專利名稱：新型水固化聚氨酯矯形繃帶的制作方法
近百年來，石膏繃帶是骨科治療中應用最廣泛的外固定材料，對于骨科病人來說，上石膏幾乎是不可少的治療措施，但它也給病人帶來不少痛苦，例如，對鎖骨骨折，石膏繃帶要上四周，腕骨骨折需三周，大腿骨折需八至十周，有的部位需更長時間，患者的皮膚與石膏長期接觸，特別是夏天，極易引起瘙癢不適及炎癥，骨折患兒如大小便浸濕石膏繃帶，還會引起軟化霉變，而且，石膏笨重，強度差，干固之后無彈性。不透氣，浸水后會變軟或斷裂，X射線透氣性差，綁上石膏后，X射線攝片檢查就無法看清骨折的情況，石膏繃帶折除時也容易污染環(huán)境。
為了克服石膏繃帶的缺點，八十年代初，Bayer公司(U.S.P。4376438)首先提出在網(wǎng)眼織物上浸漬水固化聚氨酯予聚體制成矯形繃帶作為取代傳統(tǒng)的石膏繃帶，這在矯形外科領域中是一個重大的發(fā)展，由于該繃帶材料具有重量輕、強度高、透氣性好，能抗水，X射線透氣性好等優(yōu)點，從而已被世界各國醫(yī)療衛(wèi)生部門認可。
1984年Johnson&Johnson公司(U、S、P4433680)提出將先前曾用于聚氨酯泡沫成型(U、S、P、3645925)和聚氨酯彈性體成形(U、S、P、4273885)使用的催化劑雙—嗎啉二乙基醚(DMDEE)作為矯形繃帶的聚氨酯予聚體的催化劑，顯著地提高了繃帶貯存穩(wěn)定性，室溫下，繃帶貯存期可達二年以上，從而使聚氨酯繃帶的臨床應用進入了一個新階段。
本發(fā)明人已公開了一種用作骨科外固定的水固化型聚氨酯矯形繃帶材料及其制備方法(CN92108533.8)，主要成份聚氨酯予聚體中的穩(wěn)定劑是馬來酐，以及混合催化劑α-(嗎啉代乙氧基-乙氧基)-β-嗎啉代乙烷和無水碳酸鉀，由于含有共軛雙鍵的馬來酐能吸附預聚體中微量水份和水溶性堿性化合物并與異氰酸根生成的凝膠基團反應后呈酸性的馬來酐衍生物，從而阻止了矯形繃帶材料在使用之前即貯存期間的早期固化現(xiàn)象。但是，目前的聚氨酯矯形繃帶產(chǎn)品并非十全十美，與石膏繃帶相比尚存在不足之處1、聚氨酯繃帶價格十分昂貴，是石高繃帶呆6-8倍2、以玻璃纖維網(wǎng)眼織物為基財?shù)木郯滨タ噹В溥吘変J利，易割傷病人皮膚，切口處織物易松開，玻璃纖維易被患部吸收產(chǎn)生皮膚過敏現(xiàn)象。
3、繃帶基質(zhì)欠柔軟，有很大彈性，收縮性比石膏繃帶大，模塑性差，不能因關節(jié)的大小，彎度等改變，而很服貼地塑形固定，特別對幼小兒童小關節(jié)區(qū)之輪廓，難以服貼塑形，而且包扎時，需邊包邊拉，操作十分費力，往往產(chǎn)生緊松不勻，對于不穩(wěn)定骨折需要很好地塑形的骨折在處理中存在一定困難。
4、繃帶使用時，粘性較大，不易拉開，而且易粘住操作者手套，帶來諸多不便。
5、聚氨酯繃帶固化后，強度高且有一定彈性，采用一般石膏繃帶電鋸和刀片不易開孔，修整或切割折除，所以聚氨酯繃帶的臨床應用受到很大的限制，至今仍無法完全取代石膏繃帶，為克服上述存在問題，使聚氨酯繃帶成為更理想的外固定材料，近年來，生產(chǎn)聚氨酯繃帶的公司廠商全力投入研究加以解決。
3M公司Reed(U、S、P4609578)提出Scatchcast Z和Scotchcasl Pius Casting Tape為基材眼玻璃纖維織物，徑向有高延伸率，通過熱固化處理，切口端點不會造成散開現(xiàn)象。為了提高和改善繃帶層壓適合性能，Scholz等(U、S、P Ser NO 07/376873)通過滾花軋筒及刀具專門技術在玻璃纖維基材上增加凸出部分，毎克玻璃纖維基材有300-700凸出部分。
Scholz等(U、S、P4667661，4774937)為減少聚氨酯予聚體粘性，在制備聚氨酯予聚體過程中加入少量含有硅氧烷樹脂或親水性表面活性劑，使涂復后繃帶表面的動力學摩擦系數(shù)小于1.2，Ersfeld等(U、S、P4841958)克服玻璃纖維基材存在的缺點，采用由杜拜公司生盧牌號為Sontara Polyseter fabric，style 8043聚酯無紡網(wǎng)眼織物為繃帶基材，以改善繃帶塑形性能。
Ersfeld(U、S、P468387)還發(fā)明了一種聚氨酯予制件矯形繃帶，提供予先制造的適宜的矯形模具，它大大地簡化了模具的使用，并消除重疊包裹繃帶材料，操作十分簡便。Johnson&Johnson公司為克服以玻璃纖維為基材的聚氨酯繃帶產(chǎn)品質(zhì)地欠柔軟，塑形性差的缺點，Buese等(U、P、P4668563)提出在高模量玻璃纖維中混合編織含基材總體積1-6％的高彈性天然橡膠纖維，使繃帶水平方向拉伸40--200％，而且，伸長率在30％情況下，每英時強度40-125克。為解決繃帶使用時，切口產(chǎn)生毛邊和松開現(xiàn)象，Bueese等(U、S、P 4899159)設計了一套專用涂復機，予先在玻璃纖維基材上涂一層十分柔軟，低模量聚丙烯酸樹脂，從而制成繃帶，使用時剪切時口不再松開。歐洲專利522826提出在使用聚氨酯繃帶之前，先將親水性聚乙烯吡咯烷酮粉末涂在操作者手套上，浸水后，手套上形成一層光滑潤濕的表面，這樣在繃帶上面的聚氨酯樹脂不會粘住手套，使纏繞繃帶時十分方便。
本發(fā)明提出了一種新型水固化聚氨酯矯形繃帶，其主要成份聚氨酯予聚體催化劑是α嗎啉代乙氧基-乙氧基-β-嗎啉代乙烷和無水碳酸鉀，穩(wěn)定劑是馬來酐或甲烷磺酸，潤滑劑是聚氧化乙烯或氧化丙烯和氧化乙烯的共聚物，由上述聚氨酯予聚涂復在經(jīng)水針纏結(jié)法生產(chǎn)的網(wǎng)眼狀合成纖維不織布基材上制成的矯形繃帶除保持聚氨酯繃帶原有重量輕、強度高、透氣性、抗水性和X線透過性好以及保存期長之外并具有石膏繃帶的特點即基質(zhì)柔軟，模塑性、觸診性、適應性好，價廉易拉開，不粘手套，操作方便，應用廣泛等優(yōu)點。本發(fā)明所用的催化劑包括液相和固相兩部份，其中液相催化劑是α-(嗎啉代乙氧基-乙氧基)-β-嗎啉代乙烷，化學結(jié)構如下
其含量為聚氨酯予聚體總量的0.1-10.0％，推薦含量為0.5-2.0％。其中固相催化劑是無水碳酸鉀，并研磨成小于100um微細顆粒分散聚予聚體中，其含量為聚氨酯體總重量的1-10％，推薦含量為4-6％。
本發(fā)明的聚氨酯予聚體中的芳香族異氰酸酯可以是聚氨酯化學中闡述的任何一種芳香族異氰酸酯例如Interscience出版的“聚氨酯化學和工藝學”一書中闡述的化合物，芳香族異氰酸酯是含碳化二亞胺基團的二苯基甲烷二異氰酸酯又稱液體MOI，NCO含量為29.5％。
本發(fā)明的聚氨酯予聚體中的聚醚多元醇是二羥基聚醚，其分子量從400至1000，聚氨酯予聚中的NCO∶OH為3∶1至6∶1。
本發(fā)明所用的穩(wěn)定劑是含有共鍵的馬來酐，其含量為聚氨酯予聚體重量0.1-5.0％，推薦含量為0.2-2.0％，或甲烷磺酸，其含量為聚氨酯予聚體總重量的0.01-0.5％，推薦含量為0.03-0.1％。
本發(fā)明所用的潤劑是親水性高分子樹脂如聚氧化乙烯或氧化丙烯和氧化乙烯的共聚物，平均分子量14500，以小于60目固體顆粒形式摻和在聚氨予聚體中，其含量為聚氨酯予聚體總量的1-10％，推薦含量為4-6％。本發(fā)明所用的聚氨酯矯繃帶基材是經(jīng)水針纏結(jié)法利用高壓噴嘴將超細合成纖維纏結(jié)法交織成網(wǎng)眼狀不織布，不織布重量30-100克/米，伸長率20-60％，厚度0.1-0.6毫米，網(wǎng)眼孔徑0.1-2.0毫米。
下面結(jié)合本發(fā)明的實施例一、聚氨酯予聚體的制備配方液體MDI64份二羥基聚醚 36份穩(wěn)定劑馬來酐1.0份或甲烷磺酸 0.05份催化劑α-(嗎啉代乙氧基-乙氧基)-β-嗎啉代乙烷 1.0份無水碳酸鉀 6.0份潤滑劑聚氧化乙烯或氧化丙烯和氧化乙烯的共聚物 4.0份消泡劑 0.2份在分別裝有溫度計、攪拌器，加液器和N2進口的30立升反應器中，按配方先加二羥基聚醚、消泡劑、潤滑劑，然后，加熱升溫至55°，在45分鐘內(nèi)滴加液體MDI，溫度控制在60℃，反應1.5小時后加入催化劑和穩(wěn)定劑，充分攪拌10分鐘，冷卻至40℃，在N保護下出料放入容器內(nèi)待用，聚氨酯予聚體的特性粘度50℃時為1930厘泊，NCO含量為13.6％。
二、聚氨酯矯形帶繃的制造由上述制備的氨酯予聚體加熱至50℃，在含水量100ppm低溫度干燥環(huán)境下，采用雙輥筒涂復法，經(jīng)過送布、涂復、收卷、剪切、封口等工序，將予聚體涂在聚酯網(wǎng)眼狀不織布基材上，然后熱封裝入鋁塑復合袋內(nèi)，每卷4英寸，3.6米長繃帶，涂復予聚體重量105克，8層繃帶的透氣率490公升/公尺/秒，壓縮強度200Kg型，荷重試驗機壓縮距離10mm，荷重100Kf，6層繃帶為70Kf，開封后啟用的繃帶在25℃水中浸15秒后測定固化時間為7分種?？噹з|(zhì)地柔軟易拉開，不粘操作者手套，使用方法完全與石膏繃帶相同，纏繞在病人患部服貼，模塑成型良好，模具表面光結(jié)?？噹Р牧戏湃?0℃條件下加速熱老化試驗，貯存三周仍未固化，相當于在室溫條件下可貯存二年以上。
權利要求
1.一種用作骨科矯正畸形固定折斷的肢體和關節(jié)以及安靜患部等塑形包扎的新型水固化聚氨酯矯形繃帶，由含有催化劑、穩(wěn)定劑、芳香族異氰酸酯、聚醚多元醇、潤滑劑等為主要成份的聚氨酯予聚體涂復在經(jīng)水針纏結(jié)法生產(chǎn)的網(wǎng)眼狀合成纖維不織布基材上制成，其特征在于聚氨酯予聚體的主要在份包括(1)催化劑是α-(嗎啉代乙氧基)-β-嗎啉代乙烷與無水碳酸鉀的混合物。(2)穩(wěn)定劑是馬來酐或甲烷磺酸。(3)芳香族異氰酸酯是含碳化二亞胺的二苯基甲烷二異氰酸酯。(4)聚醚多元醇是二羥基聚醚。(5)潤滑劑是聚氧化乙烯或氧化丙烯和氧化乙烯的共聚物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于骨科外固定的新型水固化聚氨酯矯形繃帶。主要成分聚氨酯預聚體中，催化劑是α-嗎啉代乙氧基-乙氧基)-β-嗎啉代乙烷和無水碳酸鉀，穩(wěn)定劑是馬來酐或甲基磺酸，潤滑劑是聚氧化乙烯或氧化丙烯和氧化乙烯的共聚物。由上述聚氨酯予聚體涂覆在經(jīng)水針纏結(jié)法生產(chǎn)的網(wǎng)眼狀合成纖維不織布基材上制成的矯形繃帶除保持聚氨酯矯形繃帶原有重量輕，強度高、透氣性好之外，并具有繃帶基質(zhì)柔軟、模塑性、適應性好、易拉開、不粘手套、操作方便，應用廣泛等優(yōu)點。
文檔編號A61L15/07GK1162492SQ9611632
公開日1997年10月22日 申請日期1996年4月15日 優(yōu)先權日1996年4月15日
發(fā)明者李海晟 申請人:李海晟