本发明属于医用包装材料领域，具体涉及一种用于医用包装的聚氯乙烯材料及其制备方法。
背景技术：
随着科学技术进步和人类生活水平的提高,pvc树脂不仅应用在食品包装领域,而且在医用领域也被广泛应用。医用包装材料在医疗领域有较广的用途，医用包装材料必须允许所选择灭菌剂的有效穿透，以及适用于其他灭菌方法的相关条件。医用包装材料还要保证在包装被打开之前内含物品的无菌性。医药包装材料还应该便于其使用者打开包装时的无菌操作，而不能因此污染内含的物品。另外医用无菌包装材料内的物品必须在使用时也保持无菌性。
pvc树脂优异的性能使得其广泛应用于婴幼儿食品及耗材包装、医疗器材、儿童玩具等领域。在所有应用于医疗器械或者医疗制品的高分子材料中(其中包括pp，pvc，pc等)，pvc占据了将近2/5的市场份额。并且由于其较好的生物相容性，优良的生物惰性、抗菌能力以及高透明性和良好的力学性能，加上其低廉的成本，聚氯乙烯树脂材料才能占据医用材料市场如此大的市场份额。然而由于pvc树脂的结构缺陷，其分子结构中的cl原子容易受到外界条件的影响，在高温以及光照下等条件下极易脱除hcl分子，从而形成了双键结构，并且脱除的hcl分子反过来会催化pvc的热分解作用，加剧形成双键结构，而双键结构的存在，导致材料的性能下降、变色等问题。加之上面提到的聚氯乙烯分子由于较高含量的氯原子存在，使得其具有一定的极性，分子结构在常温下呈现刚性状态，不易活动，从而表现出脆硬、韧性差的特点。这些缺陷限制了聚氯乙烯的应用。由于上述的缺陷，使得在日常生产中，pvc无法单独进行加工使用，而是需要加入各种助剂，扬长避短，才能避免缺陷，发挥出它的优异性能。
近年来，加入纳米粒子改善韧性的研究已引起广泛的关注，纳米粒子具有尺寸小、表面积大、易产生量子和表面效应等特点，可在提高韧性的同时，使尺寸稳定性、加工流动性等得以提高。通过添加刚性粒子，可提高pvc的冲击强度和韧性。石墨烯作为一种新型纳米碳材料，具有优异的力学性能(弹性模量高达1tpa)、优异的导电和导热性能，以及独特的二维结构；其独特的二维形态以及纳米尺度，可以赋予pvc树脂诸多优异的性能。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于医用包装的聚氯乙烯材料及其制备方法，制备的材料具有良好的机械性能、生物相容性好和高透氧性。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于医用包装的聚氯乙烯材料，由下列重量份数的原料组成：pvc树脂100份，纳米改性材料5-10份，增塑剂10-20份，抗氧剂0.5-2份，钙/锌热稳定剂1-3份，加工助剂5-15份。
进一步，上述所述的pvc树脂为悬浮法制得的高聚合物的pvc树脂，聚合度为1500-2500，树脂的氯乙烯残留量≤0.5μg/g。
进一步，上述所述的纳米改性材料由如下方法制备：(1)将氧化石墨烯置于去离子水中，二者比例为1g/10ml，超声处理1h，然后用稀盐酸和三乙醇胺调节ph至1-2，室温搅拌24h；(2)向步骤(1)中加入石墨烯质量的30-50％的硅烷偶联剂kh570，继续搅拌反应5-8h；(3)将步骤(2)的反应液离心，然后用无水乙醇和去离子水将反应产物洗涤中性，80℃真空干燥24h，即得纳米改性材料。
进一步，上述所述的增塑剂为柠檬酸酯与环氧大豆油的质量比为(1-5)：1；所述柠檬酸酯为乙酰柠檬酸三正丁酯、乙酰柠檬酸三(2-乙基己酯)、丁酰柠檬酸三正乙酯中的一种或几种。
进一步，上述所述的抗氧剂为亚磷酸一苯二异辛酯、亚磷酸三壬基苯酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯中的一种。
进一步，上述所述的钙/锌热稳定剂是由40-50％的硬脂酸钙，15-20％的环烷酸锌，5-10％的硬脂酸锌，20-30％的聚乙烯醇组成的复合物。
进一步，上述所述的加工助剂是由下述重量份的原料组成：聚双环戊二烯20-30份、碳酸钙1-5份、聚乙二醇1-5份、甘油3-5份、甲基丙烯酸3-5份、乙酸纤维素2-6份、海藻酸钠3-5份、三聚磷酸钠0.3-0.6份、二甲苯磺酸钠0.8-3份、乳化石蜡1-5份；通过将上述聚双环戊二烯在200-220℃下加热20-30min，出料冷却，加入碳酸钙和乙酸纤维素，搅拌混合后球磨均匀，加入剩余各原料，100-200r/min搅拌分散3-5min，干燥，过80-120目筛，即得所述加工助剂。
一种医用包装的聚氯乙烯材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将柠檬酸酯与环氧大豆油按比例加入混合容器中，在温度40-60℃下120-150r.p.m的转速混合均匀后备用；
(2)将pvc树脂投入高速混合机中，转速调至400r.p.m，然后加入钙/锌热稳定剂，纳米改性材料，抗氧剂，加工助剂，继续搅拌至温度50-60℃，加入50％重量份的增塑剂后将转速升至1200-1500r.p.m，1h后再加50％重量份的增塑剂继续高速混合至物料温度达到120-130℃后放入冷却混合机，待物料温度至40-50℃出料；
(3)将经冷却的物料加入双螺杆挤出造粒机，机筒四区温度分别为：第一阶段为110-130℃，第二阶段为120-140℃，第三阶段为140-160℃，第四阶段为180-200℃，模头温度为180-190℃；
(4)物料经挤出塑化造粒后冷却至30-40℃后，包装待用。
本发明具有的有益效果：
(1)本发明的一种用于医用包装的聚氯乙烯材料，将石墨烯进行表面改性，可以提高其在树脂中的分散均匀性，由于石墨烯具有高的比表面积、低的密度、单层碳原子构成的平面结构，在提高复合材料力学强度的同时，由于引入了更多的界面，因此还可以提高pvc复合材料的抗冲击性能。
(2)本发明的一种用于医用包装的聚氯乙烯材料，采用柠檬酸酯与环氧大豆油的复合增塑剂，具有增塑效率高、耐迁移性能好和相容性优异等特点；其链段中含有多羟基，可以提高pvc复合材料的加工性能，使其具有良好的弹性和较长的使用寿命，有利于满足医疗领域的包装需求。
(3)本发明中的一种用于医用包装的聚氯乙烯材料的耐高温性强、抗拉伸强度高，经高温高压灭菌处理后不容易变形，尤其适用于医疗领域，制备方法简单、生产效率高，易于实现工业化规模生产。
具体实施方式
一种用于医用包装的聚氯乙烯材料，由下列重量份数的原料组成：
pvc树脂100份
纳米改性材料10份
增塑剂10份
亚磷酸一苯二异辛酯1份
钙/锌热稳定剂2份
加工助剂10份
所述的pvc树脂为悬浮法制得的高聚合物的pvc树脂，聚合度为2500，树脂的氯乙烯残留量≤0.5μg/g。
所述的纳米改性材料由如下方法制备：(1)将氧化石墨烯置于去离子水中，二者比例为1g/10ml，超声处理1h，然后用稀盐酸和三乙醇胺调节ph至1-2，室温搅拌24h；(2)向步骤(1)中加入石墨烯质量的50％的硅烷偶联剂kh570，继续搅拌反应8h；(3)将步骤(2)的反应液离心，然后用无水乙醇和去离子水将反应产物洗涤中性，80℃真空干燥24h，即得纳米改性材料。
所述的增塑剂为乙酰柠檬酸三正丁酯与环氧大豆油的质量比为3：1。
所述的钙/锌热稳定剂是由50％的硬脂酸钙，15％的环烷酸锌，10％的硬脂酸锌，30％的聚乙烯醇组成的复合物。
所述的加工助剂是由下述重量份的原料组成：聚双环戊二烯20份、碳酸钙5份、聚乙二醇3份、甘油4份、甲基丙烯酸5份、乙酸纤维素6份、海藻酸钠4份、三聚磷酸钠0.5份、二甲苯磺酸钠0.8份、乳化石蜡5份；通过将上述聚双环戊二烯在220℃下加热20-30min，出料冷却，加入碳酸钙和乙酸纤维素，搅拌混合后球磨均匀，加入剩余各原料，200r/min搅拌分散3-5min，干燥，过80-120目筛，即得所述加工助剂。
一种医用包装的聚氯乙烯材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)将柠檬酸酯与环氧大豆油按比例加入混合容器中，在温度60℃下150r.p.m的转速混合均匀后备用；
(2)将pvc树脂投入高速混合机中，转速调至400r.p.m，然后加入钙/锌热稳定剂，纳米改性材料，抗氧剂，加工助剂，继续搅拌至温度60℃，加入50％重量份的增塑剂后将转速升至1200r.p.m，1h后再加50％重量份的增塑剂继续高速混合至物料温度达到130℃后放入冷却混合机，待物料温度至50℃出料；
(3)将经冷却的物料加入双螺杆挤出造粒机，机筒四区温度分别为：第一阶段为110-130℃，第二阶段为120-140℃，第三阶段为140-160℃，第四阶段为180-200℃，模头温度为180-190℃；
(4)物料经挤出塑化造粒后冷却至30-40℃后，包装待用。
实施例1-4，对比例1-4与实施例1进行比较，不同之处如表1所示：
表1
按标准对材料进行性能测试，结果如表2所示：
表2
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。