具有阻气性能的聚氨酯-聚乙烯耐脱层管材的制作方法
【专利说明】具有阻气性能的聚氨酯-聚乙烯耐脱层管材
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2012年8月15日提交的美国申请序列号13/586，288的优先权权益。
发明领域
[0003]本发明涉及聚合物管材，其典型的通过共挤出方法形成，该管材具有相同或不同的聚合物材料的多层，每个层彼此连续粘附。
[0004]发明背景
[0005]包含聚合物材料的管材被用于许多工业和商业应用中，包括医学领域。根据所需性能和预期的应用，使用了多种符合FDA要求的塑料。在管材被用于输送流体来用于人类患者的体内治疗的情况中，聚合物材料的选择会是一个考虑因素。
[0006]聚氯乙烯(PVC)是最广泛使用的塑料之一。虽然结构稳定且容易成型为所需形状，但是通常使用增塑剂制备PVC，该增塑剂可以从PVC基质中迀移出来进入体液，并且具有其他不是理想地适宜于医学治疗应用的性能。同样地，由于塑化的PVC管材的内在性能，会引起用于医用治疗中的药物和其他含水流体成分潜在地吸收到PVC管的侧壁上。聚氨酯是用于PVC的潜在替代物。但是，包含聚氨酯和聚乙烯的双层管材存在在低到中等的应力、应变或机械操作条件下两层不能彼此保持粘附，以及不能充分阻止氧迀移穿过层的缺点。Schmitt ( “Schmitt”)的美国专利4，627，844，其公开内容在此全部引入作为参考，公开了一种三层管，并包括在由Tekn1-Plex, Inc公司的Natvar Divis1n以商标“SUREPATH151”出售的商品中。如Schmitt所公开的，将PVC外层和低密度聚乙烯(LDPE)流体接触内层与乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的中间结合层共挤出。但是，虽然Schmitt通过提供LDPE流体接触层而显著降低了添加剂从PVC迀移到流体以及流体的组分吸收到PVC管材的可能性，但是优选取消PVC。其他管材构型在美国专利7，647，949、美国专利4，211，741和美国专利公布2007/0119511中公开，其公开内容在此全部引入作为参考。就医用管材而言，保持经引导通过该管材的流体中所含试剂的完整性会是一个关注点。类似地，防止流体的组分迀移穿过管材会是一个问题。在这样的应用中，可以将包含气体阻挡材料的材料层并入所述管材中，以阻止气体例如氧迀移到该流体中，因此保护流体中氧敏性试剂。
【发明内容】
[0007]根据本发明，提供了一种管，其包含内层、外层和位于该内层和该外层之间的阻挡层，其中该阻挡层通过位于该外层和该阻挡层之间的粘结剂层结合到该外层，并且该阻挡层通过位于该内层和该阻挡层之间的粘结剂层结合到该内层，其中该内层包含聚乙烯，该外层包含热塑性聚氨酯，该阻挡层包含充当气体阻碍的材料。
[0008]该阻挡层优选包含大于约90重量％的乙烯乙烯醇共聚物或聚酰胺或者其共混物。
[0009]该粘结剂典型地包含一种或多种乙烯丙烯酸系共聚物，更典型地一种或多种酸酐接枝的乙烯丙烯酸酯共聚物，和优选一种或多种酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物。
[0010]该内层典型地包含大于约90重量％的聚乙烯，该外层包含大于约90重量％的芳族或脂族聚醚基聚氨酯。
[0011]该阻挡层典型地包含大于约90重量％的乙烯乙烯醇共聚物或聚酰胺或者其共混物，该粘结剂包含大于约90重量％的一种或多种乙烯丙烯酸系共聚物。
[0012]该阻挡层可以包含大于约90重量％的乙烯乙烯醇共聚物或聚酰胺或者其共混物，该内层可以包含大于约90重量％的聚乙烯，该外层可以包含大于约90重量％的芳族或脂族聚醚基聚氨酯。
[0013]该粘结剂可以包含大于约90重量％的一种或多种乙烯丙烯酸系共聚物，该内层可以包含大于约90重量％的聚乙烯，该外层可以包含大于约90重量％的芳族或脂族聚醚基聚氨酯。
[0014]该阻挡层可以包含大于约90重量％的乙烯乙烯醇共聚物或聚酰胺或者其共混物，该粘结剂可以包含大于约90重量％的一种或多种乙烯丙烯酸系共聚物，该内层可以包含大于约90重量％的聚乙烯，该外层可以包含大于约90重量％的芳族或脂族聚醚基聚氨酯。
[0015]该聚乙烯典型地包含低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯中的一种或多种，该芳族聚醚基聚氨酯可以包含聚丁二醇基聚氨酯。
[0016]该粘结剂可以包含大于约90重量％的一种或多种乙烯丙烯酸系共聚物，该内层可以包含大于约90重量％的低密度聚乙烯(LDPE)，该外层可以包含大于约90重量％的聚丁二醇基聚氨酯，该中间层可以包含大于约90%的充当气体阻碍的材料。
[0017]该粘结剂典型地包含大于约90重量％的一种或多种乙烯丙烯酸系共聚物。
[0018]该聚氨酯外层的厚度典型地是约0.001英寸(0.0254mm)-约0.025英寸(0.635mm)，该内聚乙烯层厚度典型地是约0.001英寸(0.0254mm)-约0.025英寸(0.635mm)，该阻挡层的厚度典型地是约0.001英寸(0.0254mm)-约0.025英寸(0.635mm)。
[0019]在经过高至该管的弹性屈服点的应力和应变时，该内层和外层没有可见的脱层，所述弹性屈服点在机械测试仪中，在约12英寸/分钟的牵引速率，在72° F(220C )和50%相对湿度的环境条件测量。
[0020]优选地，当在60°C水中浸没36小时时，该管没有可见的脱层。
[0021]该管优选具有中心轴向流体流道，含水流体经引导通过该流道，该内层具有与该含水流体接触的径向内壁表面，该外层和内层在经过高至该管的弹性屈服点的应力和应变时抵抗脱层，所述弹性屈服点在机械测试仪中，在约12英寸/分钟的牵引速率，在72° F(220C )和50%相对湿度的环境条件测量。优选在60°C水中浸没36小时之后，该管没有可见的脱层。
[0022]在该管中，位于该阻挡层和该外层之间的粘结剂的厚度优选是约0.001英寸(0.0254mm)-约0.025英寸(0.635mm)，位于该阻挡层和该内层之间的粘结剂的厚度优选是约 0.001 英寸(0.0254mm)-约 0.025 英寸(0.635mm)。
[0023]在本发明的另一方面，提供了一种用于输送含水流体的医用管，其包括:
[0024]包含大于约90重量％的聚乙烯的内层，
[0025]包含大于约90重量％的芳族聚醚基聚氨酯的外层，
[0026]位于该外层和内层之间的阻挡层，其包含大于约90重量％的充当气体阻碍的材料，和
[0027]位于该阻挡层和该外层之间以及位于该阻挡层和该内层之间的粘结剂，该粘结剂包含一种或多种乙烯丙烯酸系共聚物。
[0028]在这样一个实施方案中，优选在经过高至该管的弹性屈服点的应力和应变时，该内层和外层没有可见的脱层，所述弹性屈服点在机械测试仪中，在约12英寸/分钟的牵引速率，在72° F(22°C )和50%相对湿度的环境条件测量。
[0029]在这样一个实施方案中，优选在60 °C水中浸没36小时之后，该管没有可见的脱层O
[0030]在这样一个实施方案中，该粘结剂包含一种或多种酸酐接枝的乙烯丙烯酸酯共聚物。
[0031]在本发明的另一方面，提供了一种用于输送含水流体的医用管，其包括:
[0032]包含至少约90重量％的聚乙烯的内层，
[0033]包含至少约90重量％的芳族聚醚基聚氨酯的外层，
[0034]位于该外层和内层之间的阻挡层，其包含大于约90重量％的充当气体阻碍的材料，和
[0035]位于该阻挡层和该外层之间以及位于该阻挡层和该内层之间的粘结剂，该粘结剂包含大于约90重量％的一种或多种乙烯丙烯酸系共聚物，
[0036]其中在60°C水中浸没36小时之后，该管材没有可见的脱层。
[0037]在本发明的另一方面，提供了用于输送含水流体的医用管，其包括:
[0038]包含至少约90重量％的低密度聚乙烯的内层，
[0039]包含至少约90重量％的聚丁二醇基聚氨酯的外层，
[0040]位于该外层和内层之间的阻挡层，其包含大于约90重量％的充当气体阻碍的材料，和
[0041]位于该阻挡层和该外层之间以及位于该阻挡层和该内层之间的粘结剂，该粘结剂包含一种或多种乙烯丙烯酸系共聚物，
[0042]其中在经过高至该管的弹性屈服点的应力和应变时，该管材没有可见的脱层，所述弹性屈服点在机械测试仪中，在约12英寸/分钟的牵引速率，在72° F(22°C )和50%相对湿度的环境条件测量，和
[0043]其中在60°C水中浸没36小时之后，该管材没有可见的脱层。
[0044]在本发明的另一方面，提供了一种形成医用管的方法，该管包括外层、最内层和位于该外层和该最内层之间的中间层，该方法包括:
[0045]选择具有所选