医用抗菌薄膜用TPU及其制备方法与流程

本发明属于高分子材料制备，具体涉及医用抗菌薄膜用tpu及其制备方法。

背景技术：

1、聚合物薄膜在医疗领域中有广泛应用，包括一次性手术衣、床垫套、液体袋、透皮贴剂和伤口护理产品等。目前最常用的医用薄膜材料是pvc和pe，但是相较于热塑性聚氨酯弹性体（tpu）材料而言，这些材料透气性差且不能及时有效排除产生的水汽，同时强度较tpu偏低。

2、tpu因其具有高强度、高耐磨、硬度范围广、加工温度宽等特点已在众多领域得到广泛的应用。tpu防水透湿薄膜具有透湿率高、力学性能好等优势，广泛应用于高档服饰、家纺和医疗领域，tpu无毒，属于环保材料。此外，tpu薄膜可以通过流延或者吹塑的方式进行加工，加工方式多样，且加工简便。

3、目前，薄膜材料防水透湿的实现主要有两种方式：微孔水汽传输和分子水汽传导。微孔水汽传输主要通过薄膜材料表面的孔隙进行水汽传输，但表面的孔隙容易导致细菌的传递，从而影响医疗领域中的使用安全性；分子水汽传导主要通过薄膜材质中的亲水性基团将水汽从蒸汽压高的一侧传导到蒸汽压低的一侧，同时由于薄膜本身材质防水，从而实现防水透湿的作用。利用聚乙二醇合成tpu可实现防水透湿效果，虽然透湿效果优异，但力学强度一般较差，防刺穿和耐磨性能均较差，影响使用效果和寿命。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种医用抗菌薄膜用tpu及其制备方法，在聚酯多元醇中引入聚乙二醇嵌段，实现透湿效果的同时，有效保证产品的强度和防刺穿效果，用于医疗薄膜用途，可以更好地保证医用薄膜的使用效果。

2、本发明所述的医用抗菌薄膜用tpu，由以下质量百分数的原料制成：

3、多元醇    48%~70%

4、异氰酸酯  24%~40%

5、扩链剂    5%~12%

6、抗氧剂    0.1%~0.3%

7、光稳定剂  0.1%~0.3%

8、催化剂    0.008%~0.03%

9、抗菌剂    0.2%~0.6%。

10、多元醇由己二酸和小分子醇经缩合反应制得，小分子醇由聚乙二醇和二元醇组成，二元醇可以为乙二醇、丁二醇、1,2-丙二醇的一种或其几种任意比例混合，优选为聚乙二醇和丁二醇混合。

11、聚乙二醇数均分子量为400~1000；聚乙二醇与二元醇的摩尔比为（1.0~1.2）：1；聚乙二醇与二元醇的总摩尔数与二元酸的摩尔数之比为（1.2~1.5）：1。

12、异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、甲苯异氰酸酯和亚苯基-1,4-二异氰酸酯中的一种或多种，优选为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯（mdi-100）。

13、扩链剂为乙二醇，1,4-丁二醇、1,2-丙二醇和1,6-己二醇中的一种或多种以任意比例混合，优选1,4-丁二醇。

14、抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种以任意比例混合，优选为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯（1010）、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯（626）、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（168）、硫代二丙酸双十二醇酯（dltdp）的一种或几种的混合物，进一步优选为1010。

15、光稳定剂为tinuvin783、tinuvin123和tinuvin328中的一种或多种以任意比例混合，优选为tinuvin783。

16、抗菌剂为纳米银离子抗菌剂，优选为basf irgaguard b1000。

17、催化剂为有机铋类、有机锡类和钛酸酯类催化剂中的一种或多种，优选为有机铋类催化剂dy-20。

18、本发明所述的医用抗菌薄膜用tpu的制备方法，由多元醇、异氰酸酯、扩链剂经一步法制成，包括以下步骤：将多元醇、抗氧剂、催化剂、光稳定剂混合，加热至130~150℃。充分混合均匀；将异氰酸酯和扩链剂分别加热至45~55℃；将加热后的原料经过精准计量后经高速搅拌头注入到挤出机中，在挤出机后段加入抗菌剂，混合物料在螺杆中反应塑化，并经过水下切系统造粒后得到最终制品。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、1、本发明从tpu结构上对于原料进行优选；通过优选多元醇的原料类型，在常规聚酯多元醇结构中引入聚乙二醇结构，从而实现制备的tpu产品具有透湿效果的同时能够保持较高的强度效果，确保使用过程中不会出现被轻易刺穿和扯断的情况；

21、2、本发明通过对抗菌剂种类进行筛选，优选了高效的纳米银离子抗菌剂；

22、3、产品可以通过流延和吹塑方式进行加工，整个加工过程不使用溶剂，不造成环境污染影响。

技术特征：

1.一种医用抗菌薄膜用tpu，其特征在于，由以下质量百分数的原料制成：

2.根据权利要求1所述的医用抗菌薄膜用tpu，其特征在于，多元醇由己二酸和小分子醇经缩合反应制得，小分子醇由聚乙二醇和二元醇组成，二元醇可以为乙二醇、丁二醇、1,2-丙二醇的一种或其几种任意比例混合。

3.根据权利要求2所述的医用抗菌薄膜用tpu，其特征在于，聚乙二醇数均分子量为400~1000；聚乙二醇与二元醇的摩尔比为（1.0~1.2）：1；聚乙二醇与二元醇的总摩尔数与二元酸的摩尔数之比为（1.2~1.5）：1。

4.根据权利要求1所述的医用抗菌薄膜用tpu，其特征在于，异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、甲苯异氰酸酯和亚苯基-1,4-二异氰酸酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的医用抗菌薄膜用tpu，其特征在于，扩链剂为乙二醇，1,4-丁二醇、1,2-丙二醇和1,6-己二醇中的一种或多种以任意比例混合。

6.根据权利要求1所述的医用抗菌薄膜用tpu，其特征在于，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或多种以任意比例混合。

7.根据权利要求1所述的医用抗菌薄膜用tpu，其特征在于，光稳定剂为tinuvin783、tinuvin123和tinuvin328中的一种或多种以任意比例混合。

8.根据权利要求1所述的医用抗菌薄膜用tpu，其特征在于，抗菌剂为纳米银离子抗菌剂。

9.根据权利要求1所述的医用抗菌薄膜用tpu，其特征在于，催化剂为有机铋类、有机锡类和钛酸酯类催化剂中的一种或多种。

10.根据权利要求1~9任意一项所述的医用抗菌薄膜用tpu的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将多元醇、抗氧剂、催化剂、光稳定剂混合，加热至130~150℃；将异氰酸酯和扩链剂分别加热至45~55℃；将加热后的原料注入到挤出机中，在挤出机后段加入抗菌剂，混合物料在螺杆中反应塑化，并经过水下切系统造粒后得到最终制品。

技术总结
本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及医用抗菌薄膜用TPU及其制备方法，由以下质量百分数的原料制成：多元醇48%~70%；异氰酸酯24%~40%；扩链剂5%~12%；抗氧剂0.1%~0.3%；光稳定剂0.1%~0.3%；催化剂0.008%~0.03%；抗菌剂0.2%~0.6%，在聚酯多元醇中引入聚乙二醇嵌段，实现透湿效果的同时，有效保证产品的强度和防刺穿效果，用于医疗薄膜用途，可以更好地保证医用薄膜的使用效果。

技术研发人员：管永,张玉瑞,徐艳艳,刘宇,鞠伟坦,苟卓
受保护的技术使用者：山东一诺威聚氨酯股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12