一种聚氨酯医用抗菌材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种聚氨酯医用抗菌材料及其制备方法，该抗菌材料包括如下组分：聚氨酯，聚维酮碘，蒙脱土，壳聚糖，十八烷基二甲基三甲氧基硅烷基丙基氯化铵，二甲苯磺酸钠，桂皮油，抗氧剂及稳定剂。制备方法：按重量份称取各组分；制备聚维酮碘水溶液；制备聚维酮碘-蒙脱土；将聚氨酯用溶解，向其中加入聚维酮碘-蒙脱土及其余原料，送入双螺杆挤出机中挤出，即得。本发明提供的聚氨酯医用抗菌材料拉伸强度达到了28.8MPa以上，伸长率达到了36.3%以上，弯曲强度达到了160MPa以上，对金黄色葡萄球菌抑制率达到了95.6%以上，对大肠杆菌抑制率达到了92.8%以上，与其他同类产品相比，在性能、生产工艺上具有很大优势。
【专利说明】一种聚氨酯医用抗菌材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚氨酯医用抗菌材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着生活水平的提高，人们开始广泛关注阻止细菌传播的途径和材料。目前应用 较多的抗菌剂是无机抗菌剂，其缺点在于小分子和重金属离子存在着毒性，而且价格比较 昂贵，所以有机抗菌材料逐渐发展起来。有机抗菌材料包括含N或P的阳离子表面活性抗 菌剂以及高分子抗菌剂，而后者性能更稳定，不挥发，使用寿命长，易于加工，易于贮存，不 会渗入人或动物表皮，因此近几年来的研宄较多。
[0003] 聚氨酯材料是重要的生物医用材料之一，在生物工程领域得到了较广泛应用。但 生物材料植入人体会引起炎症等副反应，生物材料为游离细菌提供粘附位点，并逐渐形成 水合多聚糖性质的生物膜，膜内细菌的抗药性远大于游离细菌，传统的抗菌治疗作用不大。 因此，研宄本身具有抗菌能力的生物医用材料已成为生物材料领域的研宄热点。
【发明内容】
[0004] 基于上述信息，本发明的目的在于提供一种长效、稳定、安全可靠和良好力学性能 的聚氨酯医用抗菌材料及其制备方法。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 一种聚氨酯医用抗菌材料，按重量份计，包括如下组分：聚氨酯20?30份，聚维酮 碘10?15份，蒙脱土 0. 5?1. 5份，壳聚糖5?10份，十八烷基二甲基三甲氧基硅烷基丙 基氯化铵0. 5?1. 5份，二甲苯磺酸钠1?5份，桂皮油1?5份，抗氧剂0. 1?0. 5份及 稳定剂〇. 1?〇. 5份。
[0007] 优选地，按重量份计，包括如下组分：聚氨酯18?24份，聚维酮碘12?14份，蒙脱 土 0. 7?1. 2份，壳聚糖7?8份，十八烷基二甲基三甲氧基硅烷基丙基氯化铵0. 9?1. 2 份，二甲苯磺酸钠2?4份，桂皮油2?4份，抗氧剂0. 3?0. 4份及稳定剂0. 2?0. 3份。
[0008] 更优选地，按重量份计，包括如下组分：聚氨酯20份，聚维酮碘13份，蒙脱土 1份， 壳聚糖7份，十八烷基二甲基三甲氧基硅烷基丙基氯化铵I. 1份，二甲苯磺酸钠3份，桂皮 油3份，抗氧剂0. 3份及稳定剂0. 2份。
[0009] 所述蒙脱土的粒径低于20nm。
[0010] 所述抗氧剂为抗氧剂CA。
[0011] 所述稳定剂为聚乙二醇或聚乙烯醇。
[0012] 聚氨酯医用抗菌材料的制备方法，包括如下步骤：
[0013] (1)按重量份称取各组分；
[0014] (2)将聚维酮碘溶于超纯水中，经搅拌制成聚维酮碘水溶液；将蒙脱土分散于超 纯水中，向其中慢慢滴加聚维酮碘水溶液并不断搅拌，加热至70?85°C，搅拌2?3h，抽 滤，洗涤，滤饼于105?IKTC的真空干燥箱中干燥12?24h，得到块状固体，经研磨、过筛， 得聚维酮碘-蒙脱土，密闭保存备用；
[0015] (3)将聚氨酯用DMF溶解，向其中加入步骤（2)制得的聚维酮碘-蒙脱土及其余原 料，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度220?240°C，螺杆转速36?54Hz，即得 聚氨酯医用抗菌材料。
[0016] 本发明提供的聚氨酯医用抗菌材料具有良好的综合性能，其中拉伸强度达到了 28. 8MPa以上，伸长率达到了 36. 3%以上，弯曲强度达到了 160MPa以上，对金黄色葡萄球菌 抑制率达到了 95. 6%以上，对大肠杆菌抑制率达到了 92. 8%以上，与其他同类产品相比， 在性能、生产工艺上具有很大优势。
【具体实施方式】
[0017] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0018] 实施例1
[0019] 一种聚氨酯医用抗菌材料，按重量份计，包括如下组分：聚氨酯20份，聚维酮碘10 份，蒙脱土 0. 5份，壳聚糖5份，十八烷基二甲基三甲氧基硅烷基丙基氯化铵0. 5份，二甲苯 磺酸钠1份，桂皮油1份，抗氧剂CA 0. 1份及聚乙二醇0. 1份。
[0020] 制备方法如下：
[0021] (1)按重量份称取各组分；
[0022] (2)将聚维酮碘溶于超纯水中，经搅拌制成聚维酮碘水溶液；将蒙脱土分散于超 纯水中，向其中慢慢滴加聚维酮碘水溶液并不断搅拌，加热至70°C，搅拌2h，抽滤，洗涤，滤 饼于105°C的真空干燥箱中干燥24h，得到块状固体，经研磨、过筛，得聚维酮碘-蒙脱土，密 闭保存备用；
[0023] (3)将聚氨酯用DMF溶解，向其中加入步骤⑵制得的聚维酮碘-蒙脱土及其余原 料，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度240°C，螺杆转速54Hz，即得聚氨酯医用 抗菌材料。
[0024] 实施例2
[0025] 一种聚氨酯医用抗菌材料，按重量份计，包括如下组分：聚氨酯18份，聚维酮碘12 份，蒙脱土 0. 7份，壳聚糖7份，十八烷基二甲基三甲氧基硅烷基丙基氯化铵0. 9份，二甲苯 磺酸钠2份，桂皮油2份，抗氧剂CA 0. 3份及聚乙烯醇0. 2份。
[0026] 制备方法如下：
[0027] (1)按重量份称取各组分；
[0028] (2)将聚维酮碘溶于超纯水中，经搅拌制成聚维酮碘水溶液；将蒙脱土分散于超 纯水中，向其中慢慢滴加聚维酮碘水溶液并不断搅拌，加热至75°C，搅拌2h，抽滤，洗涤，滤 饼于105°C的真空干燥箱中干燥20h，得到块状固体，经研磨、过筛，得聚维酮碘-蒙脱土，密 闭保存备用；
[0029] (3)将聚氨酯用DMF溶解，向其中加入步骤（2)制得的聚维酮碘-蒙脱土及其余原 料，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度235°C，螺杆转速50Hz，即得聚氨酯医用 抗菌材料。
[0030] 实施例3
[0031] 一种聚氨酯医用抗菌材料，按重量份计，包括如下组分：聚氨酯20份，聚维酮碘13 份，蒙脱土 1份，壳聚糖7份，十八烷基二甲基三甲氧基硅烷基丙基氯化铵I. 1份，二甲苯磺 酸钠3份，桂皮油3份，抗氧剂CA 0. 3份及聚乙二醇0. 2份。
[0032] 制备方法如下：
[0033] (1)按重量份称取各组分；
[0034] (2)将聚维酮碘溶于超纯水中，经搅拌制成聚维酮碘水溶液；将蒙脱土分散于超 纯水中，向其中慢慢滴加聚维酮碘水溶液并不断搅拌，加热至75°C，搅拌3h，抽滤，洗涤，滤 饼于IKTC的真空干燥箱中干燥16h，得到块状固体，经研磨、过筛，得聚维酮碘-蒙脱土，密 闭保存备用；
[0035] (3)将聚氨酯用DMF溶解，向其中加入步骤（2)制得的聚维酮碘-蒙脱土及其余原 料，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度230°C，螺杆转速45Hz，即得聚氨酯医用 抗菌材料。
[0036] 实施例4
[0037] 一种聚氨酯医用抗菌材料，按重量份计，包括如下组分：聚氨酯24份，聚维酮碘14 份，蒙脱土 1. 2份，壳聚糖8份，十八烷基二甲基三甲氧基硅烷基丙基氯化铵1. 2份，二甲苯 磺酸钠4份，桂皮油4份，抗氧剂CA 0. 4份及聚乙烯醇0. 3份。
[0038] 制备方法如下：
[0039] (1)按重量份称取各组分；
[0040] (2)将聚维酮碘溶于超纯水中，经搅拌制成聚维酮碘水溶液；将蒙脱土分散于超 纯水中，向其中慢慢滴加聚维酮碘水溶液并不断搅拌，加热至80°C，搅拌3h，抽滤，洗绦，滤 饼于IKTC的真空干燥箱中干燥12h，得到块状固体，经研磨、过筛，得聚维酮碘-蒙脱土，密 闭保存备用；
[0041] (3)将聚氨酯用DMF溶解，向其中加入步骤⑵制得的聚维酮碘-蒙脱土及其余原 料，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度225°C，螺杆转速40Hz，即得聚氨酯医用 抗菌材料。
[0042] 实施例5
[0043] 一种聚氨酯医用抗菌材料，按重量份计，包括如下组分：聚氨酯30份，聚维酮碘15 份，蒙脱土 1. 5份，壳聚糖10份，十八烷基二甲基三甲氧基硅烷基丙基氯化铵1. 5份，二甲 苯磺酸钠5份，桂皮油5份，抗氧剂CA 0. 5份及聚乙二醇0. 5份。
[0044] 制备方法如下：
[0045] (1)按重量份称取各组分；
[0046] (2)将聚维酮碘溶于超纯水中，经搅拌制成聚维酮碘水溶液；将蒙脱土分散于超 纯水中，向其中慢慢滴加聚维酮碘水溶液并不断搅拌，加热至85°C，搅拌3h，抽滤，洗绦，滤 饼于IKTC的真空干燥箱中干燥12h，得到块状固体，经研磨、过筛，得聚维酮碘-蒙脱土，密 闭保存备用；
[0047] (3)将聚氨酯用DMF溶解，向其中加入步骤⑵制得的聚维酮碘-蒙脱土及其余原 料，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度220°C，螺杆转速36Hz，即得聚氨酯医用 抗菌材料。
[0048] 性能测试：
[0049] 分别测定本发明实施例1?5制备的聚氨酯医用抗菌材料的物理性能，结果如表 1所示。
[0050] 表 I
[0051]
【权利要求】
1. 一种聚氨酯医用抗菌材料，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：聚氨酯20~30 份，聚维酮碘10~15份，蒙脱土 0. 5~1. 5份，壳聚糖5~10份，十八烷基二甲基三甲氧基硅烷 基丙基氯化铵〇. 5~1. 5份，二甲苯磺酸钠1~5份，桂皮油1~5份，抗氧剂0. 1~0. 5份及稳定 剂 0. 1~0. 5 份。
2. 根据权利要求1所述的聚氨酯医用抗菌材料，其特征在于，按重量份计，包括如下 组分：聚氨酯18~24份，聚维酮碘12~14份，蒙脱土 0. 7~1. 2份，壳聚糖7~8份，十八烷基二 甲基三甲氧基硅烷基丙基氯化铵0. 9~1. 2份，二甲苯磺酸钠2~4份，桂皮油2~4份，抗氧剂 0. 3~0. 4份及稳定剂0. 2~0. 3份。
3. 根据权利要求1所述的聚氨酯医用抗菌材料，其特征在于，按重量份计，包括如下 组分：聚氨酯20份，聚维酮碘13份，蒙脱土 1份，壳聚糖7份，十八烷基二甲基三甲氧基硅 烷基丙基氯化铵1. 1份，二甲苯磺酸钠3份，桂皮油3份，抗氧剂0. 3份及稳定剂0. 2份。
4. 根据权利要求1所述的聚氨酯医用抗菌材料，其特征在于，所述蒙脱土的粒径低于 20nm〇
5. 根据权利要求1所述的聚氨酯医用抗菌材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂 CA〇
6. 根据权利要求1所述的聚氨酯医用抗菌材料，其特征在于，所述稳定剂为聚乙二醇 或聚乙烯醇。
7. 权利要求1所述聚氨酯医用抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 按重量份称取各组分； (2) 将聚维酮碘溶于超纯水中，经搅拌制成聚维酮碘水溶液；将蒙脱土分散于超纯水 中，向其中慢慢滴加聚维酮碘水溶液并不断搅拌，加热至70~85°C，搅拌2~3h，抽滤，洗涤， 滤饼于105~110°C的真空干燥箱中干燥12~24 h，得到块状固体，经研磨、过筛，得聚维酮 碘-蒙脱土，密闭保存备用； (3) 将聚氨酯用DMF溶解，向其中加入步骤（2)制得的聚维酮碘-蒙脱土及其余原料， 搅拌均匀，送入双螺杆挤出机中挤出，挤出温度220~240°C，螺杆转速36~54Hz，即得聚氨酯 医用抗菌材料。
【文档编号】A61L27/16GK104474588SQ201410687769
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】徐勤霞, 李苏杨 申请人:苏州市贝克生物科技有限公司