[发明专利]一种改性聚碳酸酯医用材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及医用材料领域的聚碳酸酯改性材料，尤其是一种耐磨抗菌并具备良好机械性能的聚碳酸酯改性材料及其制备方法。

背景技术

聚碳酸酯也叫Polycarbonate，常用缩写PC，是一种强韧的热塑性树脂。聚碳酸酯具有良好的透光性，抗冲击性，耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽、清洗剂、加热和大剂量辐射消毒，因此常用于医用材料领域，用于制备医疗设备，例如，注射器、血液过滤器、导管、外科植入物、插管、创伤敷料、心脏起搏器等。

由于医用材料的特殊性，不可避免的需要对其进行大量多次的抗菌消毒处理，例如刷洗、蒸汽消毒等，但是普通的聚碳酸酯材料的耐磨性能较差，且在大量多次的蒸汽消毒之后，其有利的物理/机械性能下降明显。因此，在常规的使用、刷洗和蒸汽消毒后，一方面，常规的使用或刷洗会使所述聚碳酸酯材料/设备表面划痕增加，不仅影响美观而且有可能会影响其使用性能---即划痕的增加会有助于内部应力的释放，导致更大的裂缝出现，由于医用材料对材料性能利用的精确性，微小的裂缝很可能会致使所述材料/设备无法使用，另一方面，反复的蒸汽消毒带来的聚碳酸酯材料有利物理/机械性能的下降，也会大大的减少所述材料/设备的使用寿命。

目前，已经有人研究将通过使用聚碳酸酯与其它聚合物共聚，以提高共聚物的耐磨性和反复蒸汽处理后的物理/机械性能，但是，这些技术方法不仅加工工艺繁琐，而且必然会牺牲聚碳酸酯材料的其它有利性能，例如耐冲击性、透光性、尺寸稳定性等，此外，这些方法得到的医用材料依然需要大量多次的蒸汽消毒处理，对其物理/机械性能的影响是无法避免的。

发明内容

为克服以上技术缺陷，本发明提供了一种耐磨抗菌聚碳酸酯改性医用材料及其制备方法。所述的聚碳酸酯材料中包含纳米二氧化钛和纳米银，并在成型的材料表面形成纳米二氧化钛膜层。

为了达到以上目的，本发明的技术方案是：1）采用熔融共混方法，将如下组分按重量百分比熔融共混制成：聚碳酸酯75～86份、纳米二氧化钛颗粒1～2份，纳米银颗粒0.5～3份，抗菌材料分散改性剂2～6份，抗氧剂0.1～2份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物（Methyl methacrylate-Butadiene-Styrene，MBS）、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(3-methoxy-3-methyl-1-butanol，MMB)或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(Acrylonitrile Styrene acrylate copolymer，ASA)5～10份，苯乙烯-马来酸酐无规共聚物2～5份；2）将上述共混材料加工成型为所需形状的材料；3）使用等离子体溅射工艺，以钛为靶材，在氧存在的条件下，在上述材料的表面溅射一层600-1000nm厚度的二氧化钛薄膜。

优选的，所述组分按重量百分比为：聚碳酸酯80～83份、纳米二氧化钛颗粒1.5～1.8份，纳米银颗粒1～2份，抗菌材料分散改性剂4～6份，抗氧剂0.1～1份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物6～8份，苯乙烯-马来酸酐无规共聚物3～5份。

所述的聚碳酸酯是商购的聚碳酸酯粒料。

所述的纳米二氧化钛颗粒的粒径范围在50-100nm之间，优选70-90nm，优选所述二氧化钛为锐钛型或金红石型二氧化钛纳米颗粒。

所述的纳米银颗粒的粒径范围在10-50nm之间，优选25-35nm。

所述的抗菌材料分散改性剂是指分子量不高，能对上述抗菌纳米成分---纳米二氧化钛和纳米银表面产生良好的润湿效果，从而使纳米级的抗菌剂能够均匀分布，同时与聚碳酸酯具有一定相容性的烯烃类化合物。所述抗菌材料分散改性剂的重均分子量Mw为3000～100000，优选Mw为5000～50000的烯烃类化合物。

所述抗菌材料分散改性剂的烯烃类化合物是含有乙烯、丙烯或α烯烃低聚物，或者它们的组合物的低聚物，优选丙烯和α烯烃及组合物，例如乙丙共聚物。

所述的抗氧剂是指酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种，或者其中多种的组合物。酚类抗氧剂如BHT、1010、1076等，亚磷酸酯类抗氧剂如168、626等。