專利名稱：輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料及其制備方法，該材料也可以用于 易開啟式油壺蓋、飲料瓶蓋等蓋體的制備。屬于高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
以聚丙烯為原料制備包裝材料，特別是醫(yī)用輸液瓶類包裝材料，是近年來發(fā)展比 較快的一項新技術(shù)。相對于傳統(tǒng)的玻璃包裝而言，聚丙烯塑料醫(yī)用包裝材料具有藥理上安 全可靠、包裝材料制造的能耗及成本低、產(chǎn)品質(zhì)量輕、不易破損、便于運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點。在日本、韓國及歐美發(fā)達(dá)國家地區(qū)，藥用聚烯烴材料的研發(fā)及應(yīng)用已經(jīng)是一個較 為成熟的產(chǎn)品。其中日本在其輸液制劑的包裝應(yīng)用中藥用聚烯烴材料達(dá)到90%以上，其它 國家和地區(qū)達(dá)到了 50%以上。而在我國國內(nèi)市場上，2005年的使用量為10億只，所占比例 為25%，到2009年，國內(nèi)該材料保守用量為80億只左右，所需藥用聚烯烴改性材料用量達(dá) 24000噸，而到2010年，該類材料用量已接近40000噸。目前國內(nèi)大大小小輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋生產(chǎn)廠達(dá)100多家，藥用聚烯烴改性材料 年需求量在1000噸以上的廠家有3家，年需求量在100噸以上的有十好幾家，年需求量在 數(shù)十噸以上的有幾十家，如四川崇州君健塑膠有限公司、成都普什醫(yī)藥塑料包裝有限公司 生產(chǎn)瓶蓋的規(guī)模分別達(dá)到了 25億支和10億支，湖南樂福地醫(yī)藥包材科技有限公司，產(chǎn)能也 在10億支左右，其他的還有江蘇長江蓋業(yè)有限公司、江蘇金揚(yáng)子集團(tuán)公司、北京奧星恒迅 包裝科技有限公司，其醫(yī)用瓶蓋生產(chǎn)總量超過了 50億支，國內(nèi)對這種聚烯烴改性料的需求 量也會越來越大。目前國內(nèi)該類材料性能最好的是上海金昌工程塑料有限公司生產(chǎn)的改性聚丙烯 材料。該公司與日本CHISSO石油化學(xué)株式會社、日本伊藤忠商事株式會社組建的中外合資 企業(yè)，引進(jìn)日本CHISSO最先進(jìn)的改性材料生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)本改性聚丙烯材料。而其它 各生產(chǎn)企業(yè)該類材料生產(chǎn)一直處于保密狀態(tài)，但據(jù)推測，一部份企業(yè)以外購母料自行生產(chǎn) 方式進(jìn)行，另一部份以直接購買成品改性聚丙烯生產(chǎn)，總的來說自己獨(dú)立研發(fā)改性聚丙烯 的企業(yè)仍然很少。目前該類材料的市場銷售價格以上海金昌材料最高，20006年時的銷售價 格達(dá)高達(dá)60000元/噸，20010年銷售價格在達(dá)28000-25000元/噸，其他公司材料價格也 在22000元/噸左右。本技術(shù)的主要難點在于，所選用的聚烯烴材料所成型制備的拉環(huán)蓋的開啟力不能 過高，過高的開啟力會導(dǎo)致拉環(huán)蓋開啟不了，但過低的開啟力又會導(dǎo)致制品在注射成型后 脫模時拉開；材料的熔融指數(shù)如何保持在一個合適的范圍內(nèi)，以保證拉環(huán)蓋在注射成型過 程中的充模完好，以及制品的物化性能的優(yōu)化，制品在12rC，30min的濕熱滅菌的通過率寸?！銇碚f，很多普通的聚乙烯材料都具有較低的拉伸強(qiáng)度和較高的熔體流動速 率，可以廣泛應(yīng)用于塑料的注射成型。但是由于聚乙烯材料的熔融溫度都比較低(大約為 110°C左右)，不能滿足醫(yī)用材料的121°C的濕熱滅菌的要求。
聚丙烯材料相對來說具有較高的熔融溫度，基本上可以醫(yī)用材料的121°C的濕熱 滅菌的要求，但是普通的聚丙烯材料存在拉伸強(qiáng)度較高，斷裂伸長率偏低等不足，利用聚丙 烯材料注射成型制備輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋時，一方面會由于斷裂伸長率偏低造成制品在 脫模時拉環(huán)處破裂，另一方面會由于拉伸強(qiáng)度較高而造成制品在使用過程中拉環(huán)開啟力較 大，甚至拉不開的情況出現(xiàn)。由于本輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料在國內(nèi)的應(yīng)用較晚，國內(nèi)在此方面材料的 研究更加少見，近年來只有專利CN 1718626A有所提及，在該專利中，采用聚丙烯、聚乙 烯、聚烯烴彈性體POE和KN樹脂為材料制備，配方拉伸強(qiáng)度為ll_22MPa，斷裂伸長率為 398-786%，熔體流體動速率為12-16g .IOmirT1,材料滅菌條件為115°C、30min的濕熱滅菌。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是以聚丙烯為原料，加入一定量的聚 乙烯以調(diào)節(jié)其力學(xué)性能，使之達(dá)到一個合適的范圍內(nèi)后，繼續(xù)加入一定量的聚烯烴增容劑， 使共混體系的力學(xué)性能進(jìn)一步優(yōu)化，體系微觀結(jié)構(gòu)更加均一，以滿足作為輸液瓶(袋)拉環(huán) 蓋材料的特殊要求。本發(fā)明的有益效果是采用價廉、衛(wèi)生的聚丙烯、聚乙烯等為基礎(chǔ)原料，原料來源 廣泛，價格低廉；生產(chǎn)時可以直接將各組份簡單混合后經(jīng)注射機(jī)注射成型獲得制品，也可以 將各組份采用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出造粒后，再投入到注射機(jī)中注射成型獲得制品，生產(chǎn) 過程中工藝控制簡單，設(shè)備占有少，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低廉，且可以在凈化車間中直 接進(jìn)行大批量生產(chǎn)。相對于專利CN 1718626A所提供的技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)所提供的材料拉伸強(qiáng)度 為lOMPa，較專利CN 1718626A技術(shù)相比要低，可以使成型制品具有更低的拉環(huán)開啟力；材 料斷裂伸長率為900%左右，熔體流體動速率為30g ·10π η-1以上，較專利CN 1718626Α技 術(shù)材料的398-786%斷裂伸長率，為12-16g · IOmirT1的熔體流體動速率都較高，可以使制 品在成型時具有更高充模合格率，而本技術(shù)材料所使用的滅菌條件為12rC、30min的濕熱 滅菌，較專利CN 1718626A技術(shù)材料所使用的115°C、30min的濕熱滅菌更為嚴(yán)格，從而更加 保證了成型制品的藥理可靠性。另外，本技術(shù)材料經(jīng)注射成型后所得制品同時也具有透明度高、柔韌性優(yōu)良等特 點；制品表面光滑，硬度低，手感溫潤柔和；制品拉環(huán)開啟時起始力低，開啟后撕裂面邊緣 光滑平齊，從而避免了出現(xiàn)脫屑而進(jìn)入藥瓶內(nèi)污染藥品的現(xiàn)象發(fā)生；制品與聚丙烯輸液瓶 體焊接性能好，其焊接溫度為170-180°C，時間為2-3s，在溫度121°C，時間為30分鐘的蒸汽 滅菌后與瓶體不開裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供可用作制備一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋的專用材料。本發(fā)明的另一個目的是提供可用作制備一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料的制備 方法。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料，包含聚乙烯，聚丙烯，聚烯烴類增容劑，成核 劑。上述的輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料，包含聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴類增容劑和成核劑的重量比例為10 95 5 40 10 60 0 1。上述的輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料，是由下列方法制備的a)稱取重量比為10 95 5 40 10 60 0 1的聚乙烯、聚丙烯、烯烴 類增容劑和成核劑；b)在室溫 80°C混合1 60分鐘；c)將步驟b)所制備的輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料在開煉機(jī)、密煉機(jī)、螺桿擠出 機(jī)中混合后造粒。在上述的三個步驟之間，可以插入一些混入上述步驟中未提到的其他物質(zhì)的步 驟，或者在上述的任意一個步驟中，混入的物質(zhì)還可以包括上述步驟中未提到的其他物質(zhì)。 混入的物質(zhì)需是可以接受的助劑或者填料等。上述的聚乙烯為低密度聚乙烯，熔融指數(shù)范圍為7_64g · lOmirT1，拉伸強(qiáng)度范圍為 6-30MPa。上述的聚丙烯為乙烯嵌段共聚聚丙烯，熔融指數(shù)范圍為6_30g · lOmirT1，拉伸強(qiáng)度 范圍為15-40MPa。上述的聚烯烴增容劑為線性低密度聚乙烯，二元乙丙橡膠，三元乙丙橡膠，乙烯與 辛烯的共聚物中的至少一種，熔融指數(shù)范圍為7-50g · lOmirT1，拉伸強(qiáng)度范圍為15_30MPa。上述的成核劑為山梨醇縮醛類(DBS、MDBS和DMDBS)、山梨醇、對羥基苯甲酸、聚 4-甲氧基-4'-丙烯酰氧苯甲酸苯酯(PMAPAB)液晶、硬脂酸鹽、滑石粉中的至少一種。上述的一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料中，還可以包含可接受的助劑或者填料。 例如增塑劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、阻燃劑、潤滑劑、著色劑等助劑，以及一些惰性填 料。上述的一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料成型制件的制備方法，可以將利用上所 述的步驟b)所述的制備物，利用注射機(jī)注射成型，也可以將步驟C)所述制備物，利用注射 機(jī)注射成型。熔融指數(shù)的測定方法采用GB/T 3682-2000所述的方法。熔融指數(shù)是表征熱塑性 塑料流動性的一個性能參數(shù)。測試過程一般為將熱塑性塑料試樣加入到熔融指數(shù)測定儀 的料腔中，在規(guī)定溫度和壓力下從儀器規(guī)定直徑和長度的小孔中，10分鐘內(nèi)擠出的熔體質(zhì) 量克數(shù)，即為熔融指數(shù)，單位為g · IOmin-10塑料的熔融指數(shù)也稱為塑料的熔體流動速率指數(shù)。拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率的測定方法采用GB/T 1040-92所述的方法。拉伸強(qiáng)度是 用最大載荷除以試樣的初始截面面積得到的，表示為單位面積上的力(通常用MPa為單 位)。斷裂伸長率是斷裂點的拉伸除以初始長度值。濕熱滅菌測試系指將物品置于滅菌柜內(nèi)利用高壓飽和蒸汽或流通蒸汽滅菌、過熱 水噴淋等手段使微生物菌體中的蛋白質(zhì)、核酸發(fā)生變性而殺滅微生物的方法。流通蒸汽不 能完全殺滅細(xì)菌孢子，一般可作為不耐熱無菌產(chǎn)品的輔助滅菌手段。高壓蒸汽滅菌該法滅 菌能力強(qiáng)，為熱力學(xué)滅菌中最有效、應(yīng)用最廣泛的滅菌方法。藥品、容器、培養(yǎng)基、無菌衣、膠 塞以及其他其它遇高溫和潮濕不發(fā)生變化或損壞的物品，均可用本法滅菌。流通蒸汽不能 完全殺滅細(xì)菌孢子，一般可作為不耐熱無菌產(chǎn)品的輔助滅菌手段。滅菌物品的表面必須潔 凈，不得污染有機(jī)物質(zhì)。必要時，外表應(yīng)用適宜的包皮寬松的包裹，特別是燒瓶、試管等容器的塞子要防止脫落。滅菌柜內(nèi)的物品裝載方式應(yīng)保證滅菌蒸汽徹底穿透物品，且不影響蒸 汽穿透速度和滅菌后的干燥程度。滅菌柜中的空氣應(yīng)排空并被飽和蒸汽完全替代，以保證 表壓與滅菌柜內(nèi)壓力的一致。本發(fā)明技術(shù)制備的醫(yī)用輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋高壓蒸汽濕熱滅 菌條件采用12rC，30min的程序進(jìn)行測試。拉環(huán)開啟力測試時取樣品10個，采用濕熱滅菌法12rC，30min滅菌，放冷至室溫 后，固定在拉伸儀的夾具上，將拉環(huán)固定在另一移動夾具上。沿與垂直呈23°斜角的方向， 以200mm/min士20mm/min的速度對拉環(huán)施加拉力，記錄拉環(huán)被啟破的力值，開啟力不得超 過80N，且不應(yīng)撕裂穿刺區(qū)周圍的其它區(qū)域。試驗過程中，若拉環(huán)斷裂，則另取樣品重新試 驗。另外本發(fā)明還提供一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料的制備方法，亦即利用上述 的步驟b)所述的制備物，利用注射機(jī)直接一次性注射成型來制備輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋，也 可以將步驟C)所述的制備物，利用注射機(jī)注射成型來制備輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋。上述的成型方法可以利用一般的注射器備實施，簡單易行，有利于商業(yè)化生產(chǎn)。由 上述方法制備的輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料可以一次性混合后在注射成型機(jī)中投料注射 成型，也可以經(jīng)熔融共混造粒后再進(jìn)行注射成型。該生產(chǎn)過程中工藝控制簡單，設(shè)備占有 少，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低廉；材料經(jīng)注射成型后所得制品具有透明度高、柔韌性優(yōu)良， 制品表面光滑，硬度低，手感溫潤柔和，制品拉環(huán)開啟時起始力低，拉環(huán)開啟容易，開啟后撕 裂面邊緣光滑平齊等特點，且可以在凈化車間進(jìn)行大批量生產(chǎn)。本發(fā)明所提供的輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料在熔融共混造粒時，所選用螺桿擠 出機(jī)可以為聚乙烯型、聚氯乙烯型和阻隔型，優(yōu)選聚乙烯型和阻隔型。擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速優(yōu)選 15rpm (rpm就是轉(zhuǎn)/分)到80rpm之間，更優(yōu)選20rpm到60rpm之間。本發(fā)明所提供的一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料，也可以用于易開啟式油壺蓋 等易開啟式瓶蓋的生產(chǎn)。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例和對比例實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。下面的實施例是對本發(fā)明 的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明。實施例對比實施例1將聚乙烯按測試要求制備成型后，由材料所需的性質(zhì)要求，對它們進(jìn)行拉伸性能、 熔體流動速率測試、濕熱滅菌測試和拉環(huán)開啟力測試。所述聚乙烯為中國石化燕山石化分 公司聚乙烯。對比實施例2將聚丙烯按測試要求制備成型后，由材料所需的性質(zhì)要求，對它們進(jìn)行拉伸性能、 熔體流動速率測試、濕熱滅菌測試和拉環(huán)開啟力測試。所述聚丙烯為中國石化上海石化分 公司聚丙烯。對比實施例3將聚乙烯和聚丙烯組合物按測試要求制備成型后，由材料所需的性質(zhì)要求，對它 們進(jìn)行拉伸性能、熔體流動速率測試、濕熱滅菌測試和拉環(huán)開啟力測試。所述聚乙烯為中國
6石化燕山石化分公司聚乙烯，聚丙烯為中國石化上海石化分公司聚丙烯。實施例4一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料的制備將聚乙烯，聚丙烯，聚烯烴類增容劑，成核劑進(jìn)行混合后按測試要求制備成型后， 由材料所需的性質(zhì)要求，對它們進(jìn)行拉伸性能、熔體流動速率測試、濕熱滅菌測試和拉環(huán)開 啟力測試。實施例5一種醫(yī)用輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料的制備將聚乙烯，聚丙烯，聚烯烴類增容劑，成核劑進(jìn)行混合后，利用雙螺桿擠出造粒后， 按測試要求制備成型后，由材料所需的性質(zhì)要求，對它們進(jìn)行拉伸性能、熔體流動速率測 試、濕熱滅菌測試和拉環(huán)開啟力測試。實施例6將對比實施例1、對比實施例2、對比實施例3、實施例4和實施例5所制備的組合 物，按測試要求制備成型后，由材料所需的性質(zhì)要求，對它們進(jìn)行拉伸性能、熔體流動速率 測試、濕熱滅菌測試和拉環(huán)開啟力測試。測試結(jié)果見表1。材料的拉伸性能測試按GB/T 1040-92所述的方法進(jìn)行，材料的熔體流動速率測 試GB/T 3682-2000所述的方法進(jìn)行，濕熱滅菌和拉環(huán)開啟力測試按《國家藥品包裝容器 (材料)標(biāo)準(zhǔn)一輸液容器用聚丙烯組合蓋》YBB002-2004所述方法進(jìn)行。測試結(jié)果見表1表1材料性能測試
權(quán)利要求
一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料，包含聚乙烯，聚丙烯，聚烯烴類增容劑，成核劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料，包含聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴 類增容劑和成核劑的重量比為10 95 5 40 10 60 0 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料，是由下列方法制備的a)稱取重量比為10 95 5 40 10 60 0 1的聚乙烯、聚丙烯、烯烴類增 容劑和成核劑；b)在室溫 80°C混合1 60分鐘；C)將步驟b)所制備的輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料在開煉機(jī)、密煉機(jī)、螺桿擠出機(jī)中 混合后造粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯為低密度聚乙烯，熔融指數(shù)范圍為7-64g·IOmirT1Ji 伸強(qiáng)度范圍為6-30MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯為乙烯嵌段共聚聚丙烯，熔融指數(shù)范圍為 6-30g · lOmirT1，拉伸強(qiáng)度范圍為 15_40MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚烯烴增容劑為線性低密度聚乙烯，二元乙丙橡膠，三元乙 丙橡膠，乙烯與辛烯的共聚物中的至少一種，熔融指數(shù)范圍為7-50g · lOmirT1，拉伸強(qiáng)度范 圍為 15-30MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成核劑為山梨醇縮醛類(DBS、MDBS和DMDBS)、山梨醇、對羥 基苯甲酸、聚4-甲氧基-4'-丙烯酰氧苯甲酸苯酯(PMAPAB)液晶、硬脂酸鹽、滑石粉中的 至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醫(yī)用輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料包含惰性添加劑或惰性填料。
9.輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料的制備方法，可以將利用權(quán)利要求3所述的步驟b)所 述制備物，直接投放到注射機(jī)中注射成型，也可以將步驟c)所述制備物，利用注射機(jī)注射 成型。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法制造的成型制件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料及其制備方法，一種輸液瓶(袋)拉環(huán)蓋專用材料，包含了聚乙烯，聚丙烯，聚烯烴類增容劑，成核劑，重量比例為10～95∶5～40∶10～60∶0～1。本技術(shù)具有生產(chǎn)過程中簡單，生產(chǎn)成本低廉，設(shè)備占有少，可以在凈化車間進(jìn)行大批量生產(chǎn)；各種原材料均經(jīng)FDA認(rèn)證，衛(wèi)生可靠，組合物經(jīng)注射成型后所得制品透明度高、柔韌性優(yōu)良，手感溫潤柔和；制品開啟時起始力低，開啟后撕裂面邊緣光滑平齊等特點。
文檔編號C08K5/06GK101974176SQ20101051430
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者周威, 蔣濤, 蔡芳昌, 馬寧 申請人:湖北大學(xué)