一种醇溶性润滑剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于润滑助剂技术领域，尤其涉及一种用于医疗器械领域的醇溶性润滑剂及其制备方法，该润滑剂主要用医疗器械的润滑处理。
【背景技术】
[0002]在医疗器械中，为保证注射器、针头等正常使用，都需要增加安全无毒的润滑体系。到目前为止，世界上公认的最安全润滑物质为高分子硅氧烷聚合物(简称硅油)。具有良好润滑性能的硅油具有较高的粘度，无法利用现有的喷涂等技术在注射器上良好涂布，需要使用溶剂稀释到合适粘度再进行喷涂施工。含氢氯氟烃(HCFC-Hlb)以其经济实惠、清洗效果好在医疗器械行业广泛用作清洗剂和硅油稀释剂。2009年至今，我国一次性医疗器械行业每年使用141b的量约为1700多吨，其中一部分是直接用141b作为稀释剂和清洗剂使用，另一部分将141b配制成稀释剂使用。但141b臭氧消耗潜值(ozone deplet1npotential，0DP)为0.1、不为零，是消耗大气臭氧层物质(ODS)，会对大气臭氧层产生破坏。发的国家已经在2003年了141b的使用，发展中国家也将于2030年全面禁止141b的使用。
[0003]为了防止ODS对环境和大气层的破坏，急需寻找一种141b的非ODS替代品。HFC-245fa的物理性质类似与HCFC-Hlb，匹配性优于HCFC_141b;且HFC_245fa和醇类等组成混合溶剂后，其清洗能力增强；另外，HFC-245fa的ODP为零，GWP(温室效应潜能值)较低，对环境影响小。但是HFC-245fa的最大缺点是沸点低(只有15°C)，用于替代HCFC-Hlb时，需对清洗设备进行较大改动。乙醇是医疗行业常用的清洗消毒剂，然而对于最安全有效的润滑物质硅油溶解性不理想，无法用于润滑剂的稀释和清洗。鉴于上述原因，简单的需找141b的非ODS替代品的思路难以通行，这就造成了医疗器械行业的ODS替代困局。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种能以乙醇为稀释剂且不改变硅油本体润滑性和人体安全性能的有机硅润滑剂，以解决医疗器械行业当前的ODS替代困局。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0006]—种醇溶性润滑剂，其特征在于:润滑剂如式(I)所示(CH3) 3 S 1- [ OS i (CH3)(CH2CHR-Z- (O (CH2) b) m_ (OCH2CH (CH3)) n_0H) ] x-
[0007][OSi(CH3)2Jy-CH3
[0008]式(I)
[0009]其中R为H或Ch的烷基，Z为(CH2)a(a为O?10的整数)或C(=0)，b为2?6的整数，m、n表示重复单元的个数平均为O?12，m+n < 12，且当Z为
[0010](:(=0)时111+11>0 3为1?35、7为11.5?800，且叉:7为1:11.5?135。
[0011]式(I)中的CH2CHR-Z-(0(CH2)b)m-(OCH2CH(CH3))n_0H基团提供了润滑剂在乙醇中的溶解性，故X应至少为I。为了保证润滑剂在乙醇中的溶解性，上述基团在润滑剂中的含量不易过低，即x:y不能低于1:135，否则润滑剂在乙醇中的溶解性不足;然而该基团数量也不易过多，即x:y不能高于1:11.5，否则不仅由于该基团接枝量过多而影响娃油的本体性质，同时也造成了该润滑剂分散于水中，影响其使用。由于x:y不能高于1:11.5，且X至少为1，所以y至少为11.5。另外x、y的值决定了润滑剂的分子量，所以，x、y值也不易过大，过大会造成润滑剂粘度较大，使其使用不便，同时也影响其在乙醇中的溶解性。m、n的值影响侧链基团的链长，其值不易过大，过大则侧链较长，不仅影响硅油的本体特性，也会造成该润滑剂与水的互溶性增大，影响其使用。
[0012]优选的，R为H，Z为CH2或C(=0)，n为0，m为O?3，b为2。
[0013]制备如上述的一种醇溶性润滑剂的方法，其特征在于包括如下步骤:
[0014]I)首先将二甲基硅氧烷环体化合物加入密闭反应釜，在50?100°C条件下真空脱水0.3?Ih;首先要对二甲基硅氧烷环体化合物进行脱水处理，以避免残留水份影响聚合度的提高，另外，残留水份还可能影响聚合的分子量分布。除水一般需在一定真空度下，通过加热物料进行，通常将物料加入密闭容器中，并加热至50?100°C条件下真空脱水0.3?lh。
[0015]2)然后将温度调整至45?75°C的反应设定温度，再将含氢硅氧烷化合物、封端剂六甲基二硅氧烷和酸性催化剂加入反应釜，含氢硅氧烷化合物为高含氢硅氧烷化合物，于反应设定温度下聚合4?10h，降温至35°C以下过滤得到三甲基硅基封端的含氢硅油，含氢娃油为低含氢娃油；
[0016]3)将过滤得到三甲基硅基封端的含氢硅油以及含羟基单体和铂催化剂加入反应釜中，升温至80?120°C的反应温度，加成反应2?6h至反应完成；
[0017]4)减压脱除低沸物，冷却后放料，得到醇溶性润滑剂，反应结束后，脱低沸物可以采用常压蒸馏和减压蒸馏的方法，当常压蒸馏往往需要较高的温度，容易导致产品变色或发生其它不利变化，为了保证产品质量脱低沸物优选采用减压蒸馏的方式。
[0018]优选的，步骤I)中的二甲基硅氧烷环体化合物为环三硅氧烷、环四硅氧烷、环五硅氧烷、环六硅氧烷及其混合物，优选为八甲基环四硅氧烷、六甲基环三硅氧烷中的一种或其混合物。
[0019]优选的，步骤2)中的含氢硅氧烷化合物为四甲基四氢环四硅氧烷、三甲基三氢环三娃氧烧或含氢量高于0.5%的三甲基娃基封端的含氢娃油中的一种或其混合物。二甲基硅氧烷环体化合物与高含氢硅氧烷化合物、封端剂六甲基二硅氧烷的聚合反应需要在催化剂催化下进行，催化剂可以选择酸性或碱性化合物，酸性化合物如硫酸、酸性树脂、固体酸等，碱性化合物如氢氧化钠、请氧化钾、氨基化合物等。考虑到后续的分离，优选可以通过简单过滤除去的固体酸或酸性树脂。聚合反应需在一定温度下进行，聚合温度过低催化效率下降，转化率不高;温度过高，反应速率加快，不仅耗能增加，而且在放大生产时工艺控制难度增大;经过研究发现，聚合温度控制在45?75°C较为合适，在以上温度下聚合4?1h可达到较高的转化率。聚合反应后需要经过滤得到三甲基硅基封端的低含氢硅油。
[0020]优选的，步骤2)中的酸性催化剂为固体酸或酸性树脂。
[0021]优选的，步骤3)中的含羟基单体用式CH2 = CR-Z-(O(Ofe)b)m-(OCH2CH(CH3))n-OH表示，其中R为H或Ch的烷基，Z为(CH2)a(其中a为O?10的整数)或C( = 0)，b为2?6的整数，m、η表示重复单元的个数平均为O?12，m+n < 12，且当Z为C( =0)时m+n>0。这样的单体如稀丙醇、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、烯丙醚(CH2 = CHCH2(OCH2CH2)nOH，η为 I ?12)、单(甲基)丙烯酸聚醚酯(CH2 = CRCO(OCH2CH2)nOH，1?为!1或CH3，η为I
?12)等。
[0022]优选的，含羟基单体为烯丙醇(CH2 = CHCH2OH)、丙烯酸羟乙酯(CH2 = CHCOOCH2CH2OH)、烯丙基聚三乙二醇单醚(CH2 = CHCH2 (OCH2CH2) 30Η)中的一种。
[0023]如上述的一种醇溶性润滑剂的应用，其特征在于:醇溶性润滑剂用于医疗注射器或注射针头中。
[0024]本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果:
[0025]本发明的用于医疗器械领域的醇溶性润滑剂，可以用乙醇做稀释剂及清洗剂，替代了医疗器械行业常用的141b稀释剂，解决了医疗器械行业的ODS替代困局；另外，本发明的用于医疗器械领域的醇溶性润滑剂即聚醚改性有机硅聚合物，不改变硅油本体的润滑特性，且对人体安全。
【具体实施方式】
[0026]本发明一种醇溶性润滑剂，润滑剂如式(I)所示(CH3)3S1-[0Si(CH3)(CH2CHR-Z-(0(CH2) b) m- (OCH2CH (CH3)) n-OH) ]x-
[0027][OSi(CH3)2Jy-CH3
[0028]式(I)
[0029]其中R为H或的烷基，Z为(CH2)a(a为O?10的整数)或C(=0)，b为2?6的整数，m、n表示重复单元的个数平均为O?12，m+n < 12，且当2为0(=0)时111+11>0;1为1?35、7为
11.5?800，且x:y为1:11.5?135，优选的，R*H，Z为CH2或C( =0)，11为0，m为O?3，b为2。。
[0030]式(I)中的CH2CHR-Z-(O(CH2)b)m-(OCH2CH(CH3))n_0H基团提供了润滑剂在乙醇中的溶解性，故X应至少为I。为了保证润滑剂在乙醇中的溶解性，上述基团在润滑剂中的含量不易过低，即x:y不能低于1:135，否则润滑剂在乙醇中的溶解性不足;然而该基团数量也不易过多，即x:y不能高于1:11.5，否则不仅由于该基团接枝量过多而影响娃油的本体性质，同时也造成了该润滑剂分散于水中，影响其使用。由于x:y不能高于1:11.5，且X至少为1，所以y至少为11.5。另外x、y的值决定了润滑剂的分子量，所以，x、y值也不易过大，过大会造成润滑剂粘度较大，使其使用不便，同时也影响其在乙醇中的溶解性。m、n的值影响侧链基团的链长，其值不易过大，过大则侧链较长，不仅影响硅油的本体特性，也会造成该润滑剂与水的互溶性增大，影响其使用。
[0031 ]制备如上述的一种醇溶性润滑剂的方法，包括如下步骤:
[0032]I)首先要对二甲基硅氧烷环体化合物进行脱水处理，以避免残留水份影响聚合度的提高，另外，残留水份还可能影响聚合的分子量分布。除水一般需在一定真空度下，通过加热物料