含聚硅氧烷的聚氨酯弹性体组合物制造技术

一种具有改善了的机械性能、透明度、可加工性和／或抗降解性的材料，所述的材料包括聚氨酯弹性体组合物，该组合物包括源自至少一种聚硅氧烷大二醇和至少一种聚醚大二醇和／或聚碳酸酯大二醇的软链段。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含聚硅氧烷的聚氨酯弹性体组合物，该组合物所具有的改进性能使其能在许多应用中使用，尤其是制造医疗装置、与活组织或体液接触的制品或植人物。聚氨酯弹性体代表了一类重要的具有优良机械性能，包括高的抗张强度、优良抗撕裂性和耐磨性、以及在生物环境中相当好的稳定性的嵌段共聚物。因此，聚氨酯被广泛用于医用植人物，如心脏起博器、导管、可移植的假体、心脏帮助装置、心脏瓣膜和血管移植物。嵌段聚氨酯的优良机械性能归因于由软链段和硬链段的微相分离所形成的两相形态。用于长期医用移植物的聚氨酯，通常由聚醚大二醇(polyether macrodiol)，例如聚氧四氢呋喃(polytetramethylen oxide)(PTMO)形成软链段，而硬链段则由二异氰酸酯，如4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，和二醇链增长剂(如1,4-丁二醇)形成。尽管PTMO基聚氨酯是选择的用于许多医用移植物的材料，但是，在某些情况下，聚氨酯的降解会引起移植物的机械故障或失灵。降解一般在表面或深的裂纹、硬化、侵蚀或机械性能(如挠曲强度1)劣化方面较明显。造成这些降解的机理上的原因包括环境应力致裂、在一定应力水平下作用在聚氨酯上的介质产生的裂纹和微裂，以及金属离子诱导的氧化。一般认为在PTMO基弹性体中的醚键是最可能引发降解的位置2。人们一直在努力通过研制不仅仅基于PTMO的聚氨酯来解决这类问题，如澳大利亚专利657267、美国专利4875308(Courey等人)、美国专利5133742(Pinchuck)和美国专利5109077(Wick)中所公开的内容。尽管如此，抗降解、机械特性、可加工性和透明度的结合对一些应用也是次最佳的。例如，长期需要结合了低硬度计(Durometer)硬度、高柔韧性、良好的加工性和在包装工业中用于绝缘导线的包装工业中的高抗降解性的聚氨酯。在上述专利中所述的聚氨酯，很明显对柔韧性和肖氏硬度有较低的限度，低于这些限度，对抗降解和/或机械性能有不利影响。聚碳酸酯大二醇(polycarbonate macrodiol)也一直在合成嵌段共聚物体系，尤其是高性能的聚氨酯体系中用作活性组分。在JP62,241,920(Toa Gosei ChemicalIndustry Co.Ltd.)、JP 64,01,726(Dainippon Ink and Chemicals,Inc.)、JP62,187,725(Daicel Chemical Industries,Ltd.)、DE 3,717,060(Bayer A.G.)、US4,105,641(Bayer Aktiengesellchaft)、US 4,131,731(Beatrice Foods Company)和US5,171,830(Areo Chemical Technology)中公开了制备基于各种双羟基亚烷基化合物的聚碳酸酯大二醇的方法。聚硅氧烷基材料、尤其是聚二甲基硅氧烷(PDMS)显示各种特性，如低的玻璃化温度、良好的热稳定性、氧化稳定性和水解稳定性、低表面能、良好的血液相容性和低毒性。这些材料还显示通过诸如粘合、溶剂焊接、共挤塑或共模塑的方法键合到硅氧烷组分上的提高了的能力。由于这些原因，PDMS一直用于生物医学中的应用3,4。但是，PDMS基聚合物一般存在限制，并且不具备许多长期使用的移植物所需要的抗撕裂性、耐磨性和张力性能的组合。人们要求聚合物具备PDMS的稳定性和生物性能，而且具备聚氨酯的强度、耐磨性、可加工性和其它物理性能。加入PDMS的聚氨酯可能满足这些需要，但是到目前，尽管已经有大量实验，仍未能生产具备物理和生物性能最佳组合的组合物。以前试图在聚氨酯中加入PDMS一直不是非常成功5。Speckhard等人6指出，由于聚硅氧烷和硬链段的溶解度参数有较大的差别，PDMS基的聚氨酯很可能是高度相分离的材料，其机械性能很差。由于硬链段和软链段存在大的极性差别，预料在合成期间会发生过早的相分离，导致组成的不均匀性和低的分子量。试验证实了这点，PDMS基聚氨酯的抗张强度和断裂伸长一般分别为约7Mpa和200％6。文献中已经报道了一些方法，以改善PDMS基聚氨酯的机械性能，其主要着重于提高软PDMS相和硬链段之间的界面附着力。这些方法包括(a)混合一些聚醚或聚酯7，(b)向PDMS引入极性官能度，(c)使用PDMS和聚醚共聚物作为软链段和(d)硬链段的改性。采用这些方法观察到机械性能仅有较小的提高。因此，要求研究加入聚硅氧烷链段作为聚氨酯结构中的部分，制备具有优良机械性能的材料的方法。目前对具备改善了生物相容性和稳定性的材料的需求，使有必要研制含聚硅氧烷的聚氨酯，尤其是那些当用于长期移植时能抗降解的聚氨酯。本专利技术提供了一种改善了机械性能、透明度、可加工性和/或抗降解的材料，该材料包括聚氨酯弹性体组合物，该组合物包括源自聚硅氧烷大二醇(polysiloxane macrodiol)和聚醚和/或聚碳酸酯大二醇的软链段。应理解在聚氨酯弹性体组合物中可以存在一种以上的聚硅氧大二醇和聚醚和/或聚碳酸酯大二醇。本专利技术还提供将上面定义的聚氨酯弹性体组合物作为具有改善了机械性能、透明度、可加工性和/或抗降解的材料的的应用。本专利技术进一步提供了上面定义的当用作有改善了机械性能、透明度、可加工性和/或抗降解的材料时的聚氨酯弹性体组合物。改善的机械性能包括抗张强度、抗撕裂强度、耐磨性、硬度计硬度、挠曲模量和有关柔韧性的量度。提高的抗降解性包括对自由基、氧化剂、酶和/或水解过程的抗性，以及作为生物材料移植时的抗降解性。改善的加工性包括易于通过流延(如溶剂流延)和热手段(如挤塑和注塑)加工，例如，挤塑后的较小的粘性和相对的不含凝胶。还提供了一种抗降解材料，该材料包括上面定义的聚氨酯弹性体组合物。本专利技术的聚氨酯弹性体组合物显示，与美国专利4,875,308公开的较软级别以及可购得的聚氨酯Pellethane 2363-80A(注册商标)相比，明显提高了抗降解性。该组合物还具有在生物环境中，尤其是长期体内移植时的良好相容性和稳定性。本专利技术另一方面提供了一种体内抗降解的材料，该材料包括上面定义的聚氨酯弹性体组合物。该聚氨酯弹性体组合物还可以用作生物材料。本文中术语“生物材料”最广义地指在这样情况下使用的材料，即与活动物或人的细胞和/或体液接触的情况。因此该聚氨酯弹性体组合物对制造医疗装置、制品或移植物有用。因此，本专利技术还提供了完全或部分由上面定义的聚氨酯弹性体组合物构成的医疗装置、制品或移植物。应理解该聚氨酯弹性体组合物可用作医疗装置、制品或移植物上的涂层。医疗装置、制品或移植物包括心脏起搏器和去纤颤器、导管、插管、可移植的假体、心脏帮助装置、心脏瓣膜、血管移植物、体外装置、人工器官、起搏器导程、去纤颤器导程、血泵、气囊泵、A-V分流器、生物传感器、细胞包膜、药物传递装置、伤口敷料、人工关节、矫形移植物和软组织替代物。应理解具有可用于制造各种医疗装置、制品或移植物的最佳性能的聚氨酯弹性体组合物还可以有其它非医用的应用。这样的应用包括用于制造人造皮革、鞋底；电缆护套；清漆和涂料；用于泵、机动车等的结构部分；采矿筛和传送带；层叠复合物，例如在上釉；织物；分离膜；密封剂或作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：G·F·梅伊斯，P·A·布纳特伊莱科，S·J·迈克卡西，
申请(专利权)人：阿奥技术生物材料控股有限公司，
类型：发明
国别省市：