一種高阻隔生物基軟管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于軟管制備【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種高阻隔生物基軟管及其制備方法。所述軟管的管壁從內(nèi)至外由多層材料復(fù)合而成，包括至少一層生物基塑料層、至少一層阻隔層以及至少一層石油基塑料層。一方面，本發(fā)明用生物基塑料部分替代了傳統(tǒng)的石油基塑料，大幅度降低了對石油資源的依賴和生產(chǎn)成本；另一方面，通過設(shè)置阻隔層，保證了管內(nèi)物體的化學(xué)性能。本發(fā)明提供的軟管采用多層復(fù)合技術(shù)制備，而且具有優(yōu)異的阻隔性能，并可根據(jù)需要調(diào)整材料中的生物基塑料的含量，降低了對石化塑料的依賴，具有重要的環(huán)保意義。
【專利說明】一種高阻隔生物基軟管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軟管制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高阻隔生物基軟管及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前醫(yī)藥上用于包裝半流動性藥物的容器主要是單層塑軟管，優(yōu)點是質(zhì)輕，價廉，批量生產(chǎn)工藝簡單，這種單層塑軟管通常采用石油基塑料生產(chǎn)制備，一方面，由于石油資源有限、而且生產(chǎn)污染嚴(yán)重，另一方面，石油基塑料在阻隔性、密封性等方面表現(xiàn)不足。特別是阻隔性所帶來的影響最為突出，由于傳統(tǒng)石油基塑料阻氧性能的劣勢，使得氧氣成為導(dǎo)致藥品變質(zhì)的主要因素，造成藥品提前失效、變質(zhì)，帶來嚴(yán)重后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高阻隔生物基軟管及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有軟管的生產(chǎn)制備過度依賴于石油資源、環(huán)境污染嚴(yán)重，而且阻隔密封性能不佳的技術(shù)問題。
[0004]一方面，所 述軟管的管壁從內(nèi)至外由多層材料復(fù)合而成，包括至少一層生物基塑料層、至少一層阻隔層以及至少一層石油基塑料層。
[0005]進(jìn)一步的，所述所述生物基塑料層為淀粉基塑料、PBAT (聚對苯二甲酸己二酸丁二醇酯)、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PHA(聚羥基脂肪酸酯)、PLA(聚乳酸)、PCL(聚己內(nèi)酯)中的一種，或者為其中任意幾種的組合，包括二種或三種等等。
[0006]進(jìn)一步的，所述淀粉基塑料中淀粉質(zhì)量百分比為20~80%，玻璃化溫度在70~120°C，熔點在 130 ~210。。。
[0007]進(jìn)一步的，所述阻隔層為EV0H(乙烯/乙烯醇共聚物)、PVDC(聚偏二氯乙烯)中的一種，或者為其中任意幾種的組合，包括二種或三種等等。
[0008]進(jìn)一步的，所述阻隔層與其相鄰層之間設(shè)有一層粘接劑層。
[0009]進(jìn)一步的，所述粘結(jié)劑層為EVA (乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、EEA (乙烯-醋酸丙烯共聚物)、PE-g-MAH(馬來酸酐改性聚乙烯)、EAA(乙烯-丙烯酸共聚物)、EMMA(乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物)、PP-g_MAH (馬來酸酐改性聚丙烯)、EMA (乙烯-甲基丙烯酸共聚物)中的一種，或者為其中任意幾種的組合，包括二種或三種等等。
[0010]進(jìn)一步的，所述石油基塑料層為PP (聚丙烯)、HDPE (高密度聚乙烯)、LDPE (低密度聚乙烯)、LLDPE (線性低密度聚乙烯)、PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PC (聚碳酸酯)、PVC (聚氯乙烯)、PS (聚苯乙烯)、PA (聚酰胺)中的一種，或者為其中任意幾種的組合，包括~二種或二種等等。
[0011]進(jìn)一步的，所述軟管的管壁總厚度為0.2~1.5mm，所述生物基塑料層占管壁總厚度的20~80%。
[0012]進(jìn)一步的，所述阻隔層厚度為5~60 μ m，所述粘合劑層的厚度為10~80 μ m。
[0013]另一方面，所述高阻隔生物基軟管的制備方法包括:[0014]根據(jù)軟管管壁層數(shù)選擇物料并按照配方計量備料；
[0015]將各種物料加入到對應(yīng)的擠出機中；
[0016]熱熔物料經(jīng)過多層模頭擠出后得到料管；
[0017]將所述料管冷卻后，切斷封尾得到高阻隔生物基軟管。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供了一種無毒、高阻濕、高阻氧的環(huán)保型生物基軟管，采用了多層共擠工藝，將阻隔材料、生物基塑料、石油基塑料、粘結(jié)劑等不同特性的物料在擠出過程中彼此復(fù)合在一起，復(fù)合過程不使用溶劑、不產(chǎn)生三廢物質(zhì)，簡化了生產(chǎn)流程、減少設(shè)備投資，環(huán)保節(jié)能。本發(fā)明提供的高阻隔生物基軟管可以部分替代傳統(tǒng)石化塑料，大幅度降低了對石油資源的依賴和生產(chǎn)成本，而且產(chǎn)品兼有上述幾種不同材料的優(yōu)良特性，在特性上進(jìn)行互補，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有較高的阻隔性能和力學(xué)性能，同時具有較好的耐溫性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明第一實施例提供的高阻隔生物基軟管的截面結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2是本發(fā)明第二實施例提供的高阻隔生物基軟管的截面結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖3是本發(fā)明第三實施例提供的高阻隔生物基軟管的截面結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4是本發(fā)明第四實施例提供的高阻隔生物基軟管的截面結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明根據(jù)多層軟管的復(fù)合原理，在合理選擇多種高分子材料的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮各層材料的優(yōu)點，制備出綜合性能及使用功能兼具的復(fù)合管。具體的，制備得的高阻隔生物基軟管至少包括至少一層生物基塑料層、至少一層阻隔層以及至少一層石油基塑料層。生物基塑料指以淀粉等天然物質(zhì)為原料的塑料，它具有可再生性，因此十分環(huán)保。生物基塑料作為軟管管壁中的某一層或幾層，用于替代替?zhèn)鹘y(tǒng)石油基塑料，并提高了產(chǎn)品的強度，可以大大減輕對石油的消耗和依賴。
[0025]另外，通過設(shè)置阻隔層，防止氧氣進(jìn)入軟管內(nèi)部，保證管內(nèi)物品品質(zhì)。優(yōu)選的，所述阻隔層與其相鄰層之間還設(shè)有粘結(jié)劑層。如果阻隔層與其相鄰層的物質(zhì)極性相似的情況下，也可以無需設(shè)置粘接劑層。由于極性相似不通過粘結(jié)劑粘結(jié)，阻隔層與其相鄰層也可以很好的貼合在一起，保證管體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
[0026]本發(fā)明生產(chǎn)出的軟管一般用于包裝半流動性藥物以及一些食品、化妝品等。在具體設(shè)置軟管各層位置時，軟管管壁表層應(yīng)該具有合格的外觀，且兼具保護(hù)功能；最內(nèi)層最好為阻隔層，保證管內(nèi)物品化學(xué)性能穩(wěn)定，以及保證封口強度。
[0027]下面分別對上述軟管的物料選擇作說明。
[0028]所述生物基塑料層至少有一層，每層可以為淀粉基塑料、PBAT(聚對苯二甲酸己二酸丁二醇酯)、PBS (聚丁二酸丁二醇酯)、PHA (聚羥基脂肪酸酯)、PLA (聚乳酸)或PCL (聚己內(nèi)酯)，包括但不限于此。其中所述淀粉基塑料中淀粉質(zhì)量百分比為15?70%，玻璃化溫度在70~125°C，熔點在130~210°C。
[0029]所述阻隔層至少有一層，每層可以為EVOH (乙烯/乙烯醇共聚物)或PVDC (聚偏二氯乙烯)。目前，EVOH和PVDC是阻隔性能最優(yōu)異的兩種樹脂材料，軟管選用這兩種材料，具有很好的阻氧性能。
[0030]所述石油基塑料層至少有一層，每層可以為PP(聚丙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、LDPE (低密度聚乙烯)、LLDPE (線性低密度聚乙烯)、PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PC (聚碳酸酯)、PVC (聚氯乙烯)、PS (聚苯乙烯)或PA (聚酰胺)。
[0031]當(dāng)阻隔層與其相鄰層的物質(zhì)性質(zhì)相差較大時，為了使得各層之間粘結(jié)牢固，保證軟管的整體強度，優(yōu)選的，所述阻隔層與其相鄰層之間還設(shè)有粘結(jié)劑層。如果阻隔層與其相鄰層的物質(zhì)極性相似的情況下，也可以無需設(shè)置粘接劑層。具體的，所述粘結(jié)劑層為EVA (乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、EEA(乙烯-醋酸丙烯共聚物)、PE-g-MAH(馬來酸酐改性聚乙烯)、EAA (乙烯-丙烯酸共聚物)、EMMA (乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物)、PP_g_MAH (馬來酸酐改性聚丙烯)、EMA(乙烯-甲基丙烯酸共聚物)中的一種或以上。
[0032]具體制備高阻隔生物基軟管時，根據(jù)所需制備的軟管管壁層數(shù)選好物料，并按照配方計量備料；然后將各種物料加入到對應(yīng)的擠出機中進(jìn)行熱熔，然后熱熔物料經(jīng)過多層模頭擠出后得到料管；最后將所述料管冷卻收卷后，切斷封尾得到高阻隔生物基軟管。作為具體實例，最終制得的高阻隔生物基軟管的管壁總厚度為0.2~1.5mm，其中所述生物基塑料層占總厚度的20~80%，所述阻隔層厚度為5~60 μ m，當(dāng)包括粘合劑層時，所述粘合劑層的厚度為10~80 μ m。
[0033]由于軟管 的各層位置、厚度影響了產(chǎn)品的氣體阻隔性能、氧氣透過量等參數(shù)，下面通過幾種具體實施例來進(jìn)行說明。
[0034]實施例一:
[0035]圖1示出了本發(fā)明第一實施例提供的高阻隔生物基軟管的截面結(jié)構(gòu)，如圖1所示，軟管有三層，分別為層11、12、13，其中層11為石油基塑料層LDPE，占50%~55% (厚度百分比，下同)；層12是淀粉基塑料(武漢華麗環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)，商品名為PSM)，占40%~45% ;層13為阻隔層PVDC，占2%~5%。軟管管壁總厚度為0.3~0.5_，可耐-2(TC ~12(TC。
[0036]經(jīng)驗證，本實施例產(chǎn)品氣體阻隔性為:水蒸氣透過量≤10mg/24H.L，氧氣透過量^ 8cm3/m2.24H.0.1Mpa0
[0037]實施例二:
[0038]圖2示出了本發(fā)明第二實施例提供的高阻隔生物基軟管的截面結(jié)構(gòu)，如圖2所示，軟管有四層，分別為層21、22、23、24。其中層21為石油基塑料層LDPE，占55%~60% ;層22是淀粉基塑料(武漢華麗環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)，商品名為PSM)，占35%~40% ;層23為粘接劑EVA，占3%~8%;層24是阻隔層EV0H，占2%~5%。軟管管壁總厚度為0.3~
0.7mm，可耐 O O ~85 O。
[0039]經(jīng)驗證，本實施例產(chǎn)品氣體阻隔性為:水蒸氣透過量≤8mg/24H ? L，氧氣透過量^ 3cm3/m2.24H.0.1Mpa0
[0040]實施例三:
[0041]圖3示出了本發(fā)明第三實施例提供的高阻隔生物基軟管的截面結(jié)構(gòu)，如圖3所示，軟管有四層，分別為層31、32、33、34。其中層31為石油基塑料層LDPE，占25%~30% ;層32是生物基塑料層PBS，占65%~70% ;層33為粘接劑EAA，占3%~8% ;層34是阻隔層EVOH,占2%~5%。軟管管壁總厚度為0.3~0.7mm，可耐_20°C~120°C。
[0042]經(jīng)驗證，本實施例產(chǎn)品氣體阻隔性為:水蒸氣透過量< 5mg/24H.L，氧氣透過量^ 3cm3/m2.24H.0.1Mpa0
[0043]實施例四:
[0044]圖4示出了本發(fā)明第四實施例提供的高阻隔生物基軟管的截面結(jié)構(gòu)，如圖4所示，軟管有五層，分別為層41、42、43、44、45。層41為石油基塑料層HDPE，占10%~15%;層42是生物基塑料層PBS，占35%~40% ;層43為生物基塑料層PLA，占45%~50% ;層44是粘接劑層EAA，占3%~8%;層45為阻隔層EV0H，占I %~3 %。軟管管壁總厚度為0.8~1.3mm，可耐-20°C~120°C。
[0045]經(jīng)驗證，本實施例產(chǎn)品氣體阻隔性為:水蒸氣透過量< 3mg/24H.L，氧氣透過量^ 3cm3/m2.24H.0.1Mpa0
[0046]另外，本發(fā)明實施例還提供了一種高阻隔生物基復(fù)合膜的制備方法，包括:
[0047]步驟S1、根據(jù)軟管管壁層數(shù)選擇物料并按照配方計量備料；
[0048]步驟S2、將各種物料加入到對應(yīng)的擠出機中； [0049]步驟S3、熱熔物料經(jīng)過多層模頭擠出后得到料管；
[0050]步驟S4、將所述料管冷卻后，切斷封尾得到高阻隔生物基軟管。
[0051]首先根據(jù)軟管管壁層數(shù)以及每層的厚度、各層的物料選擇計算出各種物料所需的計量，然后將物料對應(yīng)加入到擠出機中，在擠出機中物料熱熔，然后經(jīng)過經(jīng)過多層模頭拉伸吹漲后得到料管，最后將所述料管冷卻后，切斷封尾得到高阻隔生物基軟管。
[0052]綜上，本發(fā)明合理選擇軟管各層物料，根據(jù)多層軟管的復(fù)合原理，充分發(fā)揮各層材料的優(yōu)點，制備出既環(huán)保又具有優(yōu)良綜合性能及使用功能的軟管。一方面，軟管具有高阻隔性能，保證了管內(nèi)物品的化學(xué)性能，另一方面，使用生物基塑料部分替代傳統(tǒng)石油基塑料，不僅降低了對石油的依賴，還提高了產(chǎn)品的力學(xué)性能。
[0053]最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種高阻隔生物基軟管，其特征在于，所述軟管的管壁從內(nèi)至外由多層材料復(fù)合而成，包括至少一層生物基塑料層、至少一層阻隔層以及至少一層石油基塑料層。
2.如權(quán)利要求1所述高阻隔生物基軟管，其特征在于，所述生物基塑料層為淀粉基塑料、聚對苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羥基脂肪酸酯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯中的一種或者以上。
3.如權(quán)利要求2所述高阻隔生物基軟管，其特征在于，所述淀粉基塑料中淀粉質(zhì)量百分比為20?80%，玻璃化溫度在70?120°C，熔點在130?210°C。
4.如權(quán)利要求3所述高阻隔生物基軟管，其特征在于，所述阻隔層為乙烯/乙烯醇共聚物、聚偏二氯乙烯中的一種或以上。
5.如權(quán)利要求4所述高阻隔生物基軟管，其特征在于，所述阻隔層與其相鄰層之間設(shè)有一層粘接劑層。
6.如權(quán)利要求5所述高阻隔生物基軟管，其特征在于，所述粘結(jié)劑層為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-醋酸丙烯共聚物、馬來酸酐改性聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、馬來酸酐改性聚丙烯、乙烯-甲基丙烯酸共聚物中的一種或以上。
7.如權(quán)利要求6所述高阻隔生物基軟管，其特征在于，所述石油基塑料層為聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺中的一種或以上。
8.如權(quán)利要求7所述高阻隔生物基軟管，其特征在于，所述軟管的管壁總厚度為0.2?1.5mm，所述生物基塑料層占管壁總厚度的20?80%。
9.如權(quán)利要求8所述高阻隔生物基軟管，其特征在于，所述阻隔層厚度為5?60μ m，所述粘合劑層的厚度為10?80 μ m。
10.一種高阻隔生物基軟管的制備方法，其特征在于，所述方法包括: 根據(jù)軟管管壁層數(shù)選擇物料并按照配方計量備料； 將各種物料加入到對應(yīng)的擠出機中； 熱熔物料經(jīng)過多層模頭擠出后得到料管； 將所述料管冷卻后，切斷封尾得到高阻隔生物基軟管。
【文檔編號】B65D35/02GK103978755SQ201410192457
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】王繼鑫, 白娟, 李常飛, 王淑敏 申請人:武漢華麗生物材料有限公司