一种医用热熔胶黏剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及医用材料技术领域，尤其涉及一种医用热熔胶黏剂及其制备方法。


背景技术：

2.热熔胶具有很好的加工流动性能，生产方便，价格便宜，是目前使用最多的胶黏剂之一，广泛应用各种领域，医用热熔胶黏剂由于具有无毒安全的效果，广泛应用于各种医疗制品中，但是，目前市面上的医用热熔胶黏剂存在粘接性能低，易开裂脱落的缺陷，严重影响了医用热熔胶黏剂的使用效果。
3.有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种医用热熔胶黏剂及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：目前市面上的医用热熔胶黏剂的粘接性能低，易开裂脱落。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种医用热熔胶黏剂，按重量份数计，包括以下原料：聚烯烃树脂60
‑
90份碳五加氢石油树脂40
‑
60份环烷油10
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15份微晶蜡20
‑
30份自制改性羰基铁粉5
‑
8份抗氧化剂0.2
‑
0.3份所述自制改性羰基铁粉是以羰基铁粉和正硅酸乙酯为原料制得。
6.进一步地，所述自制改性羰基铁粉按重量份数计，包括以下原料：10
‑
20份羰基铁粉、4
‑
8份正硅酸乙酯、20
‑
40份质量分数10%的氨水、40
‑
60份无水乙醇。
7.进一步地，所述自制改性羰基铁粉的制备步骤为：（1）将羰基铁粉加入无水乙醇中，常温下以300
‑
400w的功率超声分散20
‑
30min，得分散液；（2）将氨水加入分散液中，通入氮气保护，缓慢滴加正硅酸乙酯，在40
‑
60℃的水浴条件下以400
‑
600r/min转速搅拌反应1
‑
2h，强磁分离，固体用无水乙醇清洗3
‑
5次，真空干燥，得自制改性羰基铁粉；正硅酸乙酯在水中极易水解，生成二氧化硅，正硅酸乙酯的水解过程主要包括从分子态、聚合体、溶胶、凝胶到非晶态的过程，正硅酸乙酯水解能在羰基铁粉的粒子表面形成稳定网状交联的二氧化硅层，可以有效提高羰基铁粉的水溶性和抗氧化性，防止粒子聚集，增强羰基铁粉的稳定性以及其在聚烯烃树脂中的相容性;同时在羰基铁粉的表面引入硅烷醇功能团，可进一步提高与聚烯烃的相容性。同时，自制改性羰基铁粉和
聚烯烃树脂的基体分子链通过二氧化硅界面层的作用联接在一起，可形成三维网状结构，纳米粒子起到了物理交联点的作用，热熔胶在受到拉伸应力作用时，改性的纳米粒子起到应力集中体的作用，并且能够有效地传递所施加的应力，交联点可以起到均匀分布应力的作用，减少了整体的破坏；其次，羰基铁粉的加入增加了聚烯烃热熔胶基体的相容性，纳米粒子和基体的分子链之间相互粘结，形成一定的长链网状结构，受到外力时可以产生分子链与分子链层之间的滑移，对应力的均匀分散减少了基体内单个分子链断裂的几率，使其变形能力大幅度提高；另外，由于正硅酸乙酯的水解可在羰基铁粉的表面形成具有一定极性的si02交联层，同时还有一定的烷基醇存在于粒子表面，使得自制改性羰基铁粉的粒子在聚烯烃树脂中的相容性有很大提高，与聚烯烃树脂的极性链段的作用更强，而且分散的更均匀，使得复合热熔胶的剥离强度进一步提高。
8.进一步地，所述羰基铁粉的平均粒径为20
‑
200nm。
9.进一步地，所述碳五加氢石油树脂的分子量分布为1.6
‑
2.0。
10.进一步地，所述医用热熔胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将环烷油加热，加入聚烯烃树脂，搅拌溶解，得预混液；（2）将碳五加氢石油树脂、微晶蜡、自制改性羰基铁粉和抗氧化剂加入混合液中，减压升温，搅拌溶解，得混合液；（3）将混合液降温，倒入模具，冷却至常温，得医用热熔胶黏剂。
11.进一步地，所述步骤（1）中环烷油加热温度为80
‑
120℃。
12.进一步地，所述步骤（2）中减压升温的条件为压力100
‑
200kpa、温度160
‑
180℃。
13.进一步地所述步骤（3）中混合液降温至100
‑
120℃。
14.本发明的有益效果是：本发明的医用热熔胶黏剂，以氯化铁和硫酸亚铁为原料，聚乙烯醇为分散剂，采用化学共沉淀法制备羰基铁粉，通过调节溶液介质的ph值和温度来控制粒径大小的分步，工艺简单，便于生产；再以正硅酸乙酯为改性剂对羰基铁粉进行改性，正硅酸乙酯在水中极易水解，生成二氧化硅，正硅酸乙酯的水解过程主要包括从分子态、聚合体、溶胶、凝胶到非晶态的过程，正硅酸乙酯水解能在羰基铁粉的粒子表面形成稳定网状交联的二氧化硅层，可以有效提高羰基铁粉的水溶性和抗氧化性，防止粒子聚集，增强羰基铁粉的稳定性以及其在聚烯烃树脂中的相容性;同时在羰基铁粉的表面引入硅烷醇功能团，可进一步提高与聚烯烃的相容性。同时，自制改性羰基铁粉和聚烯烃树脂的基体分子链通过二氧化硅界面层的作用联接在一起，可形成三维网状结构，纳米粒子起到了物理交联点的作用，热熔胶在受到拉伸应力作用时，改性的纳米粒子起到应力集中体的作用，并且能够有效地传递所施加的应力，交联点可以起到均匀分布应力的作用，减少了整体的破坏；其次，羰基铁粉的加入增加了聚烯烃热熔胶基体的相容性，纳米粒子和基体的分子链之间相互粘结，形成一定的长链网状结构，受到外力时可以产生分子链与分子链层之间的滑移，对应力的均匀分散减少了基体内单个分子链断裂的几率，使其变形能力大幅度提高；另外，由于正硅酸乙酯的水解可在羰基铁粉的表面形成具有一定极性的二氧化硅交联层，同时还有一定的烷基醇存在于粒子表面，使得自制改性羰基铁粉的粒子在聚烯烃树脂中的相容性有很大提高，与聚烯烃树脂的极性链段的作用更强，而且分散的更均匀，使得复合热熔胶的剥离强度进一步提高。
15.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
16.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。
17.按重量份数计，分别称量10
‑
20份羰基铁粉、4
‑
8份正硅酸乙酯、20
‑
40份质量分数10%的氨水、40
‑
60份无水乙醇；（1）将羰基铁粉加入无水乙醇中，常温下以300
‑
400w的功率超声分散20
‑
30min，得分散液；（2）将氨水加入分散液中，通入氮气保护，缓慢滴加正硅酸乙酯，在40
‑
60℃的水浴条件下以400
‑
600r/min转速搅拌反应1
‑
2h，强磁分离，固体用无水乙醇清洗3
‑
5次，真空干燥，得自制改性羰基铁粉；（3）再按重量份数计，分别称量60
‑
90份聚烯烃树脂、40
‑
60份分子量分布1.6
‑
2.0的碳五加氢石油树脂、10
‑
15份环烷油、20
‑
30份微晶蜡、5
‑
8份自制改性羰基铁粉、0.2
‑
0.3份抗氧化剂；（4）将环烷油加热至80
‑
120℃，加入聚烯烃树脂，搅拌溶解，得预混液；（5）将碳五加氢石油树脂、微晶蜡、自制改性羰基铁粉和抗氧化剂加入混合液中，在100
‑
200kpa的条件下减压升温至160
‑
180℃，搅拌溶解，得混合液；（6）将混合液降温至100
‑
120℃，倒入模具，冷却至常温，得医用热熔胶黏剂。
18.实施例1（1）按重量份数计，分别称量10份羰基铁粉、4份正硅酸乙酯、20份质量分数10%的氨水、40份无水乙醇；（2）将羰基铁粉加入无水乙醇中，常温下以300w的功率超声分散20min，得分散液；（3）将氨水加入分散液中，通入氮气保护，缓慢滴加正硅酸乙酯，在40℃的水浴条件下以400r/min转速搅拌反应1h，强磁分离，固体用无水乙醇清洗3次，真空干燥，得自制改性羰基铁粉；（4）再按重量份数计，分别称量60份聚烯烃树脂、40份碳五加氢石油树脂、10份环烷油、20份微晶蜡、5份自制改性羰基铁粉、0.2份抗氧化剂；（5）将环烷油加热至80℃，加入聚烯烃树脂，搅拌溶解，得预混液；（6）将碳五加氢石油树脂、微晶蜡、自制改性羰基铁粉和抗氧化剂加入混合液中，在100kpa的条件下减压升温至160℃，搅拌溶解，得混合液；（7）将混合液降温至100℃，倒入模具，冷却至常温，得医用热熔胶黏剂。
19.实施例2（1）按重量份数计，分别称量15份羰基铁粉、6份正硅酸乙酯、30份质量分数10%的氨水、50份无水乙醇；（2）将羰基铁粉加入无水乙醇中，常温下以350w的功率超声分散25min，得分散液；（3）将氨水加入分散液中，通入氮气保护，缓慢滴加正硅酸乙酯，在50℃的水浴条件下以500r/min转速搅拌反应1.5h，强磁分离，固体用无水乙醇清洗4次，真空干燥，得自制
改性羰基铁粉；（4）再按重量份数计，分别称量75份聚烯烃树脂、50份碳五加氢石油树脂、12.5份环烷油、25份微晶蜡、6.5份自制改性羰基铁粉、0.25份抗氧化剂；（5）将环烷油加热至100℃，加入聚烯烃树脂，搅拌溶解，得预混液；（6）将碳五加氢石油树脂、微晶蜡、自制改性羰基铁粉和抗氧化剂加入混合液中，在150kpa的条件下减压升温至170℃，搅拌溶解，得混合液；（7）将混合液降温至110℃，倒入模具，冷却至常温，得医用热熔胶黏剂。
20.实施例3（1）按重量份数计，分别称量20份羰基铁粉、8份正硅酸乙酯、40份质量分数10%的氨水、60份无水乙醇；（2）将羰基铁粉加入无水乙醇中，常温下以400w的功率超声分散30min，得分散液；（3）将氨水加入分散液中，通入氮气保护，缓慢滴加正硅酸乙酯，在60℃的水浴条件下以600r/min转速搅拌反应2h，强磁分离，固体用无水乙醇清洗5次，真空干燥，得自制改性羰基铁粉；（4）再按重量份数计，分别称量90份聚烯烃树脂、60份碳五加氢石油树脂、15份环烷油、30份微晶蜡、8份自制改性羰基铁粉、0.3份抗氧化剂；（5）将环烷油加热至120℃，加入聚烯烃树脂，搅拌溶解，得预混液；（6）将碳五加氢石油树脂、微晶蜡、自制改性羰基铁粉和抗氧化剂加入混合液中，在200kpa的条件下减压升温至180℃，搅拌溶解，得混合液；（7）将混合液降温至120℃，倒入模具，冷却至常温，得医用热熔胶黏剂。
21.实施例4实施例4中不添加本发明的自制改性羰基铁粉，其他条件和组分比例均与实施例1中相同。
22.实施例5实施例5中以磁性铁粉代替本发明的自制改性羰基铁粉，其他条件和组分比例均与实施例1中相同。
23.实验例：将实施例1
‑
5制备的医用热熔胶黏剂采用gb/t 2792
‑
1998《压敏胶粘带试验方法》，利用微机控制电子万能试验机测试聚烯烃复合热熔胶室温下的1800u型剥离强度。具体的实验步骤是:把试样的pe端对折1800, pe端和金属铁片分别垂直固定在机器的上下夹具上，试验机上夹具以200mm/min的速度匀速上升，仪器自动记录试数据，每个样品连续测试4次，取其平均值，即可以得到聚烯烃复合热熔胶的剥离强度。
24.将实施例1
‑
5制备的医用热熔胶黏剂采用gb/t528
‑
2009进行热熔胶本体强度拉伸实验测试。在室温16℃下，拉伸速率为100mm/min,测定其拉伸强度及断裂伸长率。
25.表1实施例和对比例中的热熔胶带性能测试结果项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5剥离强度(kn/m)16181684拉伸强度(mpa)5.215.245.233.522.87断裂伸长率(%)520540540390340
将实施例1
‑
3进行性能对比，其中实施例2中的性能数据最优异，这是因为实施例2中添加的物料比例最优，同时实施例1
‑
3的性能数据差异较小，也从侧面反映了本技术的技术方案是可以实施的。
26.将实施例1和实施例4进行性能对比，由于实施例4中没有添加本发明的自制改性羰基铁粉，其他条件和组分比例均与实施例1中相同，因此最终制得的热熔胶的剥离强度、拉伸强度和断裂伸长率都显著降低，由此可见，自制改性羰基铁粉和聚烯烃树脂的基体分子链通过二氧化硅界面层的作用联接在一起，可形成三维网状结构，纳米粒子起到了物理交联点的作用，热熔胶在受到拉伸应力作用时，改性的纳米粒子起到应力集中体的作用，并且能够有效地传递所施加的应力，交联点可以起到均匀分布应力的作用，减少了整体的破坏；并且，由于正硅酸乙酯的水解可在自制改性羰基铁粉的表面形成具有一定极性的二氧化硅交联层，同时还有一定的烷基醇存在于粒子表面，使得自制改性羰基铁粉的粒子在聚烯烃树脂中的相容性有很大提高，与聚烯烃树脂的极性链段的作用更强，而且分散的更均匀，使得复合热熔胶的剥离强度进一步提高。
27.将实施例1和实施例5进行性能对比，由于实施例5中将本发明的自制改性羰基铁粉替换为磁性铁粉，其他条件和组分比例均与实施例1中相同，因此最终制得的热熔胶的剥离强度、拉伸强度和断裂伸长率都显著降低，由此可知，通过正硅酸乙酯对羰基铁粉进行改性，正硅酸乙酯水解能在羰基铁粉的粒子表面形成稳定网状交联的二氧化硅层，可以有效提高羰基铁粉的水溶性和抗氧化性，防止粒子聚集，增强羰基铁粉的稳定性以及其在聚烯烃树脂中的相容性;同时在羰基铁粉的表面引入硅烷醇功能团，可进一步提高与聚烯烃的相容性。
28.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。