一种用于制造医疗注射器的自润滑性聚丙烯复合材料 【技术领域】
本发明属于高分子材料及其成型加工领域，特别涉及一种自润滑性优异的可用于医疗注射器的聚丙烯复合材料。
背景技术
塑料注射器与传统的玻璃注射器相比，具有无毒、无菌、无致热原，可防止消毒不良造成的交叉感染和易操作等优点，而被广泛应用在医疗领域。目前普通注射器外形分为二件式和三件式，二件式相对三件式在组成上节省了橡胶活塞部分，仅有注射器外套和芯杆组成。针对注射器的使用要求，其外套材料必须具有优异的透明性以确保毫无困难的读取刻度值，同时在外套与芯杆表面之间存在足够低的摩擦阻力，以保障注射的顺利进行。
在三件式结构的注射器生产过程中，往往要在橡胶活塞和外套内表面喷涂润滑剂，并要求不得有明显可见的润滑剂汇聚，方可使用。而在两件式的构造中，芯杆的顶部需设计成一定厚度的圆柱体状结构，从而起到与外套圆形内表面紧密的接触，代替橡胶活塞起到密闭注射液的作用，但这种注射器外套内表面同样需要喷涂润滑剂。在实际生产中，往往会碰到润滑剂量喷涂不恰当的情况，如果喷涂剂量多的话，在注射器外套的内表面随芯杆的停顿就能看到明显的润滑剂聚集。更为严重的话，在喷涂后，推拉几次芯杆，润滑剂都被刮到两端后，芯杆与外套间的滑动性明显变差。
【发明内容】
为克服上述现有技术存在的不足，本发明提供一种用于制造医疗注射器的自润滑性聚丙烯复合材料，该材料具有优异的透明性和良好的自润滑性，可用于医疗注射器外套。
本发明的又一目的在于提供一种上述复合材料的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于制造医疗注射器的自润滑性聚丙烯复合材料，其特征在于：该自润滑性聚丙烯复合材料，由以下按重量份计的组分组成：聚丙烯树脂100份和润滑剂0.1～3份；所述润滑剂为硅油(聚有机硅氧烷)和聚四氟乙烯微粉中的一种或两种。
所述聚丙烯树脂为可应用于医疗领域的均聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯；所述聚丙烯树脂的熔融温度为140～165℃，其在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为5～50g/10min。
所述聚丙烯树脂优选可应用于医疗领域的无规共聚聚丙烯；所述聚丙烯树脂在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为15～30g/10min。
所述硅油为甲基硅油、二甲基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油；所述聚四氟乙烯微粉的粒径范围为2～10μm。
所述硅油优选在25℃下的粘度范围为350～150,000mPas的二甲基硅油；所述聚四氟乙烯微粉的粒径范围优选3～6μm。
所述二甲基硅油优选25℃下的粘度范围为50,000～100,000mPas。
上述的一种用于制造医疗注射器的自润滑性聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：将聚丙烯树脂、润滑剂、透明成核剂和抗氧剂混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，得到自润滑性聚丙烯复合材料。
本发明相对现有技术具有如下的优点及有益效果：
(1)本发明的聚丙烯复合材料，采取可应用于医疗领域的原料，各项性能满足《医用输液、输血、注射器用聚丙烯专用料》的国家标准。
(2)现有技术中尚未有将聚四氟乙烯微粉作为润滑剂添加到聚丙烯树脂中制备医用材料的报道，本发明复合材料在聚丙烯树脂中加入聚四氟乙烯微粉润滑剂，聚四氟乙烯微粉本身具有高润滑性，且对人体无毒性，可用于植入体内的合成医用材料；所制备的注射器外套具有优异的自润滑性，去除了后期的喷涂工序，从而避免了因后期喷涂润滑剂量不当所造成的汇聚现象，提高生产效率。
(3)本发明配方合理，工艺简单，只需在聚丙烯树脂中加入聚四氟乙烯微粉润滑剂或聚有机硅氧烷，经过常用的加工技术，即可得到性能稳定地复合材料，很好地满足了医用注射器材料的标准。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
实施例1
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为140℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为18g/10min)和1.2重量份聚四氟乙烯微粉(粒径6μm)，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，得到一种自润滑性聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
实施例2
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为165℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为30g/10min)和1.6重量份聚四氟乙烯微粉(粒径3μm)，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，即得到一种自润滑性聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
实施例3
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为150℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为30g/10min)和0.8重量份二甲基硅油(粘度60,000mPas)，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，即得到一种自润滑性聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
实施例4
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为145℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为30g/10min)和0.6重量份二甲基硅油(粘度100,000mPas)，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，即得到一种自润滑性聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
实施例5
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为160℃在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为15g/10min)和2重量份甲基硅油(粘度150,000mPas)，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，即得到一种自润滑性聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
实施例6
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为155℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为10g/10min)和0.8重量份甲基含氢硅油(粘度80,000mPas)，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，即得到一种自润滑性聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
实施例7
对实施例5制备的复合材料，进行化学性能和生物性能检测，结果如表1所示。
表1本发明复合材料的化学性能和生物性能检测结果
对比实施例1
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为140℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为18g/10min)、1.2重量份聚四氟乙烯微粉(粒径6μm)和0.3重量份抗氧剂1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3.5-二叔丁基-4-烃基苄基)苯，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，得到一种聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
对比实施例2
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为165℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为25g/10min)、1.2重量份聚四氟乙烯微粉(粒径6μm)、0.5重量份透明成核剂3，4-二甲基二亚苄基山梨糖醇和0.1重量份抗氧剂三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，得到一种聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
对比实施例3
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为150℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为30g/10min)、0.5重量份透明成核剂3，4-二甲基二亚苄基山梨糖醇和0.1重量份抗氧剂三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，得到一种聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
对比实施例4
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为150℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为30g/10min)、0.5重量份透明成核剂2，2-亚甲基双(4，6-特丁基苯基)磷酸钠和0.1重量份二亚磷酸双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，得到一种聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
对比实施例5
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为150℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为30g/10min)和1.2重量份油酸酰胺，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，得到一种聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
对比实施例6
将100重量份聚丙烯树脂(熔融温度为150℃；在230℃条件下，2.16kg的熔体流动速率为30g/10min)和1重量份聚乙烯蜡PE190，在高速混合机中混合均匀后，加入到双螺杆挤出机中，混炼，挤出，冷却，干燥，造粒，包装，得到一种聚丙烯复合材料。
对所得聚丙烯复合材料的拉伸强度、弯曲模量、缺口悬臂梁冲击强、雾度、静摩擦系数和动摩擦系数进行测试，结果见表2。
表2本发明自润滑性聚丙烯复合材料物理性能测试结果
注：摩擦系数的测试，选取可应用于注射器芯杆的聚乙烯(SHORE D为62)为测试相对材料进行。
从表2可见，对比实施例1和2在本发明的基础上添加了抗氧剂和成核剂，所得复合材料与本发明复合材料性能相仿，但是动摩擦系数稍高；对比实施例3和4中没有添加润滑剂，润滑性能明显变差；对比实施例5和6是加入了油酸酰胺和聚乙烯蜡等其他类型润滑剂，所制得的复合材料的润滑性能仍然远差于本发明方法制备的复合材料的润滑性能。
上述制备实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。此外本发明所涉及的方法也可应用在注射器芯杆原材料的制备中。