聚氨酯泡沫材料及其制备方法和在伤口敷料中的应用技术

本发明专利技术提供聚氨酯泡沫材料及其制备方法和在伤口敷料中的应用，该聚氨酯泡沫材料特别适合作为伤口敷料，且能通过安全简便的方式生产，生物安全性高。聚氨酯泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：1)将水性聚氨酯分散体浆料进行机械发泡形成泡沫浆料；2)向所述泡沫浆料中加入增稠剂水溶液优选海藻酸钠水溶液搅拌均匀得到粘稠的泡沫浆料；3)将上述浆料涂覆于基材上，得到复合物；4)在所述复合物上涂有所述浆料的表面施加氯化钙水溶液；5)将步骤4)得到的复合材料进行干燥以除去水分，得到具有泡孔结构及致密表面的泡绵材料。

【技术实现步骤摘要】
聚氨酯泡沫材料及其制备方法和在伤口敷料中的应用
本专利技术涉及一种基于水性聚氨酯分散体的通过机械搅拌与干燥固化得到的聚氨酯泡沫材料及其在伤口敷料中的应用。
技术介绍
伤口敷料是用来覆盖伤口、疮口等的医用材料。而聚氨酯泡沫敷料不仅可为伤口提供一个恒温、湿润的微环境，其还具备透气性好、非黏附性、轻巧舒适等优势，适用于中到大量渗出液的伤口，目前在市场上得到了较大的关注。通常聚氨酯泡沫主要使用多异氰酸酯、多元醇、发泡剂、表面活性剂、交联剂、催化剂等原料经“一步法”制备而成，但该方法所需熟化时间长且所得泡沫里单体及催化剂等含量往往较高，给实际医疗应用带来了较大的生物安全性风险。因此，目前市场上主要采用预聚体法发泡工艺来生产医用聚氨酯泡沫材料。如中国专利CN100344333C和CN101730515B中所公布的方法，都是先将多异氰酸酯与多元醇反应制备以异氰酸酯基团封端的预聚体，再使用聚氨酯预聚物与含有水、表面活性剂、润湿剂等发泡混合物在高速搅拌下混合并反应。这种方法能有效的控制最终泡沫中有害物质的残留量，然而由于反应中有异氰酸酯基团的参与，对环境湿度等因素极其敏感，泡沫生产过程中需要严格的处置流程与防护措施。同时，异氰酸酯基团与水反应速率较快，体系粘度迅速增大，往往还未完全流平时体系就发生了固化，施工难度较大。另外，目前已知的利用异氰酸酯与水反应所生产的聚氨酯泡沫材料的泡孔尺寸普遍在250微米以上，少量的在100-150微米范围。而尺寸较大的表面泡孔往往会导致伤口恢复期新生的上皮细胞迁移到其中，导致伤口肉芽长入敷料中，在更换敷料时引起患者的疼痛感且损伤创面新生组织。因此这类泡沫在加工中通常会使用一层带有微孔的聚氨酯膜覆盖其内表面作为伤口接触层，以避免肉芽生长。而新引入的微孔聚氨酯膜通常会大幅度降低泡沫敷料对渗液的吸收速率，可能会导致伤口渗液无法被及时吸收，创面浸润引起伤口感染。水性聚氨酯体系采用天然无污染的水代替有机溶剂作为分散介质的聚氨酯水乳液，因此具有无毒、环保、不燃及对人体无害等明显优势。目前，水性聚氨酯被广泛用于涂料、化妆品、皮革等行业。皮革生产中，为了让合成革的性能更接近与真皮，往往会在水性聚氨酯合成革中加入发泡中间层以提高透湿性、丰满度、柔软度及手感等特性。其具体操作为在水性聚氨酯浆料中混合加入化学发泡剂通过热分解产生气体的或是高速搅拌引入空气，之后再通过加热干燥、冷却固化成型得到具有多孔结构的发泡层。化学发泡剂的分解产物往往存在潜在的毒性，因而使用高速搅拌的方式来引入空气或其他气体的发泡方法将具有更高的安全性。如专利EP-A0235949和EP-A0246723均使用聚氨酯分散体(基本不含异氰酸酯基团)和合适的(泡沫)添加剂存在下由强烈搅拌引入空气，再干燥固话得到机械聚氨酯泡沫已用于伤口护理。由于使用聚氮杂环丙烷作为交联剂，不仅具有较大毒性、交联温度较高，且所得机械泡沫开孔率较低，吸液率及透气度不能满足应用需求。而CN101855259A所公布的使用含有磺酸盐基团的阴离子水性聚氨酯分散体与交联剂的组合物发泡，再进行干燥以实现部分交联得到具有足够机械强度的聚氨酯泡沫伤口敷料。然而这样制备的泡沫样品在水分蒸发干燥时往往会出现明显的塌泡或是体积收缩，导致干燥后所得泡沫的密度变大，吸液率相应降低。海藻酸盐常常被应用于医用敷料中，由于其具有高吸湿、低粘连、快速止血、抑制细菌生长、维持湿性环境及促进创面愈合等优势，也被视为最好的止血愈创材料。如专利CN102258801B中使用两种分子量不同的海藻酸钠共混溶液，经冷冻干燥成型，钙离子交联固化和柔软剂处理得到海藻酸钙海绵医用敷料。该海绵制备方法需要使用冷冻干燥6-36h来使体系成型，后期还需要较长周期进行固化处理。而通过该方法所得的海藻酸钙海绵敷料吸收伤口渗液后会变成凝胶状存在于伤口上，性状上常常难以与伤口腐肉区分开，且不利于敷料的更换。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于聚氨酯分散体的聚氨酯泡沫材料，该聚氨酯泡沫材料特别适合作为伤口敷料，且能通过安全简便的方式生产，生物安全性高，具有良好的液体吸收性能，能满足应用需求的干湿态机械性能。本专利技术为达到其目的，采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种基于聚氨酯分散体的聚氨酯泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：1)将水性聚氨酯分散体浆料进行机械发泡形成具有流动性的泡沫浆料；优选的，通过在空气或氮气气氛中进行所述机械发泡；进一步优选的，所述机械发泡为通过搅拌所述水性聚氨酯分散体浆料进行发泡，搅拌速度优选为500转每分钟-2000转每分钟的速度，更优选1000转每分钟-2000转每分钟；通过机械发泡得到流动性的富含泡沫的泡沫浆料；2)向所述泡沫浆料中加入增稠剂水溶液优选海藻酸钠水溶液搅拌均匀得到粘稠泡沫浆料；优选所述增稠剂水溶液用量为所述水性聚氨酯分散体浆料质量的0.5％-10％；优选所述粘稠的泡沫浆料的粘度为8000cps-30000cps；3)将上述浆料涂覆于基材上，得到复合物；4)在所述复合物上涂有所述浆料的表面施加氯化钙水溶液，例如在该表面均匀施加浓度为0.25wt％-2.5wt％氯化钙溶液；优选所述氯化钙水溶液的用量为水性聚氨酯分散体浆料质量的0.5％-5％；5)将步骤4)得到的复合材料进行干燥以除去水分，得到具有泡孔结构及致密表面的泡绵材料。优选方案中，步骤1)中，所述水性聚氨酯分散体浆料为主要含有阴离子型水性聚氨酯分散体和非离子型水性聚氨酯分散体的混合浆料。优选的，所述阴离子型水性聚氨酯分散体含有羧基和/或磺酸基亲水基团。优选的，基于水性聚氨酯分散体浆料的总质量，所述阴离子型水性聚氨酯分散体的质量百分比为60-85wt％，所述非离子型水性聚氨酯分散体的质量百分比为15-40wt％。进一步优选的，所述水性聚氨酯分散体浆料为包含如下组分的混合浆料：基于水性聚氨酯分散体浆料的总质量，阴离子型水性聚氨酯分散体的质量百分比为59-83wt％，非离子型水性聚氨酯分散体的质量百分比为15-40wt％，表面活性剂1-10wt％，亲水助剂0-9wt％优选1-7.5wt％。本专利技术中，所用的阴离子型水性聚氨酯分散体和非离子型水性聚氨酯分散体分别均为聚氨酯预聚物经高速搅拌分散在水中获得，其中，所述聚氨酯预聚物为采用主要包括异氰酸酯、多元醇和扩链剂的原料经反应制得；具体的聚氨酯预聚物和水性聚氨酯分散体的制备工艺为本领域技术人员所熟知的，采用现有常规工艺制备即可，对此不作赘述；当然，也可以直接采用市售的相应产品。阴离子型水性聚氨酯分散体的具体选择并无特别限制，可选用常规市售的相应产品或按照本领域现有工艺自制，例如市售产品可选自如科思创的FD103，万华化学的3458、3459、7390、7396等。非离子型水性聚氨酯分散体可选自市售产品如安大华泰的AH-1704、思沃化学的PUD-1488、万华化学的5318等，也可按照现有工艺制备获得。一些优选的实施方案中，制备阴离子型水性聚氨酯分散体和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于聚氨酯分散体的聚氨酯泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)将水性聚氨酯分散体浆料进行机械发泡形成泡沫浆料；优选的，通过在空气或氮气气氛中进行所述机械发泡；进一步优选的，所述机械发泡为通过搅拌所述水性聚氨酯分散体浆料进行发泡，搅拌速度优选为500转每分钟-2000转每分钟的速度，更优选1000转每分钟-2000转每分钟；/n2)向所述泡沫浆料中加入增稠剂水溶液搅拌均匀得到粘稠的泡沫浆料，优选所述增稠剂水溶液为海藻酸钠水溶液；优选所述增稠剂水溶液用量为所述水性聚氨酯分散体浆料质量的0.5％-10％；优选所述粘稠的泡沫浆料的粘度为8000cps-30000cps；/n3)将步骤2)得到的浆料涂覆于基材上，得到复合物；/n4)在所述复合物上涂有所述浆料的表面施加氯化钙水溶液，优选所述氯化钙水溶液的用量为水性聚氨酯分散体浆料质量的0.5％-5％；/n5)将步骤4)得到的复合材料进行干燥以除去水分，得到具有泡孔结构的泡绵材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于聚氨酯分散体的聚氨酯泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将水性聚氨酯分散体浆料进行机械发泡形成泡沫浆料；优选的，通过在空气或氮气气氛中进行所述机械发泡；进一步优选的，所述机械发泡为通过搅拌所述水性聚氨酯分散体浆料进行发泡，搅拌速度优选为500转每分钟-2000转每分钟的速度，更优选1000转每分钟-2000转每分钟；
2)向所述泡沫浆料中加入增稠剂水溶液搅拌均匀得到粘稠的泡沫浆料，优选所述增稠剂水溶液为海藻酸钠水溶液；优选所述增稠剂水溶液用量为所述水性聚氨酯分散体浆料质量的0.5％-10％；优选所述粘稠的泡沫浆料的粘度为8000cps-30000cps；
3)将步骤2)得到的浆料涂覆于基材上，得到复合物；
4)在所述复合物上涂有所述浆料的表面施加氯化钙水溶液，优选所述氯化钙水溶液的用量为水性聚氨酯分散体浆料质量的0.5％-5％；
5)将步骤4)得到的复合材料进行干燥以除去水分，得到具有泡孔结构的泡绵材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述水性聚氨酯分散体浆料为主要含有阴离子型水性聚氨酯分散体和非离子型水性聚氨酯分散体的混合浆料；
优选的，所述阴离子型水性聚氨酯分散体含有羧基和/或磺酸基亲水基团；
优选的，基于水性聚氨酯分散体浆料的总质量，所述阴离子型水性聚氨酯分散体的质量百分比为60-85wt％，所述非离子型水性聚氨酯分散体的质量百分比为15-40wt％；
进一步优选的，所述水性聚氨酯分散体浆料为包含如下组分的混合浆料：基于水性聚氨酯分散体浆料的总质量，阴离子型水性聚氨酯分散体的质量百分比为59-83wt％，非离子型水性聚氨酯分散体的质量百分比为15-40wt％，表面活性剂1-10wt％，亲水助剂0-9wt％，优选1-7.5wt％。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述阴离子型水性聚氨酯分散体和非离子型水性聚氨酯分散体分别为聚氨酯预聚物经搅拌分散在水中获得，其中，所述聚氨酯预聚物为采用主要包括异氰酸酯、多元醇和扩链剂的原料经反应制得。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制备阴离子型水性聚氨酯分散体和非离子型水性聚氨酯分散体所用的异氰酸酯分别选自脂肪族和/或脂环族异氰酸酯，进一步优选为异佛二酮二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或两种以上的组合，更优选为4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯。


5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，制备所述阴离子型水性聚氨酯分散体所用的多元醇的数均分子量为300-5000道尔顿，优选聚醚多元醇，更优选聚醚二元醇和/或聚醚三元醇；进一步优选所述聚醚多元醇为聚四氢呋喃多元醇、聚乙二醇多元醇、聚丙二醇多元醇和聚乙二醇-丙二醇多元醇中的一种或两种以上的组合；
和/或，制备所述阴离子型水性聚氨酯分散体所用的扩链剂选自二羟基丙酸、二羟甲基丁酸、二羟基半酯、乙二胺基乙磺酸钠、N,N-二羟甲基马来酰胺酸、酒石酸中的一种或两种以上的组合。


6.根据权利要求3或4所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷琪，尹金超，邓俊英，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，上海万华科聚化工科技发展有限公司，万华化学宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37