一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料及其制备方法与流程

文档序号:11223645阅读:1073来源:国知局

本发明涉及一种改性聚对苯二甲酸乙二醇酯,尤其涉及一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料及其制备方法。



背景技术:

pet(polyethyleneterephthalates)名为聚对苯二甲酸乙二醇酯,主要由c、h、o三种元素组成,是一种乳白色或浅黄色高度结晶性的聚合物,表面平滑而有光泽。耐蠕变、抗疲劳性、耐摩擦性好,磨耗小而硬度高,具有热塑性塑料中最大的韧性。电绝缘性能好,受温度影响小。无毒、耐气候性、抗化学药品稳定性好,吸水率低,耐弱酸和有机溶剂。在对于氧气、二氧化碳和水蒸气等气体方面的防渗透性中,pet的性能优于hdpe和pp,具有相当出色的阻隔性能。

一次性真空采血管是一种医用管材,由塑料管、塞子、标签持针器组成。根据检验所需的静脉血液量,在生产过程中预抽成相应的真空度,利用负压原理,通过一次性使用静脉采集针,自动定量采集静脉血样。随着我国医疗器械不断地与国际标准接轨,在临床血液检验方面已由传统的采血方式发展到一次性真空负压采血方式。国内真空行业生产水平初步成熟、生产管理初步规范,真空采血管行业在2001~2002年迎来了转折点,中国卫生部执行行政法规,推动临床检验必须使用一次性玻璃/pet真空采血管。

由于普通玻璃的ph相差较大,因此玻璃真空采血管导致溶血的可能性大大增加,而拉管工艺制作的玻璃试管线性沟密布,深浅粗细无常导致细胞的挂壁。玻璃试管的主要成分是亲水性硅酸盐,采血后玻璃试管内壁可出现吸附水分子的吸水层,分离胶不能直接黏附于玻璃试管的内壁。随着放置时间的延长,红细胞中的钾或者酶等物质可以通过水分子吸水层向血清中扩散。所以玻璃采血管在原状态下保存血清的期限以2~3d为宜。pet真空采血管以pet为原料制备而成,由于pet的疏水性,其管壁不产生水分子层,分离胶可牢固地黏附内壁上红细胞中的钾,使其不能扩散到血清中,因而冷藏保存8d血清钾含量不变。pet真空采血管可在-20℃保存标本,这是玻璃试管难以达到的。所以,在选择真空采血管时尽量用pet真空采血管为佳。

目前,以常规pet材料制备的pet真空采血管主要存在以下问题:

(1)常规pet材料结晶速率慢,尺寸收缩率大,模温高,成型周期长;

(2)常规pet材料虽然具有优良的耐高、低温性能(可在120℃温度范围内长期使用,短期使用可耐150℃高温,同时可耐-70℃低温,且高、低温时对其机械性能影响很小),但应用于真空采血管领域,以常规pet材料制备的真空采血管在60℃时型材即开始变形,装有血液制品的真空采血管其低温脆化温度大为升高,无法满足在低于-40℃环境下的储藏;

(3)一次性pet真空采血管塑料管的结构属于薄壁注塑件,直接使用常规pet材料无法直接注塑加工,特性黏度太大,注塑时不便于流动,注塑出的产品不饱模、不脱模;

(4)以常规pet材料制备的真空采血管,其偏心度及非配合尺寸都较大,成品的成型率低;

以上这些因素制约了常规pet材料在真空采血管领域的应用,因此亟待改进。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料,克服常规pet材料结晶性能差而导致pet材料加工性能差的缺陷。本发明制备得到的基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料特性结晶性能好,结晶速率快,黏度适中,具有良好的加工特性,综合性能优异,满足制备高性能pet真空采血管的要求。

本发明所要解决的技术问题还在于提供一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料制备方法,本发明基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料制备方法克服常规pet材料结晶性能差而导致pet材料加工性能差的缺陷,成品耐温性好,偏心度及非配合尺寸小,成品的成型率高。

为达到上述目的,本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:

一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料,所述复合材料的原料按重量份由pet材料一90~99.5份及pet材料二0.5~10份组成;

所述pet材料一由以下步骤制备得到:将pet物料预加热,预加热温度为60~100℃,预加热时间为12~18min,再进入结晶釜,搅拌结晶,温度为110~160℃,结晶时间为2~6h,得pet材料一;

所述pet材料二由以下步骤制备得到:按重量份,取pet物料80~98份,聚烯烃弹性体1~20份,成核剂0.02~6份,助剂0.02~5份,进入双螺杆挤出机,融熔共混,挤出造粒,得pet材料二。

作为优选,上述技术方案中,所述pet物料进入结晶釜的进料方式为真空泵吸入式。

作为优选,上述技术方案中,所述pet物料预加热在沸腾床上进行。

作为优选,上述技术方案中,所述pet物料预加热时间为15min。

作为优选,上述技术方案中,所述pet物料搅拌结晶温度为120℃,结晶时间为4h。

作为优选,上述技术方案中,所述成核剂为三氧化二铝、滑石粉、碳酸镁或苯甲酸钠的一种或几种。

作为优选,上述技术方案中,所述助剂为稳定剂和分散剂。

作为进一步优选,上述技术方案中,所述稳定剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(irganox1010)、2-(2h-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(tinuvin328)及三甲基磷酸酯的一种或几种,所述稳定剂的添加量在pet材料二中按重量份为0.01~1份。

作为进一步优选,上述技术方案中,所述分散剂为聚乙烯蜡、氯化聚乙烯蜡的一种或两种,添加量在pet材料二中按重量份为0.01~1份。

作为优选,上述技术方案中,所述pet材料二在双螺杆挤出机中的加工温度分为四段:ⅰ,260℃±10℃;ⅱ,280℃±10℃;ⅲ,290℃±10℃;ⅳ,290℃±10℃。

一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)重结晶处理:将pet物料预加热,预加热温度为60~100℃,预加热时间为12~18min,再进入结晶釜,搅拌结晶,温度为110~160℃,结晶时间为2~6h,得pet材料一;

(2)改性处理:按重量份,取pet物料80~98份,聚烯烃弹性体1~20份,成核剂0.02~6份,助剂0.02~5份,进入双螺杆挤出机,融熔共混,挤出造粒,得pet材料二;

(3)混合:按重量份,取步骤(1)所述pet材料一90~99.5份,取步骤(2)所述pet材料二0.5~10份,混合,得基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料。

作为优选,上述技术方案中,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料在医用管材制备中的应用。

作为进一步优选,上述技术方案中,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料在真空采血管制备中的应用。

本发明的基本原理:考虑到常规未重结晶pet材料存在结晶速率慢,尺寸收缩率大,模温高,成型周期长等缺点,同时常规pet材料特性粘度大,材料加工性能差,成型后的管材偏心度及非配合尺寸大,成品成型率低,耐温性差等问题,采用对pet材料一进行重结晶处理,对pet材料二进行改性处理,如加入成核剂等助剂,较多量pet材料一复配少量pet材料二,由于pet材料一和pet材料二的协同作用,大大降低pet材料的成核界面自由能,促进pet材料更好的重结晶,以此得到一种结晶性能优异,加工性能优良,综合性能优秀的pet复合材料。与现有技术相比,本发明pet复合材料特性黏度适中,具有良好的结晶性能及加工性能,材料综合性能优异。以本发明所述pet复合材料制备的真空采血管具有优良的抗冲击强度,可耐高温(>60℃)及低温(<-40℃),管材偏心度及非配合尺寸小,品质稳定、成品成型率高,制品合格率可以达到99%以上。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

本发明实施例1~3选择的原料pet物料为:上海远纺瓶级聚酯切片(pet)cb-602;聚烯烃弹性体为陶氏的poe8150聚烯烃弹性体(poe)。

实施例1

一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料及其制备方法,包括如下步骤:

(1)重结晶处理:按重量份,用真空泵吸入pet物料90份,在沸腾床上预加热,预加热温度为80℃,预加热时间为15min,再进入结晶釜,搅拌结晶,温度为120℃,结晶时间为4h,得pet材料一;

(2)改性处理:按重量份,取pet物料80份,聚烯烃弹性体5份,三氧化二铝6份,滑石粉6份,四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(irganox1010)1份,2-(2h-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(tinuvin328)1份,氯化聚乙烯蜡1份,进入双螺杆挤出机,融熔共混,挤出造粒,加工温度分为四段:ⅰ,260℃±10℃;ⅱ,280℃±10℃;ⅲ,290℃±10℃;ⅳ,290℃±10℃,得pet材料二;

(3)混合:按重量份,取步骤(1)所述pet材料一90份,取步骤(2)所述pet材料二10份,混合,得pet复合材料。

实施例2

一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料及其制备方法,包括如下步骤:

(1)重结晶处理:按重量份,用真空泵吸入pet物料95份,在沸腾床上预加热,预加热温度为80℃,预加热时间为15min,再进入结晶釜,搅拌结晶,温度为120℃,结晶时间为4h,得pet材料一;

(2)改性处理:按重量份,取pet物料90份,聚烯烃弹性体3份,三氧化二铝2份,苯甲酸钠2份,四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(irganox1010)1份,2-(2h-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(tinuvin328)1份、氯化聚乙烯蜡1份,进入双螺杆挤出机,融熔共混,挤出造粒,加工温度分为四段:ⅰ,260℃±10℃;ⅱ,280℃±10℃;ⅲ,290℃±10℃;ⅳ,290℃±10℃,得pet材料二;

(3)混合:按重量份,取步骤(1)所述pet材料一95份,取步骤(2)所述pet材料二5份,混合,得pet复合材料。

实施例3

一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料及其制备方法,包括如下步骤:

(1)重结晶处理:按重量份,用真空泵吸入pet物料99.5份,在沸腾床上预加热,预加热温度为80℃,预加热时间为15min,再进入结晶釜,搅拌结晶,温度为120℃,结晶时间为4h,得pet材料一;

(2)改性处理:按重量份,取pet物料98份,聚烯烃弹性体1份,碳酸镁0.3份,苯甲酸钠0.4份,四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(irganox1010)0.1份,2-(2h-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚(tinuvin328)0.1份,聚乙烯蜡0.1份,进入双螺杆挤出机,融熔共混,挤出造粒,加工温度分为四段:ⅰ,260℃±10℃;ⅱ,280℃±10℃;ⅲ,290℃±10℃;ⅳ,290℃±10℃,得pet材料二;

(3)混合:按重量份,取步骤(1)所述pet材料一99.5份,取步骤(2)所述pet材料二0.5份,混合,得pet复合材料。

本发明实施例1~3制备的pet复合材料性能指标见表1。

表1本发明实施例1~3制备的pet复合材料性能指标

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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