两性接枝共聚物和具有强化粘合强度的医疗设备制造技术

在辅助试剂例如双官能二丙烯酸金属盐单体的存在下包含聚丙烯骨架和基于有机官能硅烷(PP‑g‑XSiOA)的混合小分子侧链的两性接枝共聚物，其中“X”为有机基团或有机官能基团，和“A”为金属、无机氧化物、无机氢氧化物或任何其它无机材料。X可以衍生自选自如下的化合物：环氧基、氨基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酰氧基和乙烯基；和A选自：硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、钛(Ti)、银(Ag)、锌(Zn)、镍(Ni)、钙(Ca)、铜(Cu)、锡(Sn)、它们的氧化物、它们的氢氧化物及前述的混合物。这些共聚物适全形成医疗设备和/或作为基础聚合配制物的添加剂用于医疗设备，以改进激光标记性、抗菌性、无粘合剂的粘合强度、涂覆性和着色性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】两性接枝共聚物和具有强化粘合强度的医疗设备
本专利技术的原理和实施方案主要涉及两性接枝共聚物和它们在医疗设备中的应用。这里公开的官能化聚丙烯共聚物为在辅助试剂如双官能二丙烯酸金属盐单体的存在下无机-有机混合小分子与聚丙烯的共聚产物。聚丙烯基接枝共聚物具有聚丙烯骨架和混合小分子侧链(PP-g-XSiOA)，所述侧链基于有机官能硅烷和无机部分，其中“X”为有机基团或有机官能基团，和“A”为金属、无机氧化物、无机氢氧化物或任意其它无机材料。在含丙烯的聚烯烃或热塑性弹性体(TPE)配制物中，PP-g-XSiOA的存在增强了医疗设备组件间的连接。例如，增强了导管和接头间的粘合强度，其中所述接头由不同于导管的材料制成。
技术介绍
许多医疗设备部件通常由聚烯烃(如含乙烯或丙烯的)或热塑性弹性体(TPE)材料制成。可以将官能特性结合入已知聚合物以提供所需的特性。美国专利US9,150,674涉及包括在已知聚合物上接枝聚(环氧乙烷)或聚乳酸侧链的两性接枝共聚物,如聚(乙烯-共聚-乙烯基乙酸酯)或马来酸酐接枝的聚丙烯。在各种塑料中聚丙烯(PP)和聚丙烯基材料(PPBM)如热塑性烯烃(TPO)或热塑性弹性体(TPE)化合物为常用材料。良好的化学和耐热性、易于处理、低废料率和可回收性使得PPBM在医疗应用领域的市场份额持续扩大。在医疗导管、药物贮存、输送设备、口罩、智能包装和婴儿护理品等领域---这些领域对纯净、无菌、低浸出以及对多种工程塑料及金属表面的粘合性要求极高，PPBM被认为是可行的备选材料。但PP和PPBM是非极性的(不存在亲水基团)和不包含反应性官能团，这限制了它们在极需粘合、溶剂粘合、表面涂覆、激光标记或分散极性添加剂(增强剂、改性剂或抗菌填料)的领域中的用途仍需要以成本有效的方式开发具有高极性的聚丙烯和PPBM。
技术实现思路
提供两性接枝共聚物，其基于聚丙烯骨架和混合小分子侧链,所述混合小分子侧链在辅助试剂如双官能二丙烯酸金属盐单体存在下基于有机官能硅烷和无机部分。它们是官能化的聚丙烯共聚物。所述接枝共聚物可以与基础配制物共混以增强通过注塑或挤出形成的医疗设备的性能。一方面为包含聚丙烯和无机-有机混合小分子的两性共聚物，所述两性共聚物具有通式(I)：其中X为含1-6个碳的有机基团或有机官能基团；A为金属、无机氧化物、无机氢氧化物或任何其它无机材料；和n为约78-99.9mol％；m为约0.1-20mol％；“y”的摩尔值为约0-2.0mol％；和当y大于0时，“Z”包括：M-X2；XSiOR；或XSiOH，其中“M-X2”为有机金属盐和“OR”为具有1-4个碳的烷氧基。无机-有机混合小分子可以为有机硅烷和无机氧化物和/或氢氧化物的反应产物。X可以衍生自选自如下的化合物：环氧基、氨基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酰氧基和乙烯基；和A可以选自：硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、钛(Ti)、银(Ag)、锌(Zn)、镍(Ni)、钙(Ca)、铜(Cu)、锡(Sn)、它们的氧化物、它们的氢氧化物及前述的混合物。所述接枝到聚丙烯的无机-有机混合小分子可以为有机官能硅烷与无机氧化物和/或氢氧化物在溶液中的反应产物，其中有机官能硅烷与无机氧化物和/或氢氧化物的重量比为至少10:1。在一个实施方案中，当y为0时，所述两性共聚物具有通式(IA)：在一个实施方案中，当X衍生自3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯时，所述两性共聚物具有通式(VII)：在一个或多个实施方案中，A可以衍生自Si(OH)4或SiO2。所述两性共聚物的熔点可以为140-180℃。所述两性共聚物在180s-1的毛细管粘度可以为100-300Pa.s。所述两性共聚物的重均分子量(Mw)可以为约100,000-350,000g/mol。所述两性共聚物的分散性指数可以为1.5-9。所述两性共聚物的长链支化频度可以为每1000个碳0.007-0.017。所述两性共聚物的熔体流动速率可以为15-55g/10分钟。另一方面为制备两性共聚物的方法，包括：获得聚丙烯；在包含金属有机盐的辅助试剂的存在下使聚丙烯与无机-有机混合小分子聚合以形成两性共聚物；其中所述两性共聚物包含聚丙烯骨架和基于一种或多种有机官能硅烷的侧链。所述两性共聚物可以具有通式(I)。所述无机-有机混合小分子的合成可以在20-35℃的反应温度下实施。所述合成可以通过溶液聚合实施。在辅助试剂的存在下使聚丙烯与无机-有机混合小分子聚合可以在150-250℃的反应温度下实施。所述聚合可以通过熔融聚合或通过溶液聚合实施。所述辅助试剂可以包括基于双官能二丙烯酸酯单体的有机金属盐。另一方面是由掺混物形成的医疗设备，所述掺混物包含：包括至少一种丙烯聚合物或共聚物的基础聚合配制物；和包含具有聚丙烯骨架和基于有机官能硅烷的混合小分子侧链的共聚物(PP-g-XSiOA)的添加剂，其中“X”为有机基团或有机官能基团；和“A”为金属、无机氧化物、无机氢氧化物或任何其它无机材料；基于掺混物重量，PP-g-XSiOA在掺混物中的存在量为约0.01-20.0％。PP-g-XSiOA可以具有通式(I)。所述基础聚合配制物可以包括聚丙烯、聚乙烯-聚丙烯共聚物、含聚丙烯的热塑性弹性体(TPE)或它们的组合。PP-g-XSiOA中的X可以衍生自选自如下的化合物：环氧基、氨基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酰氧基和乙烯基；和A可以选自：硅、(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、钛(Ti)、银(Ag)、锌(Zn)、镍(Ni)、钙(Ca)、铜(Cu)、锡(Sn)、它们的氧化物、它们的氢氧化物及前述的混合物。PP-g-XSiOA的熔点可以为140-180℃。PP-g-XSiOA在180s-1的毛细管粘度可以为100-300Pa.s。PP-g-XSiOA的重均分子量(Mw)可以为约100,000-350,000g/mol。PP-g-XSiOA的分散性指数可以为1.5-9。PP-g-XSiOA的长链支化频度可以为每1000个碳0.007-0.017。PP-g-XSiOA的熔体流动速率可以为15-55g/10分钟。在一个或多个实施方案中，相对于不含PP-g-XSiOA添加剂的对比基础聚合配制物，所述医疗设备具有选自如下的一种或多种改进特性：激光印刷和/或标记；与极性表面的溶剂粘合和熔融粘合。所述医疗设备可以为导管形式。另一方面为医疗设备，包括：包括含基础聚合配制物和添加剂的聚合物掺混物的导管，所述基础聚合配制物包括至少一种丙烯聚合物或共聚物，和所述添加剂包含具有聚丙烯骨架和基于有机官能硅烷的混合小分子侧链的共聚物(PP-g-XSiOA)，其中“X”为有机基团或有机官能基团；和“A”为金属、无机氧化物、无机氢氧化物或任何其它无机材料；其中基于掺混物重量，PP-g-XSiOA在掺混物中的存在量为约0.01-20.0％；和连接于导管的接头。在一个或多个实施方案中，PP-g-XSiOA有效强化了导管与接头间的连接。PP-g-XSiOA可以具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含聚丙烯和无机-有机混合小分子的两性共聚物，其具有通式(I)：/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170818 US 62/547,167;20180614 US 62/684,9461.一种包含聚丙烯和无机-有机混合小分子的两性共聚物，其具有通式(I)：



其中X为含1-6个碳的有机基团或有机官能基团；A为金属、无机氧化物、无机氢氧化物或任何其它无机材料；和n为约78-99.9mol％；m为约0.1-20mol％；“y”的摩尔值为约0-2.0mol％；和当y大于0时，“Z”包括：M-X2；XSiOR；或XSiOH，其中“M-X2”为有机金属盐和“OR”为具有1-4个碳的烷氧基。


2.权利要求1的两性共聚物，其中所述无机-有机混合小分子为有机硅烷与无机氧化物和/或氢氧化物的反应产物。


3.权利要求1的两性共聚物，其中X衍生自选自如下的化合物：环氧基、氨基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酰氧基和乙烯基；和A选自：硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、钛(Ti)、银(Ag)、锌(Zn)、镍(Ni)、钙(Ca)、铜(Cu)、锡(Sn)、它们的氧化物、它们的氢氧化物及前述的混合物。


4.权利要求1的两性共聚物，其中接枝于聚丙烯的无机-有机混合小分子为有机官能硅烷与无机氧化物和/或氢氧化物在溶液中的反应产物，其中有机官能硅烷与无机氧化物和/或氢氧化物的重量比为至少10:1。


5.权利要求1的两性共聚物，其中y为0，和所述两性共聚物具有通式(IA)：





6.权利要求5的两性共聚物，其中X衍生自3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯和所述两性共聚物具有通式(VII)：





7.权利要求6的两性共聚物，其中A衍生自Si(OH)4或SiO2。


8.权利要求1的两性共聚物，其具有如下一种或多种特性：
140-180℃的熔点；
在180s-1下100-300Pa.s的毛细管粘度；
约100,000-350,000g/mol的重均分子量(Mw)；
1.5-9的分散性指数；
每1000个碳0.007-0.017的长链支化频度；和
15-55g/10分钟的熔体流动速率。


9.一种制备两性共聚物的方法，包括：
获得聚丙烯；
在包含金属有机盐的辅助试剂的存在下使聚丙烯与无机-有机混合小分子聚合以形成两性共聚物；
其中所述两性共聚物包含聚丙烯骨架和基于一种或多种有机官能硅烷的侧链。


10.权利要求9的方法，其中所述两性共聚物具有通式(I)：



其中X为含1-6个碳的有机基团或有机官能基团；A为金属、无机氧化物、无机氢氧化物或任何其它无机材料；和n为约78-99.9mol％；m为约0.1-20mol％；“y”的摩尔值为约0-2.0mol％；和当y大于0时，“Z”包括：M-X2；XSiOR；或XSiOH，其中“M-X2”为有机金属盐和“OR”为具有1-4个碳的烷氧基。


11.权利要求9的方法，其中所述无机-有机混合小分子通过溶液聚合合成。


12.权利要求9的方法，其中所述无机-有机混合小分子的合成在20-35℃的反应温度下实施。


13.权利要求9的方法，其中在辅助试剂的存在下在150-250℃的反应温度下通过熔融或溶液处理使所述无机-有机混合小分子与聚丙烯共聚。


14.权利要求9的方法，所述辅助试剂包括基于双官能二丙烯酸酯单体的有机金属盐。


15.一种由掺混物形成的医疗设备，所述掺混物包含：
包括至少一种丙烯聚合物或共聚物的基础聚合配制物；和
包含具有聚丙烯骨架和基于有机官能硅烷的混合小分子侧链的共聚物(PP-g-XSiOA)的添加剂，其中“X”为有机基团或有机官能基团；和“A”为金属、无机氧化物、无机氢氧化物或任何其它无机材料；
基于掺混物重量，PP-g-XSiOA在掺混物中的存在量为约0.01-20.0％。


16.权利要求15的医疗设备，其中PP-g-XSiOA具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·赫梅尔达维多克，T·达塔什维利，
申请(专利权)人：贝克顿·迪金森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US