高強度半硬質聚氨酯泡沫及其應用的製作方法
2023-12-10 17:45:37
本發明涉及高強度半硬質聚氨酯泡沫及其應用，屬於聚氨酯泡沫
技術領域：
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背景技術：
：由於環境汙染嚴重，人們的生活壓力增大，腫瘤發病率不斷上升，放射治療是治療腫瘤等疾病的的重要手段，放療體位固定是放療中的重要環節。確保從腫瘤定位到治療計劃設計、模擬、確認及治療擺位過程中患者體位的一致性，才能保障放療的精準度。由於患者的個體差異，在制定放療方案後，需現場製作放療體位固定模式。聚氨酯泡沫用於放療體位固定具有固定完全、製作簡單、結構非常牢固、成本低等優點。聚氨酯半硬質泡沫塑料(簡稱聚氨酯半硬泡)是聚氨酯的幾大品種之一。它是一種性能介於聚氨酯軟泡與硬泡之間的泡沫，特點是具有較高的壓縮負荷值和較高的密度，其交聯密度遠高於軟泡而僅次於硬泡。半硬泡的這些特點決定它不適宜製作座墊材料，主要用於減震和吸能材料等。聚氨酯半硬泡雖然具有較高的壓縮強度，但是密度較大，這就限制了聚氨酯半硬泡的使用範圍。如果降低其密度，強度也會相應的減小。而對於放療患者，整個放療治療過程中，放療定位墊需要重複多次使用。如果強度不高，很容易變形，從而無法完全固定患者。因此，急需一種高強度的聚氨酯半硬泡材料，提高定位墊的使用壽命。技術實現要素：本發明解決的第一個技術問題是提供一種高強度的半硬質聚氨酯泡沫，壓縮強度可達140kPa以上。本發明高強度半硬質聚氨酯泡沫，由以下重量份的組分，通過發泡製備而成：其中，所述催化劑為異辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫。優選聚醚多元醇的羥值為400～500，更優選為430。優選的，所述異氰酸酯為多苯基多亞甲基多異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯中的至少一種。作為優選方案，所述催化劑為異辛酸亞錫。本發明所述高強度半硬質聚氨酯泡沫的密度為30～35kg/m3，壓縮強度為130～150kPa。本發明解決的第二個技術問題是提供本發明所述的高強度半硬質聚氨酯泡沫在放射治療體位固定中的應用。本發明的高強度半硬質聚氨酯泡沫，可應用於放射治療時的體位固定，具有一般聚氨酯泡沫的固定完全、製作簡單、結構非常牢固、成本低等優點。與傳統半硬泡聚氨酯相比，密度更小，強度更高，用於放療體位定位泡沫墊的製備，可提高定位墊的使用壽命。本發明解決的第三個技術問題是提供由本發明半硬質聚氨酯泡沫製成的放療定位泡沫墊。本發明還提供本發明放療定位泡沫墊的製備方法。該方法步驟如下：a、將發泡劑、碳納米管、催化劑、三(二甲氨丙基)胺、矽油與聚醚多元醇混合，得到白料；b、將放療定位墊的成型袋平鋪在成型模版中，將異氰酸酯與白料混均，倒入放療定位墊的成型袋內；c、需固定體位人員平躺於成型袋之上；d、成型袋內的材料開始發泡，填充人體與成型模版之間的空隙，5～10分鐘後固化成形，得到放療定位泡沫墊。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：1.本發明半硬質聚氨酯泡沫，其製備原料易得，成本低廉，強度高，壓縮強度可達130kPa以上。2.本發明半硬質聚氨酯泡沫，製備工藝簡單，製備溫度為常溫，且在發泡過程中無刺激性氣體產生，安全環保。3.本發明的半硬質聚氨酯泡沫，添加碳納米管，具有優良的壓縮強度，可製備成放療定位泡沫墊，固定效果好，患者使用舒適性好.附圖說明圖1為本發明實施例1製備的半硬質聚氨酯泡沫力學性能測試曲線。圖2為本發明對比例1製備的半硬質聚氨酯泡沫力學性能測試曲線。具體實施方式本發明高強度半硬質聚氨酯泡沫，由以下重量份的組分，通過發泡製備而成：其中，所述催化劑為異辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫。其中，聚醚多元醇為聚氨酯發泡時的主要原料，優選聚醚多元醇的羥值為400～500，更優選為430。矽油作為泡沫穩定劑，能夠穩定泡孔結構並調節泡孔尺寸大小，改善混合料之間的互溶性，從而製備出結構均勻、性能優異的泡沫製品。如果矽油的加入量較多則會造成聚氨酯泡沫體的泡孔尺寸過大、結構不均勻，孔壁厚度降低。因此，本發明半硬質聚氨酯泡沫的含量控制在1.5～3份為宜。本發明催化劑可加速聚醚多元醇與異氰酸酯發生交聯反應，優選的催化劑為異辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫，更優選為異辛酸亞錫。本發明對發泡劑的種類沒有特殊的要求，市面上能夠購買到的聚氨酯發泡劑均適用於本發明，例如採用HCFC-14LB，HCFC-141B等型號的發泡劑均可。異氰酸酯為與聚醚多元醇反應的主要原料，優選為多苯基多亞甲基多異氰酸酯(粗MDI，又為PAPI)或者二苯基甲烷二異氰酸酯(純MDI)，也可優選為多苯基多亞甲基多異氰酸酯和二苯基甲烷二異氰酸酯的混合(聚合MDI)。所述本發明所述高強度半硬質聚氨酯泡沫的密度為30～35kg/m3，壓縮強度為130～150kPa。本發明高強度半硬質聚氨酯泡沫，可採用常規方法進行生產，如採用如下方法生產：將聚醚多元醇與矽油、PC9、異辛酸亞錫和碳納米管的混合，攪拌均勻，然後加入發泡劑，混合均勻，得到聚氨酯白料預聚體；將聚氨酯白料預聚體與異氰酸酯混合攪拌均勻，發泡得到聚氨酯泡沫。其中，發泡溫度為常溫(15～25℃均可)，將白料預聚體與異氰酸酯混合發泡後，5～10分鐘，泡沫即可固化，表面無粘性。本發明的高強度半硬質聚氨酯泡沫，可應用於放射治療時的體位固定，具有一般聚氨酯泡沫的固定完全、製作簡單、結構非常牢固、成本低等優點。與傳統半硬泡聚氨酯相比，密度更小，強度更高，用於放療體位定位泡沫墊的製備，可提高定位墊的使用壽命。本發明放療定位泡沫墊，採用本發明所述的高強度半硬質聚氨酯泡沫製成，其製備方法如下：a、將發泡劑、碳納米管、催化劑、三(二甲氨丙基)胺、矽油與聚醚多元醇混合，得到白料；b、將放療定位墊的成型袋平鋪在成型模版中，將異氰酸酯與白料混均，倒入放療定位墊的成型袋內；c、需固定體位人員平躺於成型袋之上；d、成型袋內的材料開始發泡，填充人體與成型模版之間的空隙，5～10分鐘後固化成形，得到放療定位泡沫墊。下面結合實施例對本發明的具體實施方式做進一步的描述，並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。實施例1稱取10g聚醚多元醇向其中加入150ul的矽油，6ul的PC9，100ul的異辛酸亞錫，0.05g的碳納米管，將以上混合物高速攪拌混合均勻，加入2.8ml的發泡劑，攪拌混合均勻。加入12g的多苯基多亞甲基多異氰酸酯(PAPI)充分攪拌，發泡得到加強型半硬質聚氨酯泡沫。力學性能測試，採用壓縮強度測試儀，測試壓縮強度，將泡沫切割為10mm*10mm*10mm的標準式樣，放置於測試儀上，測定壓縮強度。其結果見圖1和表2。實施例2～4按照實施例1的方法，改變各組分的含量，發泡得到加強型半硬質聚氨酯泡沫。其中，所用各原料的用量見表1，壓縮強度見表2。表1對比例1稱取10g聚醚向其中加入150ul的矽油，6ul的PC9，100ul的異辛酸亞錫，加入2.8ml的發泡劑，攪拌混合均勻。加入12g的多苯基多亞甲基多異氰酸酯充分攪拌，發泡得到普通泡沫。將泡沫切割為10mm*10mm*10mm的標準式樣，進行力學性能測試，測試壓縮強度，其結果見圖2和表2。表2實施例或對比例編號密度(kg/m3)壓縮強度(kPa)實施例135146.1實施例233140實施例332139實施例430130對比例13554.8當前第1頁1 2 3