醫用聚氨酯彈性體室溫快速固化用擴鏈劑的製作方法
2023-05-17 03:35:06
專利名稱：醫用聚氨酯彈性體室溫快速固化用擴鏈劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫用聚氨酯彈性體室溫快速固化用擴鏈劑。
對於聚氨酯彈性體材料，一般均採用預聚體擴鏈的方法進行成型和固化。現有的聚氨酯擴鏈劑大致可分為二元醇類、芳香族二元胺類和脂肪族二元胺類三種。其中二元醇類擴鏈劑的固化速度慢，需要加入催化劑並在較高的溫度下才能發生固化，而且產物的強度等性能較差；芳香族二元胺類擴鏈劑的固化速度快，產物的強度優良，是工業上常用的擴鏈劑體系。T.Morita，N.Asano，T.Asano，T.Awogi，etal.，Mutate.Res.，1997，389(1)，3報導了此類化合物大多為致癌物或潛在的致癌物，J.Cocker，B.P Nutley，H.K.Wilson，Biomarker，1996，1(3)185，H.K.Wilson，Sci.Total Environ.，1997，199(7，2)，191.D.Koniecki，R.Newhook，G.Long，etal.，Environ.Carcinog.Ecotoxicol.Rev.，1997，C15(1)，41，報導了此類化合物在西方國家已受到嚴格控制。因此，芳香族二元胺類擴鏈劑不能用於醫用材料。脂肪族二元胺的固化速度處於上述兩種擴鏈劑體系之間，但在固化過程中極易形成氣泡，而且產物強度也較低。
本發明的目的在於提供一種無毒、無致癌作用、在室溫下固化速度快，固化後產品性能優良，不形成氣泡的醫用聚氨酯彈性體室溫固化用擴鏈劑。
本發明的擴鏈劑是採用15-35％的脂肪族多元醇加配多元醇重量0.001-0.15％的胺類或胺類和金屬鹽混合催化劑中的一種以及二到三種催化劑組成的混合體系，並溶解於揮發性溶劑中。
該脂肪族多元醇可以為三羥甲基丙烷、三羥甲基氨基甲烷、三乙醇胺、季戊四醇和甘露醇以及其中二到三種化合物的混合物。
該催化劑可以為胺類(如乙二胺、三乙胺、乙醇胺)和金屬鹽(如辛酸亞錫、氯化錫、硝酸鉍、醋酸鈣、氯化鐵和乙醯丙酮鐵等)以及由上述二到三種催化劑組成的混合體系。
揮發性溶劑可以為酮類或脂類，聚氨酯預聚體可以為甲苯二異氰酸酯與聚醚[-(CH2)n-O-]的低分子量產物，其中聚醚的分子量為500-2000。預聚體中含異氰酸酯基團-NCO為4-10％。根據預聚體的粘度加入10-40％的乙酸乙酯作為稀釋劑。
本擴鏈劑可以在室溫下30分鐘以內完全固化，預聚體能夠在合適的時間範圍內保持流動性並進行注射成型。固化產物為無色透明狀，無氣泡，強度高，邵氏硬度為60-80，具有優良的柔韌性和性能穩定性。這種擴鏈劑體系中的所有成分均為無毒，無致癌作用的物質，使產物能廣泛用作各種聚氨酯彈性體材料，特別是醫用材料和快速固化材料。
附
圖1為聚氨酯細條(0.71mm)的拉伸應力-應變曲線圖。
實施例1預聚體採用甲苯二異氰酸酯與聚四氫呋喃聚醚(分子量1000)的縮合產物，其中異氰酸酯基團的重量為6.5％。擴鏈劑體系中多元醇為三羥甲基丙烷和三乙醇胺的混合物，兩者的重量比為40∶60，催化劑採用乙二胺、乙醇胺和辛酸亞錫的混合體系，三者的重量比為30∶45∶25。催化劑總量佔多元醇總量的0.14％。多元醇和催化劑溶於丙酮中，總重量濃度為30％。取預聚體10克，擴鏈劑溶液4毫升，攪拌均勻後形成粘性可流動液體。通過注射器將粘液注入內徑為0.7毫米左右的硬塑料管中，一小時後可將已完全固化的聚氨酯彈性條完整地抽出。聚氨酯彈性體的邵氏硬度為67，細條的拉伸力學性能優良。
聚氨酯細條在不同液體介質中浸泡60天後主要性能的比較拉伸強度楊氏模量，直徑，mm長度，cm浸泡介 Mpa MPa質 浸泡 浸泡 浸泡 浸泡 浸泡 浸泡 浸泡 浸泡前 後 前 後 前後前後5％NaCl 0.78 0.78 6.4 6.4 10.1 9.5 5.14 5.10無水乙 0.68 0.68 7.8 7.8 10.8 10.2 5.10 5.10蒸餾水 0.70.7 6.8 6.8 11.7 11.6 5.17 5.15實施例2預聚體採用甲苯二異氰酸酯與聚四氫呋喃聚醚(分子量1500)的縮合產物，其中異氰酸酯基團的重量為5.5％。擴鏈劑體系中多元醇為三羥甲基氨基甲烷、季戊四醇和甘露醇的混合物，三者的重量比為80∶10∶10。催化劑採用三乙胺、乙醇胺和氯化鐵的混合體系，三者的重量比為80∶15∶5。催化劑總量佔多元醇總量的0.001％。多元醇和催化劑溶於乙酸乙脂中，總重量濃度為16％。取預聚體10克，擴鏈劑溶液4毫升，攪拌均勻後形成粘性可流動液體。通過注射器將粘液注入內徑為0.7毫米左右的硬塑料管中，一小時後可將已完全固化的聚氨酯彈性條完整地抽出。聚氨酯彈性體的邵氏硬度為78，細條的拉伸強度為10.2MPa，楊氏模量為5.0MPa。在2％的鹽酸、氫氧化鈉水溶液及苯、四氫呋喃溶劑中浸泡一個月後，試樣性能無明顯改變。
實施例3預聚體採用甲苯二異氰酸酯與聚四氫呋喃聚醚(分子量1500)的縮合產物，其中異氰酸酯基團的重量為5.3％。擴鏈劑體系中多元醇為三羥甲基氨基甲烷(加入5％的醋酸)。催化劑採用三乙胺和乙二胺的混合體系，二者的重量比為80∶20。催化劑總量佔多元醇總量的0.01％。多元醇和催化劑溶於丙酮中，總重量濃度為25％。取預聚體10克，擴鏈劑溶液4毫升，攪拌均勻後形成粘性可流動液體。通過注射器將粘液注入內徑為0.7毫米左右的硬塑料管中，一小時後可將已完全固化的聚氨酯彈性條完整地抽出。聚氨酯彈性體的邵氏硬度為70，細條的拉伸強度為11.2MPa，楊氏模量為5.7MPa。
權利要求
1.醫用聚氨酯彈性體室溫固化用擴鏈劑，其特徵在於是採用15-35％的脂肪族多元醇加配多元醇重量0.001-0.15％的胺類和金屬鹽中的一種或二到三種組成的混合催化劑，並溶解於揮發性溶劑中。
2.根據權利要求1所述擴鏈劑，其特徵在於所述脂肪族多元醇可以為三羥甲基丙烷、三羥甲基氨基甲烷、三乙醇胺、季戊四醇和甘露醇或其中二到三種化合物的混合物。
3.根據權利要求1所述擴鏈劑，其特徵在於所述胺類催化劑可以為乙二胺、三乙胺、乙醇胺中的一種或二到三種組成的混合體系。
4.根據權利要求1所述擴鏈劑，其特徵在於所述金屬鹽催化劑可以為辛酸亞錫、氯化錫、硝酸鉍、醋酸鈣、氯化鐵和乙醯丙酮鐵等中的一種或二到三種。
全文摘要
本發明公開了一種醫用聚氨酯彈性體室溫固化用擴鏈劑,是採用15—35%的脂肪族多元醇加配多元醇重量0.001—0.15%的胺類和金屬鹽混合催化劑中的一種以及二到三種催化劑組成的混合體系,並溶解於揮發性溶劑中。擴鏈劑體系中的所用成分均為無毒,無致癌作用的物質,固化產物為無色透明狀,無氣泡,強度高,具有優良的柔韌性和性能穩定性。產物能廣泛用作各種聚氨酯彈性體材料,特別是醫用材料和快速固化材料。
文檔編號C08G18/00GK1273977SQ0011326
公開日2000年11月22日 申請日期2000年2月2日 優先權日2000年2月2日
發明者李效東, 彭平, 嶽曼君, 方志薇, 肖紹博, 李盛, 劉長虹 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學