一种水基润滑液及其制备方法与应用
【专利摘要】本发明提供一种赋予PVC导尿管表面超润滑性能的水基润滑液，制备所述水基润滑液的原料包括有：聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、改性剂、水性聚氨酯乳液、去离子水以及乙醇，其中所述改性剂指的是聚乙二醇羧酸脲，其是由聚乙二醇羧酸和尿素为原料，通过中和反应制得的。使用水基润滑液对PVC导尿管进行表面亲水润滑改性，浸渍、喷涂或刷涂方法均可，方法和工序简单；所述水基润滑液在PVC导尿管表面涂层均匀，厚度可调；溶剂挥发对大气环境不会产生任何污染和危害。
【专利说明】
一种水基润滑液及其制备方法与应用
技术领域
[0001] 本发明涉及一种水基润滑液，特别涉及能够赋予聚氯乙烯(PVC)导尿管表面超润 滑性能的水基润滑液，属于精细化工领域。
【背景技术】
[0002] 医用导管是指能够连通生物体内外，在排液、血液传输、辅助导入其他医疗器具及 通过感应元件检测生物体内状况等过程中所使用的一类管状制品。导尿管就是医用导管的 一种。能够用作导尿管的材料种类繁多，主要包括聚氯乙烯(PVC)、硅橡胶、聚氨酯或天然橡 胶，而且这些材料大多是疏水性的。其中PVC材料价格低廉，加工成型工艺简单，材料生物稳 定性高，是临床使用量最大的导尿管品种。但是临床使用PVC导尿管要求其外表面具有高亲 水润滑性。PVC导尿管外表面亲水润滑性能高，能够减少PVC导尿管在使用过程中对尿道粘 膜的损伤、减轻病患者的痛苦，减少病毒感染;减少血纤维蛋白、血小板及管壁的黏附。为了 满足临床应用的需求，需要对PVC导尿管材料表面进行亲水润滑改性。目前，PVC导尿管外表 面亲水润滑改性方式可分为物理改性、化学改性、等离子体改性、光接枝改性等，唯有物理 改性的成本低廉、工艺技术简单易行。物理改性即在PVC导尿管表面直接涂覆亲水性聚合 物。常用的亲水性聚合物有聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙二醇(PEG)、聚氧化乙烯 (ΡΕ0)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或其共聚物、或其共混物等。将亲水性聚合物涂覆在PVC导尿 管表面进行改性技术最为简便，但亲水性聚合物附着力较弱，涂层易脱落。提高亲水性聚合 物涂层附着力的方法是添加粘附性强的物质，如偶联剂或粘合剂，已经公开的方法有 US4748324、US4642267、US5001009、US4792914、US5041100、US4119094、CN101365502、 〇附02166377、0附537643、〇附02973987、〇价0448375、〇价01222946。以上所述公开方法中， 一类是首先将偶联剂溶液作为底层涂覆在导管表面，干燥后，然后再将亲水涂层溶液涂覆 导管表面，进行干燥后，即得到所需的含干性亲水聚合物的润滑涂层;第二类是将含有粘合 剂的溶液涂覆在导管表面，干燥后，形成粘合剂底层，再将亲水涂层溶液涂覆导管表面，进 行干燥后，即得到所需的含干性亲水聚合物的润滑涂层;第三类是含有粘合剂和亲水聚合 物的混合有机溶液一次性涂敷在导管表面，进行干燥后，得到所需的含干性亲水聚合物的 润滑涂层；由此得知，现有技术存在工序繁琐、乙酸乙酯、丙酮、环己酮或其它有机溶剂挥发 造成环境污染的缺陷。为了解决上述问题，本发明提供了一种赋予PVC导尿管外表面超润滑 性能的水基润滑液。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种赋予PVC导尿管表面超润滑性能的水基润滑液，其中所述水基 润滑液包括以下原料组份和其质量配比： 原料组份名称 质量配比 聚乙烯吡咯烷酮 2.0~20.0 聚丙烯酰胺 0.25~2.5
[0004] 改性剂 0.5~5.0 水性聚氨酯乳液 2.5~25.0 去离子水 50.0~80.0 乙醇 0~30.0
[0005] 其中所述聚乙烯吡咯烷酮指的是平均分子量在40000以上的聚乙烯吡咯烷酮；
[0006] 所述聚丙烯酰胺指的是平均分子量为200~2200万的非离子聚丙烯酰胺或阴离子 聚丙烯酰胺；
[0007] 所述水性聚氨酯乳液指的是固含量为20~50%的水性脂肪族聚氨酯乳液；
[0008] 专业人员熟知，溶解有无机物或有机物的水溶液在疏水性PVC表面进行均匀涂覆， 必须在所述水溶液中使用表面活性剂;另外溶解有无机物或有机物的水溶液粘度也是控制 其在疏水性PVC表面涂覆均匀性的关键因素。
[0009] 已有研究证实，表面涂覆干性亲水润滑层的PVC导尿管在临床使用前，首先进行水 浸润，水浸润时间在0.15~2分钟，水浸润时间比较长，影响了亲水润滑导尿管走进家庭随 取随用的特点。故有人在所述干性亲水润滑层中添加强吸水剂和水速溶剂，例如甘油或尿 素，加快了表面涂覆干性亲水润滑层PVC导尿管的水亲润过程，缩短了水浸润时间。
[0010] 专业人员熟知，聚乙二醇既溶于水，又溶于有机溶剂，具有两亲性结构和表面活性 剂功能；同时在所述干性亲水润滑层中添加尿素，能够加快表面涂覆干性亲水润滑层PVC导 尿管的水亲润过程，缩短了水浸润时间，本发明人将聚乙二醇和尿素特征相结合，形成一种 聚乙二醇羧酸脲用作所述水基润滑液的改性剂;研究结果已经证实所述聚乙二醇羧酸脲属 于一种多功能助剂，既能够用作所述水基润滑液中的亲水聚合物、表面活性剂和增稠增粘 剂，又能够用作所述水基润滑液中的强吸水剂和水速溶剂。故此，产生了本发明所述的聚乙 二醇羧酸脲作为改性剂用于所述水基润滑液。
[0011]本发明所述的改性剂，其特征在于指的是聚乙二醇羧酸脲，其是以聚乙二醇羧酸 和尿素为原料，通过中和反应制得的聚乙二醇羧酸脲;所述聚乙二醇羧酸与尿素的质量配 比为 1:0.05 ~1.5;
[0012]其中所述聚乙二醇羧酸指的是聚乙二醇单羧酸、聚乙二醇二羧酸或烷氧基聚乙二 醇羧酸中的一种或两种以上，所述烷氧基指的是Ci~C12烷氧基。
[0013] 本发明提供一种赋予PVC导尿管表面超润滑性能的水基润滑液的制备方法，包括 以下步骤：
[0014] ①称取聚乙二醇羧酸和尿素，分别配制成聚乙二醇羧酸水溶液和尿素水溶液，控 制聚乙二醇羧酸水溶液温度在25~60°C之间，将尿素水溶液缓慢加入聚乙二醇羧酸水溶液 中，搅拌反应〇. 5~1小时，制得聚乙二醇羧酸脲水溶液；
[0015] 其中所述聚乙二醇羧酸指的是聚乙二醇单羧酸、聚乙二醇二羧酸或烷氧基聚乙二 醇羧酸中的一种或两种以上，所述烷氧基指的是Cl~C12烷氧基;所述聚乙二醇羧酸与尿素 的质量配比为1:0.05~1.5。
[0016] ②称取聚乙烯吡咯烷酮速溶在乙醇中，用去离子水稀释，配制成聚乙烯吡咯烷酮 溶液;再称取聚丙烯酰胺溶解在去离子水中，制成聚丙烯酰胺水溶液；
[0017] 其中所述聚乙烯吡咯烷酮指的是平均分子量在40000以上的聚乙烯吡咯烷酮，所 述聚乙烯吡咯烷酮：乙醇:去离子水的质量配比为1:0~30:5~25;
[0018] 所述聚丙烯酰胺指的是平均分子量为200~2200万的非离子聚丙烯酰胺或阴离子 聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺:去离子水的质量配比为1:10~40;
[0019]③依照所述水基润滑液的原料组份和其质量配比，取聚乙烯吡咯烷酮溶液、聚丙 烯酰胺水溶液和水性聚氨酯乳液，依次加入聚乙二醇羧酸脲水溶液中，室温下搅拌均匀，经 过压滤去除固体杂质，真空抽气脱除气泡，制得所述水基润滑液；
[0020]其中所述水性聚氨酯乳液指的是固含量为20~50%的水性脂肪族聚氨酯乳液； [0021]所述聚乙烯吡咯烷酮溶液:聚丙烯酰胺水溶液:聚乙二醇羧酸脲水溶液:水性聚氨 酯乳液的质量配比为10~40:10~50:2~20:10~40。
[0022]本发明的有益效果是所述水基润滑液是一种水性润滑液，采用浸渍、喷涂或刷涂 方法，都可以对PVC导尿管表面进行亲水润滑改性，方法和工序简单;所述水基润滑液在PVC 导尿管表面涂层均匀，厚度可调;溶剂挥发对大气环境不会产生任何污染和危害。 具体实施例
[0023]实施例1水基润滑液-I
[0024]水基润滑液的配制：称取甲氧基聚乙二醇（400)羧酸2.6克，溶解在5克去离子水 中，添加溶有0.4克尿素的水溶液5.4克，30°C下搅拌半小时，制得甲氧基聚乙二醇(400)羧 酸脲水溶液;称取7克聚乙烯吡咯烷酮-K90速溶在18克乙醇中，添加12克去离子水稀释，制 得聚乙烯吡咯烷酮溶液;再称取平均分子量为300的非离子聚丙烯酰胺1克，溶解在29克去 离子水中，分散均匀后，制得聚丙烯酰胺水溶液;取聚乙烯吡咯烷酮溶液、聚丙烯酰胺水溶 液和固含量为32%的水性脂肪族聚氨酯乳液20克，依次加入甲氧基聚乙二醇(400)羧酸脲 水溶液中，室温搅拌均匀，制得水基润滑液粗品；将水基润滑液粗品通过600目滤网，滤出固 体杂质，然后保持压力〇. 075~0.085MPa进行抽气除泡30分钟后，即制得水基润滑液-I。 [0025]实施例2水基润滑液-II
[0026]依据实施例1的方法和步骤，将甲氧基聚乙二醇（400)羧酸脲改换为聚乙二醇 (600)单羧酸脲，平均分子量为300的非离子聚丙烯酰胺改换为平均分子量为800的阴离子 聚丙烯酰胺，即制得水基润滑液-II。
[0027] 实施例3水基润滑液-III
[0028]依据实施例1的方法和步骤，将甲氧基聚乙二醇（400)羧酸脲改换为聚乙二醇 (2000)羧酸脲，聚乙烯吡咯烷酮-K90改换为聚乙烯吡咯烷酮-K120,平均分子量为300的非 离子聚丙烯酰胺改换为平均分子量为800的阴离子聚丙烯酰胺，即制得水基润滑液-III。
[0029] 实施例4水基润滑液的应用
[0030] 将表面洁净的PVC导管分别浸入水基润滑液-I~III中，取出后淋干，在50°C的烘 箱内烘干10分钟，即得到表面均匀涂敷干态亲水润滑涂层的PVC导管-I、表面均匀涂敷干态 亲水润滑涂层的PVC导管-II和表面均匀涂敷干态亲水润滑涂层的PVC导管-III。分别将表 面均匀涂敷干态亲水润滑涂层的PVC导管-I~III浸入去离子水中3~10秒钟，取出测定PVC 导管表面的水接触角、附着性及摩擦系数等，考察水基润滑液-I~III的应用性能，包括涂 层的亲水性、润滑性和牢固强度等性能。
[0031]实验结果表明，表面涂敷亲水润滑涂层的P V C导管-1~III的水接触角依次为 35.3°、33.5°和28.5° ;表面涂敷亲水润滑涂层的PVC导管-I~III的摩擦系数为表面未涂敷 亲水润滑涂层的PVC导管的2.5%、1.8%和1.2% ;表面涂敷亲水润滑涂层的PVC导管-I~ III在水中室温浸泡24小时后，再取出烘干后，称重均没有变化。
【主权项】
1. 一种赋予PVC导尿管表面超润滑性能的水基润滑液，所述水基润滑液包括以下原料 与原料质量配比：2.0~20.0份的聚乙烯吡咯烷酮、0.25~2.5份的聚丙烯酰胺、0.5~5.0份 的改性剂、2.5~25.0份的水性聚氨酯乳液、50.0~80.0份的去离子水和0~30.0份的乙醇， 其特征在于所述改性剂指的是聚乙二醇羧酸脲； 其中所述聚乙二醇羧酸脲是以聚乙二醇羧酸和尿素为原料，通过中和反应制得聚乙二 醇羧酸脲，所述聚乙二醇羧酸与尿素的质量配比为1:0.05~1.5; 所述聚乙二醇羧酸指的是聚乙二醇单羧酸、聚乙二醇二羧酸或烷氧基聚乙二醇羧酸中 的一种或两种以上，所述烷氧基指的是Cl~Cl2烷氧基； 所述聚乙烯吡咯烷酮指的是平均分子量在40000以上的聚乙烯吡咯烷酮； 所述聚丙烯酰胺指的是平均分子量为200~2200万的非离子聚丙烯酰胺或阴离子聚丙 烯酰胺； 所述水性聚氨酯乳液指的是固含量为20~50%的水性脂肪族聚氨酯乳液。2. 依照权利要求1所述的一种赋予PVC导尿管表面超润滑性能的水基润滑液的制备方 法，其特征在于包括以下步骤： ① 称取聚乙二醇羧酸和尿素，分别配制成聚乙二醇羧酸水溶液和尿素水溶液，控制聚 乙二醇羧酸水溶液温度在25~60°C之间，将尿素水溶液缓慢加入聚乙二醇羧酸水溶液中， 搅拌反应0.5~1小时，制得聚乙二醇羧酸脲水溶液； 其中所述聚乙二醇羧酸指的是聚乙二醇单羧酸、聚乙二醇二羧酸或烷氧基聚乙二醇羧 酸中的一种或两种以上，所述烷氧基指的是Cl~C12烷氧基;所述聚乙二醇羧酸与尿素的质 量配比为1:0.05~1.5; ② 称取聚乙烯吡咯烷酮速溶在乙醇中，用去离子水稀释，配制成聚乙烯吡咯烷酮溶液； 再称取聚丙烯酰胺溶解在去离子水中，制成聚丙烯酰胺水溶液； 其中所述聚乙烯吡咯烷酮指的是平均分子量在40000以上的聚乙烯吡咯烷酮，所述聚 乙烯吡咯烷酮：乙醇:去离子水的质量配比为1: 〇~30:5~25; 所述聚丙烯酰胺指的是平均分子量为200~2200万的非离子聚丙烯酰胺或阴离子聚丙 烯酰胺，所述聚丙烯酰胺:去离子水的质量配比为1:10~40; ③ 依照权利要求1所述水基润滑液的原料和质量配比，取聚乙烯吡咯烷酮溶液、聚丙烯 酰胺水溶液和水性聚氨酯乳液，依次加入聚乙二醇羧酸脲水溶液中，室温下搅拌均匀，经过 压滤去除固体杂质，真空抽气脱除气泡，制得所述水基润滑液； 其中所述水性聚氨酯乳液指的是固含量为20~50%的水性脂肪族聚氨酯乳液。
【文档编号】A61L31/04GK105963798SQ201510690412
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年10月15日
【发明人】张田林, 岳夏丹, 时恒阳, 李江, 杨青
【申请人】淮海工学院, 江苏嘉鼎诚医疗器械有限公司, 张田林