一种离子感应基体材料的制作方法

[0001]
本发明涉及医用耗材技术领域，具体包含一种离子感应基体材料。


背景技术：

[0002]
近年来，随着生活方式的改变，电脑族、手机族和出租车司机等人群出现了越来赶工多的颈椎或腰椎病问题，这类人群由于工作或生活习惯的原因长时间保持颈椎和腰椎一个姿势，颈椎和腰椎的肌肉由于长期用力得不到休息，最后导致肌肉劳损，进一步诱发骨骼和间盘系统的腰颈椎病。而随着手机的便携化，腰椎或颈椎疾病的高发人群逐渐向低龄化发展。据统计，每10个颈椎不好的年轻人里，平均有5-6个是手机不离手的低头族。这类人中或多或少都伴随着腰颈椎疾病问题。
[0003]
腰椎或颈椎疾病一个共同的特点就是伴随着难耐的疼痛，给患者带来极大的痛苦。目前用于消肿止痛、抗菌消炎的治疗，市面上存在形形色色的产品，但主要还是依靠药物的治疗方法，其中相当部分药物的疗效还难以令人满意，而且药物治疗伤痛时间长，存在一定的毒副作用。而市面上现有一些物理止痛治痛的产品，除了疗效作用一般外，还存在持效期短、需要频繁更换敷贴、患者使用成本较高的不足。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是为了解决现有产品在治疗腰颈椎疼痛等方面的不足，而提供一种可显著镇痛、止痛、并且充电时间快、疗效持久的离子感应基体材料。
[0005]
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种离子感应基体材料，包括背衬层、粘贴层、离子堆积层、表面覆盖层以及剥离层，所述粘贴层置于背衬层和离子堆积层之间，在粘贴层的中间位置为离子堆积层，离子堆积层和剥离层之间为表面覆盖层，剥离层为最外层。其特征在于：所述的离子堆积层为二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜经电晕充电制备而成。
[0006]
优选地，所述的二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜制备工艺如下：s1：室温条件下，按照重量份数计，将5～10份的聚乙氧基硅烷、10～20份的石墨、80～100 份的纯化水搅拌混合，然后加入到50～100份的聚四氟乙烯乳液中继续搅拌30～90min，使其发生部分水解与缩合；s2：在上述部分水解与缩合的反应产物中加入0.2～1份的hf催化剂，使反应物凝胶化直至失去流动性；s3：将失去流动性的产物室温下陈化24～48h，然后在氮气保护下将陈化物置于压力为 12～18mpa、温度为200～300℃的条件下烧结2～3h，模压，得到二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜。
[0007]
进一步地，所述的s3中模压工艺为：预热至320℃，加压闭模，压力为15mp-25mp，继续升温至350℃，保温1～2h，吹风冷却，出模，得到膜的厚度为0.2mm～0.5mm。
[0008]
优选地，所述的表面覆盖层为喷涂防辐射涂料层的金属箔，所述金属箔为铝箔、金
箔、银箔或铜箔。
[0009]
进一步地，所述的表面覆盖层的加工制备步骤包括：s1：在低湿度条件下，按照重量份数比称取甲苯二异氰酸酯5～10份、氧化铁红10-15份、硅胶粉40～60份、掺有30～40％tialc陶瓷粉的涂料粉20～30份，快速转入喷料筒中机械搅拌均匀，形成了混合涂料粉末；s2：采用静电喷涂机将上述所制得的混合涂料粉末涂覆到金属箔表面，经150～180℃加热处理20～30min，冷却，得到喷涂有特殊涂层的金属箔；s3：将上述喷涂有特殊涂层的金属箔浸泡于吸湿盐溶液中1～3h，浸泡完毕后取出，在 100～150℃的温度上烘干即得含防辐射涂层的金属箔。
[0010]
更进一步地，所述的吸湿性盐溶液为饱和氯化锂溶液、饱和氯化钙溶液中的任意一种。
[0011]
优选地，所述的离子堆积层的加工过程如下：其通电电压范围为驻极电压正极选择 20～30kv，负极选择10～30kv，驻极距离为10～15cm，通电时间15～30min。
[0012]
优选地，所述的表面覆盖层能完全覆盖离子堆积层，所述的剥离层为油光面托纸层，所述的剥离层能完全覆盖表面覆盖层，并且与背衬层、粘贴层的大小和尺寸完全相同。
[0013]
本发明的有益效果为：本发明选取聚四氟乙烯为离子堆积层的基体材料，通过二氧化硅掺杂对其进行改性，一方面有利于对离子感应基体材料进行充电，从而提高离子堆积工艺效率；另一方面，二氧化硅无机化合物可提高离子贴基体材料的疏水性能，降低材料的电导性能，减少聚四氟乙烯驻极体脱阱电荷的损失，从而使经离子堆积工艺的基体材料表面电荷更为稳定，止痛疗效更为持久。此外，采用喷涂有防辐射涂料层的金属箔作为表面覆盖层，可以进一步削弱聚四氟乙烯膜材料表面附近耗散的离子对其电荷储存的影响，极大地抑制聚四氟乙烯膜的极化，减少热效应，进一步减少聚四氟乙烯膜的电荷衰减性，最大限度地延长产品使用的有效期。
具体实施例
[0014]
下面结合实施例对本发明做进一步描述；以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的目的、技术方案及优点，并不能以此来限制本发明的保护范围。
[0015]
实施例1：一种离子感应基体材料，包括背衬层、粘贴层、离子堆积层、表面覆盖层以及剥离层，所述粘贴层置于背衬层和离子堆积层之间，在粘贴层的中间位置为离子堆积层，离子堆积层和剥离层之间为表面覆盖层，剥离层为最外层。所述的表面覆盖层能完全覆盖离子堆积层，所述的剥离层为油光面托纸层，所述的剥离层能完全覆盖表面覆盖层，并且与背衬层、粘贴层的大小和尺寸完全相同。
[0016]
所述的离子堆积层由二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜经电晕充电制备而成，其通电电压范围为驻极电压正极选择20kv，负极选择20kv，驻极距离为10cm，通电时间 15min。
[0017]
所述的二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜制备工艺如下：s1：室温条件下，按照重量份数计，将5份的聚乙氧基硅烷、20份的石墨、80份的纯化水搅拌混合，然后加入到90份的聚四氟乙烯乳液中继续搅拌60min，使其发生部分水解与缩
合；s2：在上述部分水解与缩合的反应产物中加入0.5份的hf催化剂，使反应物凝胶化直至失去流动性；s3：将失去流动性的产物室温下陈化24h，然后在氮气保护下将陈化物置于压力为12mpa、温度为200℃的条件下烧结3h，预热至320℃，加压闭模，压力为15mp，继续升温至 350℃，保温1h，吹风冷却，出模，得到二氧化硅掺杂改性的厚度为0.4mm的聚四氟乙烯膜。
[0018]
所述的表面覆盖层为喷涂防辐射涂料层的银箔，其加工制备步骤包括：s1：在低湿度条件下，按照重量份数比称取甲苯二异氰酸酯8份、氧化铁红14份、硅胶粉 50份、掺有35％tialc陶瓷粉的涂料粉25份，快速转入喷料筒中机械搅拌均匀，形成了混合的涂料粉；s2：采用静电喷涂机将上述所制得的混合涂料粉末涂覆到银箔表面，经180℃加热处理 30min，冷却，得到喷涂有特殊涂料层的银箔；s3：将上述喷涂有特殊涂料层的银箔浸泡于饱和氯化钙溶液中1.5h，浸泡完毕后取出，在 130℃的温度上烘干即得含防辐射涂料层的银箔。
[0019]
实施例2：一种离子感应基体材料，包括背衬层、粘贴层、离子堆积层、表面覆盖层以及剥离层，所述粘贴层置于背衬层和离子堆积层之间，在粘贴层的中间位置为离子堆积层，离子堆积层和剥离层之间为表面覆盖层，剥离层为最外层。所述的表面覆盖层能完全覆盖离子堆积层，所述的剥离层为油光面托纸层，所述的剥离层能完全覆盖表面覆盖层，并且与背衬层、粘贴层的大小和尺寸完全相同。
[0020]
所述的离子堆积层由二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜经电晕充电制备而成，其通电电压范围为驻极电压正极选择25kv，负极选择10kv，驻极距离为12cm，通电时间 30min。
[0021]
所述的二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜制备工艺如下：s1：室温条件下，按照重量份数计，将8份的聚乙氧基硅烷、10份的石墨、100份的纯化水搅拌混合，然后加入到100份的聚四氟乙烯乳液中继续搅拌30min，使其发生部分水解与缩合；s2：在上述部分水解与缩合的反应产物中加入0.2份的hf催化剂，使反应物凝胶化直至失去流动性；s3：将失去流动性的产物室温下陈化36h，然后在氮气保护下将陈化物置于压力为15mpa、温度为280℃的条件下烧结2h，预热至320℃，加压闭模，压力为20mp，继续升温至 350℃，保温1.5h，吹风冷却，出模，得到二氧化硅掺杂改性的厚度为0.3mm的聚四氟乙烯膜。
[0022]
所述的表面覆盖层为喷涂防辐射涂料层的铝箔，其加工制备步骤包括：s1：在低湿度条件下，按照重量份数比称取甲苯二异氰酸酯5份、氧化铁红12份、硅胶粉 40份、掺有40％tialc陶瓷粉的涂料粉20份，快速转入喷料筒中机械搅拌均匀，形成了混合涂料粉末；s2：采用静电喷涂机将上述所制得的混合涂料粉末涂覆到铝箔表面，经160℃加热处理 20min，冷却，得到喷涂有特殊涂料层的铝箔；s3：将上述喷涂有特殊涂料层的铝箔浸泡于饱和氯化锂溶液溶液中1h，浸泡完毕后取
出，在120℃的温度上烘干即得含防辐射涂料层的铝箔。
[0023]
实施例3：一种离子感应基体材料，包括背衬层、粘贴层、离子堆积层、表面覆盖层以及剥离层，所述粘贴层置于背衬层和离子堆积层之间，在粘贴层的中间位置为离子堆积层，离子堆积层和剥离层之间为表面覆盖层，剥离层为最外层。所述的表面覆盖层能完全覆盖离子堆积层，所述的剥离层为油光面托纸层，所述的剥离层能完全覆盖表面覆盖层，并且与背衬层、粘贴层的大小和尺寸完全相同。
[0024]
所述的离子堆积层由二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜经电晕充电制备而成，其通电电压范围为驻极电压正极选择30kv，负极选择25kv，驻极距离为14cm，通电时间 25min。
[0025]
所述的二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜制备工艺如下：s1：室温条件下，按照重量份数计，将6份的聚乙氧基硅烷、15份的石墨、90份的纯化水搅拌混合，然后加入到70份的聚四氟乙烯乳液中继续搅拌90min，使其发生部分水解与缩合；s2：在上述部分水解与缩合的反应产物中加入1份的hf催化剂，使反应物凝胶化直至失去流动性；s3：将失去流动性的产物室温下陈化30h，然后在氮气保护下将陈化物置于压力为18mpa、温度为300℃的条件下烧结2.5h，预热至320℃，加压闭模，压力为22mp，继续升温至 350℃，保温2h，吹风冷却，出模，得到二氧化硅掺杂改性的厚度为0.2mm的聚四氟乙烯膜。
[0026]
所述的表面覆盖层为喷涂防辐射涂料层的金箔，其加工制备步骤包括：s1：在低湿度条件下，按照重量份数比称取甲苯二异氰酸酯6份、氧化铁红10份、硅胶粉 60份、掺有30％tialc陶瓷粉的涂料粉28份，快速转入喷料筒中机械搅拌均匀，形成了混合涂料粉末；s2：采用静电喷涂机将上述所制得的混合涂料粉末涂覆到金箔表面，经150℃加热处理 25min，冷却，得到喷涂有特殊涂料层的金箔；s3：将上述喷涂有特殊涂料层的金箔浸泡于饱和氯化锂溶液中2h，浸泡完毕后取出，在100℃的温度上烘干即得含防辐射涂料层的金箔。
[0027]
实施例4：一种离子感应基体材料，包括背衬层、粘贴层、离子堆积层、表面覆盖层以及剥离层，所述粘贴层置于背衬层和离子堆积层之间，在粘贴层的中间位置为离子堆积层，离子堆积层和剥离层之间为表面覆盖层，剥离层为最外层。所述的表面覆盖层能完全覆盖离子堆积层，所述的剥离层为油光面托纸层，所述的剥离层能完全覆盖表面覆盖层，并且与背衬层、粘贴层的大小和尺寸完全相同。
[0028]
所述的离子堆积层由二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜经电晕充电制备而成，其通电电压范围为驻极电压正极选择28kv，负极选择30kv，驻极距离为15cm，通电时间 20min。
[0029]
所述的二氧化硅掺杂改性的聚四氟乙烯膜制备工艺如下：s1：室温条件下，按照重量份数计，将10份的聚乙氧基硅烷、18份的石墨、95份的纯化水搅拌混合，然后加入到50份的聚四氟乙烯乳液中继续搅拌80min，使其发生部分水解与缩
合；s2：在上述部分水解与缩合的反应产物中加入0.8份的hf催化剂，使反应物凝胶化直至失去流动性；s3：将失去流动性的产物室温下陈化48h，然后在氮气保护下将陈化物置于压力为15mpa、温度为250℃的条件下烧结3h，预热至320℃，加压闭模，压力为25mp，继续升温至 350℃，保温1h，吹风冷却，出模，得到二氧化硅掺杂改性的厚度为0.5mm的聚四氟乙烯膜。
[0030]
所述的表面覆盖层为喷涂防辐射涂料层的铜箔，其加工制备步骤包括：s1：在低湿度条件下，按照重量份数比称取甲苯二异氰酸酯10份、氧化铁红15份、硅胶粉 45份、掺有36％tialc陶瓷粉的涂料粉30份，快速转入喷料筒中机械搅拌均匀，形成了混合涂料粉末；s2：采用静电喷涂机将上述所制得的混合涂料粉末涂覆到铜箔表面，经170℃加热处理 30min，冷却，得到喷涂有特殊涂料层的铜箔；s3：将上述喷涂有特殊涂料层的铜箔浸泡于饱和氯化钙溶液中3h，浸泡完毕后取出，在150℃的温度上烘干即得含防辐射涂料层的铜箔。
[0031]
对比例1仅将实施例1中聚乙氧基硅烷改为二氧化硅，其余与实施例1的工艺条件完全相同，得对比例1。
[0032]
对比例2仅将实施例1中聚乙氧基硅烷改为二氧化钛，其余与实施例1的工艺条件完全相同，得对比例2。
[0033]
对比例3将实施例2中石墨去掉，其余与实施例1的工艺条件完全相同，得对比例3。
[0034]
对比例4仅将实施例3中的“甲苯二异氰酸酯6份、氧化铁红10份”去除，硅胶粉变为76份，其余与实施例2的条件完全相同，从而形成对比例4。
[0035]
对比例5仅将实施例4中的“表面覆盖层为喷涂防辐射涂料层的铜箔”改为“不喷涂任何防辐射涂料层的铜箔”，其余与实施例4的条件完全相同，从而形成对比例5。
[0036]
实施例5表面电位测试将实施例1～4、对比例1～3制得的离子堆积层进行表面电位测试，每组平行测定三次，取平均值，其结果如下表所示：表1不同级别的离子堆积层表面电位值测试组别表面电位值实施例12733v实施例22667v实施例32700v实施例42567v对比例11967v对比例22033v
对比例31533v从上述表格中电位值的测试结果可知，本发明实施例1与对比例1和对比例2电位值相比，其结果是实施例1的电位值有显著的提升，从而可以看出本发明工艺条件的二氧化硅改性聚四氟乙烯有利于聚四氟乙烯膜对电荷的捕获，而直接采用二氧化硅或者二氧化钛，可能是因为粉体在聚四氟乙烯表面团聚造成分布不均，从而影响对电荷的捕获。而本发明工艺条件可有效克服粉体团聚问题。而从实施例2和对比例3的表面电位结果可知，本发明改性工艺条件中石墨的有无对聚四氟乙烯膜捕获电荷有很大影响，含石墨的条件下更有利于捕获电荷，这可能是因为石墨本身导电更有利于吸引电荷。
[0037]
实施例6表面电位自然衰减测试将实施例1～4、对比例1～5制得的离子堆积层立即进行表面电位测试，每组平行测定三次，取平均值，然后在产品自然的包装存储条件下放置60h后、离子堆积层裸露在外放置60h后，继续对不同试样进行离子堆积层表面电位值测试，其结果如下表所示：表2不同试样在不同条件下表面电位值的变化表2不同试样在不同条件下表面电位值的变化从上表中不同试样在不同条件下表面电位值变化的测试结果可知，本发明的试样在包装存储条件下经60h后，其表面电位值基本无衰减，从而能够推断出在产品保持期内长久不衰的效果，满足产品的存储要求；而对比例1～5中试样在在包装存储条件下经60h后，其表面电位值有一定程度的衰减。从不同试样的离子堆积层裸露放置的表面电位值变化的结果可知，本发明实施例的试样相对于对比例1～5的试样，有表面电位值的衰减比例有一个显著的降低。此外，对比例1～2相对于实施例1，其在相同的电晕充电条件下，其表面电位更低，说明本发明采用的二氧化硅对聚四氟乙烯改性后，其捕获电荷的能力更强。而直接采用二氧化硅和二氧化钛粉体对聚四氟乙烯改性时，由于无法克服粉体的团聚问题，导致充电时捕获电荷的能力分布不均。
[0038]
综合两组不同条件下电位衰减的数据可知，二氧化硅对聚四氟乙烯改性，可提高离子贴基体材料的疏水性能，降低材料的电导性能，减少聚四氟乙烯驻极体脱阱电荷的损失，从而使经离子堆积工艺的基体材料表面电荷更为稳定(参见实施例1和对比例1～2)。石
墨能吸引电荷，因为其本身能导电，而不含石墨的工艺条件下材料相对不容易捕获电荷，因而在相同条件下其表面电位值更低，添加石墨有利于减少电晕充电时间(参见实施例2和对比例3)。而“甲苯二异氰酸酯、氧化铁红”在含防辐射涂层的金属箔中对抗电荷衰减起着决定性的作用(参见实施例3和对比例4)。此外，金属箔中有无防辐射涂料层也对抵抗离子堆积层的电荷衰减起着显著的作用(参见实施例4和对比例5)，采用喷涂有防辐射涂料层的金属箔作为表面覆盖层，可以进一步削弱聚四氟乙烯膜材料表面附近耗散的离子对其电荷储存的影响，减少聚四氟乙烯膜的电荷衰减性，最大限度地延长产品使用的有效期。
[0039]
实施例7使用效果将本发明实施例所加工制得的离子感应贴与对比例1～5用于临床上腰椎疼痛病的治疗。
[0040]
(1)疗效标准根据国家中医药管理局制定的《中国病症诊断疗效标准》：
①
治愈：疼痛等症状消失，关节活动正常，主要的理化检查指标正常。
②
显效：部分症状消除或主要症状消除，关节活动不受限，理化检查指标基本正常，x线显示明显好转。
③
有效：主要症状基本消除，关节活动轻度受限，主要理化检查指标有所改善，x线显示有好转。
④
无效：主要症状与关节活动无明显改善。
[0041]
(2)结果本临床应用中，共225例中，男163例，女92例，年龄29～74岁。使用上述产品或试样进行观察。使用前清洁患部皮肤，待干，取出产品，揭去剥离层和表面覆盖层，将贴膜均匀贴紧患处。每贴使用48小时后更换，1周为一疗程，连续治疗3个疗程。治疗期间不使用影响结果的其他相关治疗方法和药物。
[0042]
表3不同产品或试样对颈椎病的治疗效果组别例数治愈显效有效无效总有效率实施例1252210292％实施例22520410100％实施例3252301196％实施例42519420100％对比例125648772％对比例2254901252％对比例325287868％对比例425646964％对比例5253115676％从上述表中的结果可以明显地看出，本发明形成的离子感应贴产品，其对腰椎疼痛病的总有效率明显高于对比例的试样。这主要是由于本发明采用二氧化硅对聚四氟乙烯的改性，二氧化硅无机化合物可提高离子贴基体材料的疏水性能，降低材料的电导性能，减少聚四氟乙烯驻极体脱阱电荷的损失，从而使经离子堆积工艺的基体材料表面电荷更为稳定，止痛疗效更为持久。并且，采用含防辐射涂层的金属箔作为表面覆盖层，可进一步增强本发明离子堆积层的电荷稳定性，减少热效应导致的电荷衰减损失，最大限度地延长产品使用的有效期。
[0043]
而对比例中的试样，要么表面覆盖层所含防辐射涂层有缺陷不足以抵抗电荷的自然衰减，要么不含表面覆盖层的金属箔，充电后的离子堆积层会加速电荷自然衰减，要么直接采用无机粉体对聚四氟乙烯的改性达不到使离子堆积层表面电荷分布不均，其结果很有可能每贴使用不到48h甚至不到24h就已经失效，因而治疗效果与本发明相比有显著的差别。