kJ/m2～30kJ/m2。该实施方式的参数范围内，能够进一步提高最终得到的医用聚丙烯复合材料的综合性能，使其具有较高的弯曲模量、洛氏硬度和冲击强度。

较佳地，本发明的医用聚丙烯复合材料的弯曲模量大于1500MPa，洛氏硬度大于100，悬臂梁缺口冲击强度大于8kJ/m2。

需要说明的是，本发明中，弯曲模量测试时选择的样品尺寸为80mm×10 mm×4mm，弯矩为64mm，弯曲速度为2mm/min；悬臂梁缺口冲击强度测试的样品尺寸为80mm×10mm×4mm，缺口深度为样品厚度的1/3；洛氏硬度测试的样品尺寸为50mm×50mm×4mm，钢球直径为5mm，压力为358N。

本发明的医用聚丙烯复合材料中，包含有均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、显影剂和色母粒。医用聚丙烯复合材料的刚性和韧性会受到各组分共同作用的影响，其中，显影剂和均聚聚丙烯在一定程度上会降低医用聚丙烯复合材料的韧性，提高其刚性，而共聚聚丙烯则会提高医用聚丙烯复合材料的韧性，降低其刚性。本发明通过协调各组分的比例，使得医用聚丙烯复合材料的刚性和韧性达到较优的平衡，同时配合色母粒，能够得到综合性能优异的医用聚丙烯复合材料；本发明的医用聚丙烯复合材料，成分简单，在保证刚性良好的情况下，无需加入其它增韧剂即可提高该医用聚丙烯复合材料的韧性，简化了制备过程，同时减少了杂质的引入，增加了安全系数。

本发明的医用聚丙烯复合材料具有较高的硬度、韧性及模量，能够满足穿刺导管等介入医疗器械的需求，使得器械具有较高的穿刺能力和抗变形能力，提高了器械的使用稳定性和实用性。

此外，本发明还提供了一种上述的医用聚丙烯复合材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S100：称取一定量的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯、显影剂和色母粒作为反应原料，其中，反应原料中各组分的质量百分含量为：均聚聚丙烯为40％～80％，共聚聚丙烯为5％～40％，显影剂为10％～40％，色母粒为0.1％～3％。

本发明中，为了使得到的医用聚丙烯复合材料具有较高的安全系数，满足其在医疗器械领域的应用，作为反应原料的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯和色母粒均为医疗级或食品级，显影剂为医疗级。此外，各组分的具体成分及性能均在上文中进行了详细的描述，此处不一一赘述。

S200：将称取的反应原料混合均匀。

较佳地，作为一种可实施方式，将称取的反应原料加入高速混合器中干混 3min～10min，得到混合均匀的反应原料。

S300：将混合均匀的反应原料放入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后造粒。

作为一种可实施方式，在熔融挤出的步骤中，双螺杆挤出机的工艺条件为：一区温度为120℃～160℃，二区温度为175℃～190℃，三区温度为180℃～220℃，四区温度为180℃～220℃，五区温度为180℃～220℃，六区温度为180℃～220℃，七区温度为180℃～220℃，八区温度为180℃～220℃，九区温度为180℃～220℃，十区温度为180℃～220℃，机头温度为190℃～220℃；双螺杆挤出机的转速为60 转/分～600转/分。该工艺条件下，得到的医用聚丙烯复合材料成分更加均匀，具有优异的刚性和韧性平衡性能，同时具备较高的弯曲模量。

本发明的制备方法简单易实现，利用该方法得到的医用聚丙烯复合材料，具有优异的综合性能，能够较好的满足穿刺导管等医疗器械领域的需求。

为了更好地理解本发明，下面通过具体的实施例对本发明的医用聚丙烯复合材料及其制备方法进行进一步说明。其中，对比例1～4中得到的聚丙烯复合材料中只含有单一种类的聚丙烯，实施例1～8得到的为本发明的医用聚丙烯复合材料，即同时含有均聚聚丙烯和共聚聚丙烯。

以下对比例和实施例中，所使用的均聚聚丙烯1为医疗级，熔体流动速率为1.5g/10min，弯曲模量为1670MPa，洛氏硬度为105，悬臂梁缺口冲击强度为 4.8kJ/m2；所使用的均聚聚丙烯2为医疗级，熔体流动速率为5g/10min，弯曲模量为2300MPa，洛氏硬度为110，悬臂梁缺口冲击强度为2kJ/m2；所使用的均聚聚丙烯3为医疗级，熔体流动速率为0.2g/10min，弯曲模量为1500MPa，洛氏硬度为100，悬臂梁缺口冲击强度为8kJ/m2；所使用的共聚聚丙烯1为食品级，熔体流动速率为2.5g/10min，弯曲模量为1250MPa，洛氏硬度为94，悬臂梁缺口冲击强度为19kJ/m2；所使用的共聚聚丙烯2为医疗级，熔体流动速率为 0.2g/10min，弯曲模量为1000MPa，洛氏硬度为85，悬臂梁缺口冲击强度为 30kJ/m2；所使用的共聚聚丙烯3为医疗级，熔体流动速率为3.0g/10min，弯曲模量为1400MPa，洛氏硬度为100，悬臂梁缺口冲击强度为10kJ/m2；所使用的显影剂1为硫酸钡颗粒，纯度为99％，平均粒径为0.1μm；所使用的显影剂2 为氧化铋颗粒，纯度为99％，平均粒径为20μm；所使用的显影剂3为金属钨颗粒，纯度为99％，平均粒径为0.8μm；所使用的色母粒为科莱恩色母粒有限公司的食品级的色母粒281-black。

对比例1

(1)分别称取均聚聚丙烯1和色母粒作为反应原料，其中，均聚聚丙烯1 的质量为反应原料总质量的97％，色母粒的质量为反应原料总质量的3％；