一种以硅氧烷基聚氨酯为基体的高分子硅凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种以硅氧烷基聚氨酯为基体的高分子硅凝胶及其制备方法，通过将部分聚乙二醇转变成含有多个羟基的聚乙二醇衍生物，并将该衍生物作为交联剂，保证了交联网络中亲水性链段的增加，同时构建出的大交联网络赋予了聚二甲基硅氧烷链段更大的自由度，由此制备得到的硅凝胶溶胀度均在

【技术实现步骤摘要】
一种以硅氧烷基聚氨酯为基体的高分子硅凝胶及其制备方法


：
[0001]本专利技术涉及高分子凝胶领域，更具体地说是一种以硅氧烷基聚氨酯为基体的高分子硅凝胶及其制备方法
。

技术介绍

：
[0002]凝胶是一种网状结构的高分子化合物，硅凝胶是通过在液体硅橡胶中加入适当补强剂
、
硫化机和催化剂混合均匀后硫化而成的高分子凝胶体，其制备工艺简单，且成型后无色透明，富有弹性，与皮肤具有极佳的长期贴合能力
。
硅凝胶薄膜的物理性能与正常皮肤有较高相似度，对氧气和二氧化碳等气体具有优异的通透性，因此硅凝胶常应用于创伤医用敷料
。
[0003]硅凝胶的主要链段为聚二甲基硅氧烷，具有疏水性，因此硅凝胶基本上不具备吸水能力，其水汽透过率约为
4.5g/m2/h
，仅为皮肤的一半
(
正常人体皮肤约为
8.5g/m2/h)
，因而一般不用于渗液较多的创面
。
[0004]CN105399912A
公开了一种基于聚硅氧烷
‑
聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体及其制备方法，先用多异氰酸酯与聚乙二醇反应得端基为异氰酸酯基的聚氨酯预聚体；再加入聚硅氧烷和扩链剂，制得基于聚硅氧烷
‑
聚乙二醇的两亲聚氨酯弹性体，所制得的两亲性聚氨酯弹性体透湿率为
6.2
‑
16.1g/m2/h
，与人体皮肤透湿率接近
。
该方案的透湿率仍然较低，在应用于渗液较多的创面时仍然有造成感染的风险
。
[0005]随着聚乙二醇用量的增加，导致了亲水性链段的增加，从而使聚氨酯弹性体的溶胀度和透湿率都有明显的提高；但是这也会使得极性的多异氰酸酯与聚乙二醇之间的混溶性增强，氨基甲酸酯基的氢键作用大大增强，诱导更多的链段形成微晶结构，从而导致气体的溶解度系数大幅下降，透氧性变低
。
因此急需制备一种同时保证透湿率和透氧率的硅凝胶，提高其在创伤医用敷料上的应用效果
。

技术实现思路

：
[0006]本专利技术拟提供一种以硅氧烷基聚氨酯为基体的高分子硅凝胶及其制备方法，其目的在于得到一种同时保证吸水性
、
透湿率和透氧率的硅凝胶
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种以硅氧烷基聚氨酯为基体的高分子硅凝胶，其采用多羟基聚乙二醇衍生物
、
聚乙二醇
、
多异氰酸酯
、
聚二甲基硅氧烷
、
扩链剂等原料制备而成
。
[0008]本专利技术的硅凝胶的制备方法具体如下：用多羟基聚乙二醇衍生物与聚乙二醇
、
多异氰酸酯等反应得到聚氨酯弹性体；再加入聚硅氧烷和扩链剂，最终得到以硅氧烷基聚氨酯为基体的高分子硅凝胶
。
[0009]其中多羟基聚乙二醇衍生物的制备方法如下：聚乙二醇与环氧氯丙烷反应，得到环氧基封端的聚乙二醇缩水甘油醚，在酸的催化作用下开环生成多羟基聚乙二醇衍生物
。
[0010]本专利技术通过将部分聚乙二醇转变成含有多个羟基的聚乙二醇衍生物，并将该衍生
物作为交联剂，保证了交联网络中亲水性聚乙二醇链段的增加，从而保证了吸水性和水汽透过率的大幅提高，而且构建出的大型交联网络，赋予了聚二甲基硅氧烷链段更大的自由度，由此得到的硅凝胶能够做到吸水性
、
水汽透过率和透氧率的优异平衡
。
本专利技术方案简单，原料便宜，具有一定的可调控性
。
[0011]具体来说，本专利技术的技术方案包括如下步骤：
[0012]加入多羟基聚乙二醇衍生物
、
聚乙二醇搅拌均匀，加热升温至
90
～
130℃
，真空脱水，将温度降至
40
‑
60℃
；然后，逐滴加入多异氰酸酯，滴加完之后再添加有机锡催化剂，使反应体系在
70
～
90℃
下反应2～4小时后，加入聚二甲基硅氧烷
、
扩链剂
、
溶剂，继续搅拌反应6‑8小时后，导入聚四氟乙烯模具中铺平，将模具放入真空干燥器中，抽真空脱泡处理
0.5
‑1小时后，在
50
‑
70℃
下恒温固化8‑
12
小时，得到以硅氧烷基聚氨酯为基体的高分子硅凝胶
。
[0013]其中多羟基聚乙二醇衍生物的制备方法具体如下：聚乙二醇与环氧氯丙烷在季铵盐催化剂和氢氧化钠的作用下，在
40
‑
60℃
下反应2‑4小时得到环氧基封端的聚乙二醇缩水甘油醚，加入去离子水和浓硫酸，调节
PH
值至酸性，在室温下进行开环反应2‑4小时，用碳酸钠调至中性，减压蒸馏，对蒸馏后的产物进行抽滤去除沉淀，在
110
‑
130℃
下干燥2‑4小时，得到多羟基聚乙二醇衍生物
。
[0014]优选地，制备多羟基聚乙二醇衍生物过程中，所述季铵盐催化剂为苄基三乙基氯化铵，四丁基溴化铵
、
四丁基氯化铵
、
四丁基硫酸氢铵中的一种或多种
。
[0015]为实现本专利技术的目的，优选地，聚乙二醇
、
多异氰酸酯
、
聚二甲基硅氧烷
、
扩链剂的摩尔比为1：
(3
‑
5)
：
(0.5
‑
1.5)
：
(0.2
‑
1)
；聚乙二醇与多羟基聚乙二醇衍生物的质量比为
(5
‑
25)
：1；多异氰酸酯与有机锡催化剂的质量比为
100
：
(0.5
‑
2)
；聚二甲基硅氧烷与溶剂的质量比为1：
(1
‑
3)。
[0016]优选地，制备多羟基聚乙二醇衍生物过程中，聚乙二醇
、
环氧氯丙烷
、
氢氧化钠和季铵盐催化剂的摩尔比为1：
(1.5
‑
3)
：
(1.5
‑
3)
：
(0.005
‑
0.05)。
[0017]优选地，所述聚乙二醇的分子量为
400
‑
3000g/mol
，进一步优选为
1000
‑
2000g/mol。
[0018]优选地，所述聚二甲基硅氧烷为羟基封端的聚二甲基硅氧烷
、
氨基封端的聚二甲基硅氧烷中的一种或多种；分子量为
1000
‑
6000g/mol
，其中分子量进一步优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种以硅氧烷基聚氨酯为基体的高分子硅凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：加入多羟基聚乙二醇衍生物
、
聚乙二醇搅拌均匀，加热升温至
90
～
130℃
，真空脱水，将温度降至
40
‑
60℃
；然后，逐滴加入多异氰酸酯，滴加完之后再添加有机锡催化剂，使反应体系在
70
～
90℃
下反应2～4小时后，加入聚二甲基硅氧烷
、
扩链剂
、
溶剂，继续搅拌反应6‑8小时后，导入聚四氟乙烯模具中铺平，将模具放入真空干燥器中，抽真空脱泡处理
0.5
‑1小时后，在
50
‑
70℃
下恒温固化8‑
12
小时，得到以硅氧烷基聚氨酯为基体的高分子硅凝胶
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多羟基聚乙二醇衍生物的制备方法具体如下：聚乙二醇与环氧氯丙烷在季铵盐催化剂和氢氧化钠的作用下，在
40
‑
60℃
下反应2‑4小时得到环氧基封端的聚乙二醇缩水甘油醚，加入去离子水和浓硫酸，调节
PH
值至酸性，在室温下进行开环反应2‑4小时，用碳酸钠调至中性，减压蒸馏，对蒸馏后的产物进行抽滤去除沉淀，在
110
‑
130℃
下干燥2‑4小时
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，制备多羟基聚乙二醇衍生物过程中，聚乙二醇
、
环氧氯丙烷
、
氢氧化钠和季铵盐催化剂的摩尔比为1：
(1.5
‑
3)
：
(1.5
‑
3)
：
(0.005
‑
0.05)
；所述季铵盐催化剂为苄基三乙基氯化铵，四丁基溴化铵
、
四丁基氯化铵
、
四丁基硫酸氢铵中的一种或多种
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，聚乙二醇
、
多异氰酸酯
、
聚二甲基硅氧烷
、
扩链剂的摩尔比为1：
(3

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宗杰，吕丕玉，曹小娟，贾淑伟，赵佩佩，李海辉，
申请(专利权)人：山东辰星医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：