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CN110669278A - 一种有效减少呼吸管路冷凝水管材 - Google Patents

一种有效减少呼吸管路冷凝水管材 Download PDF

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CN110669278A CN201911123563.9A CN201911123563A CN110669278A CN 110669278 A CN110669278 A CN 110669278A CN 201911123563 A CN201911123563 A CN 201911123563A CN 110669278 A CN110669278 A CN 110669278A
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Abstract

本发明公开了一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料85～105份、微球发泡剂0.5～5、硅油1～8份。实验测试结果表明，本发明所制备得到的有效减少呼吸管路冷凝水管材，具有良好的隔热性能、拉伸强度和断裂伸长率等力学性能，同时具有优异的疏水性能，让微小水滴更容易随气体输送给患者，从而在保证管材密封性的同时，减少冷凝水的形成。此外，本发明所用材料均为安全环保材料，采用物理发泡，在常压、加压下均可发泡，发泡工艺简单便捷，有利于大规模的工业生产。

Description

一种有效减少呼吸管路冷凝水管材
技术领域
本发明涉及到医用材料领域，具体涉及到一种有效减少呼吸管路冷凝水管材。
背景技术
呼吸机等医用呼吸器材，作为一种核心生命支持设备，在临床麻醉呼吸管理、呼吸衰竭治疗、危重患者抢救和复苏中起着至关重要的作用。
其中，呼吸器材中的呼吸管路由于大部分为细长管腔结构，管路里面输送的是30多℃的饱和湿度的气体，故而其管路内部极易附着冷凝水，不仅有可能发生冷凝水倒灌入呼吸道的危险，还会引发呼吸机相关性肺炎，给医院以及患者造成巨大的安全隐患。现有技术中，为了防止呼吸管路中冷凝水的产生，常常在呼吸管路中加入加热导丝或者在管路外包裹隔热测，以保持管路内干燥，但不仅增加了医疗成本，也增加了管路的损耗，带来了很多不安全的因素。同时，现有技术中的呼吸管路也存在拉伸强度和断裂伸长率不足，在器材运输过程中，或者病患使用过程中，很有可能发生呼吸管路破裂的事故，对病人的安危造成影响。因此，亟需研发出一种有效减少呼吸管路冷凝水管材。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料85～105份、微球发泡剂0.5～5、硅油1～8份。
作为一种优选的技术方案，所述热塑性材料选自PP料、LDPE料、LLDPE料、EVA料、PE料、PVC料中的一种或多种组合。
作为一种优选的技术方案，所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数为3.0～7.0g/10min。
作为一种优选的技术方案，所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数为1.0～4.0g/10min。
作为一种优选的技术方案，所述EVA料为VAC的含量为15～20wt％的EVA料。
作为一种优选的技术方案，所述微球发泡剂的粒径为5～30μm。
作为一种优选的技术方案，所述硅油选自甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氢硅油、改性硅油中的一种或多种组合。
作为一种优选的技术方案，所述甲基硅油在25℃下的黏度为340～360cst。
作为一种优选的技术方案，所述改性硅油和甲基硅油的重量比例为1：(1～2)。
本发明的第二个方面提供一种所述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份，将热塑性材料、硅油加入搅拌机内，在130～140℃下，以800～900r/min的搅拌速度混合均匀，得到混合物料；
步骤二：将微球发泡剂加入步骤一所得混合物料中，在130～200℃、0～15MPa下，混炼1～2h，得到有效减少呼吸管路冷凝水管材。
有益效果：本发明主要使用了热塑性材料、微球发泡剂和硅油，制备得到了能有效减少呼吸管路冷凝水管材。实验测试结果表明，本发明所制备得到的有效减少呼吸管路冷凝水管材，具有优异的拉伸强度和断裂伸长率等力学性能，以及良好的隔热性能，对呼吸管路内通过的热湿气体具有保温功能，减少了冷凝水的形成；同时还具有优异的疏水性能，让微小水滴更容易随气体输送给患者，从而在保证管材密封性的同时，进一步减少冷凝水的形成。此外，本发明所用材料均为安全环保材料，采用物理发泡，在常压、加压下均可发泡，发泡工艺简单便捷，有利于大规模的工业生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。
本发明中的词语“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料85～105份、微球发泡剂0.5～5、硅油1～8份。
在一种优选的实施方式中，所述有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料93～97份、微球发泡剂1～2份、硅油2～5份。
在一种更优选的实施方式中，所述有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料95份、微球发泡剂1.5份、硅油3.5份。
<热塑性材料>
热塑性材料，是一类在一定温度下具有可塑性，冷却后固化且能重复这种过程的材料。
在一种优选的实施方式中，所述热塑性材料选自PP料、LDPE料、LLDPE料、EVA料、PE料、PVC料中的一种或多种组合。
(PP料)
PP料，即聚丙烯材料，英文名称polypropylene，是一种丙烯加聚反应制备而成的聚合物材料。
在一些实施方式中，所述热塑性材料为PP料。
所述PP料，为台湾化学纤维股份有限公司的K8003。
(LDPE料)
LDPE料，即低密度聚乙烯，又名高压聚乙烯，英文名称Low DensityPolyethylene，是聚乙烯树脂中最轻的品种，具有良好的柔软性、延伸性、电绝缘性、透明性、易加工性和一定的透气性。
(LLDPE料)
LLDPE料，即线性低密度聚乙烯，英文名称Linear low density polyethylene，是一种具有较高的软化温度和熔融温度的聚乙烯树脂，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点。
在一些实施方式中，所述热塑性材料为LDPE料和LLDPE料的混合物。
在一种优选的实施方式中，所述热塑性材料中LDPE料和LLDPE料的重量比为1：(0.5～1.5)。
在一种更优选的实施方式中，所述热塑性材料中LDPE料和LLDPE料的重量比为1：1。
所述LDPE料，为新加坡聚烯烃私营有限公司的F410-7。
所述LLDPE料，为广州石化的7144。
(EVA料)
EVA料，即乙烯-醋酸乙烯共聚物，英文名称ethylene-vinyl acetate copolymer，CAS号为24937-78-8，是一种通用高分子聚合物。
在一些实施方式中，所述热塑性材料为LDPE料和EVA料的混合物。
在一种优选的实施方式中，所述热塑性材料中LDPE料和EVA料的重量比为1：(0.1～0.5)。
在一种更优选的实施方式中，所述热塑性材料中LDPE料和EVA料的重量比为1：0.31。
在一种优选的实施方式中，所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数为3.0～7.0g/10min。
在一种更优选的实施方式中，所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数为5.0g/10min。
所述LDPE料，为新加坡聚烯烃私营有限公司的F410-7，熔融指数为5.0g/10min。
在一种优选的实施方式中，所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数为1.0～4.0g/10min。
在一种更优选的实施方式中，所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数为1.5g/10min。
在一种优选的实施方式中，所述EVA料为VAC的含量为15～20wt％的EVA料。
在一种更优选的实施方式中，所述EVA料为VAC的含量为16wt％的EVA料。
所述EVA料，为日本东洋纺织株式会社的630，熔融指数为1.5g/10min，VAC的含量为16wt％。
本发明所述熔融指数，即熔液流动指数或熔液流动速率，英文名称Melt FlowIndex(MI)，是一种表示塑料材料加工时流动性的数值。所述熔融指数的测试方法可采用本领域技术人员熟知的技术方法，例如ASTM-1238。
本发明所述EVA料中VAC的含量，即醋酸乙烯酯含量。其测试方法可采用本领域技术人员熟知的技术方法，例如核磁共振。
申请人发现在制备吸管路冷凝水管材过程中，由于原材料的理化性能之间的差异导致所得管材的力学性能受到较大的影响，尤其是因为所得管材是发泡材料，其发泡程度、均匀性等直接影响材料的力学性能。申请人发现当热塑性材料中选用低密度聚乙烯(LDPE料)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA料)，并且LDPE料的熔融指数在3.0～7.0g/10min，EVA料的熔融指数在1.0～3.5g/10min范围内时，管材的力学性能得到一定的提升。在上述参数确定的前提下，进一步调控EVA料中VAC含量至15～20wt％范围时，管材的拉伸强度和断裂伸长率得到显著的提升。申请人推测在上述熔融指数条件下EVA料分子链中的聚乙烯链段部分与LDPE料的聚合物链段部分之间的缠结度达到加大的程度，在聚合物混合材料内部形成多个缠结点，吸收受到的拉应力，从而提高其拉伸强度。在前述条件下，再使EVA料中VAC含量至15～20wt％范围时，有助调节混合物中醋酸乙烯极性链段和乙烯非极性链段之间的含量比例，使之达到合理的平衡，使得EVA料分子链段和LDPE料分子链段之间的相互扩散和缠结需要克服的位垒降低，从而使原料之间能够更加充分的分散和缠结，在发泡变形过程中能够很好的稳定尺寸结构，保证很好的稳定性，避免由于发泡而出现内部缺陷，从而显著提高力学强度。
<微球发泡剂>
微球发泡剂，是一种新型的微小球状颗粒的发泡剂。
在一种优选的实施方式中，所述微球发泡剂的粒径为5～30μm。
在一种更优选的实施方式中，所述微球发泡剂的粒径为17.5μm。
在一种优选的实施方式中，所述微球发泡剂的发泡温度为130～200℃。
在一种更优选的实施方式中，所述微球发泡剂的发泡温度为165℃。
本发明对所述微球发泡剂的购买厂家和购买型号没有特别的限制，例如可购买FARIDA TEP-158或FARIDA TEP-160，购买自湖南以翔科技有限公司。
申请人在完成本发明的过程中发现发泡微球的粒径和发泡温度对制备所得管材的综合性能有着至关重要的影响，可以显著影响其力学性能的同时，还会直接影响管材的隔热保温性能。当微球发泡剂的粒径过大的时候，其与热塑性材料之间的混合分散很明显的受到影响，其发泡得到的管材泡孔较大，而且不均匀，内部出现大量的不均匀缝隙，降低管材的力学强度，而且隔热保温性能也会显著降低。可能是由于其粒径太大，比表面积较小，与EVA料、LDPE料聚合物链段的混合不能达到微观级别的接触，只能与多个分子链段聚集之后形成的聚集态相接触，从而影响发泡剂与热塑性材料之间的混合，而这种状态下对管材进行发泡容易导致微球发泡剂周围形成较大的孔隙，甚至临近的微球发泡剂周围形成的空隙之间相连合并形成更大且不均匀的泡孔，从而形成应力集中点，直接影响管材的力学性能。而当微球发泡剂的粒径太小，一方面其比表面积过大，与热塑性材料之间的分散受到影响，另一方面在发泡过程中容易形成细小的泡孔缝隙，管材壁厚增加不明显，而且热量也会沿着微球管壁传递，从而保温性能和隔热性能降低。而且，管材在制备过程中原料在尽可能充分的混合之后再进行充分的发泡，才能制备得到发泡更加均匀稳定的材料。申请人发现，本申请中采用上述LDPE料、EVA料等材料作为热塑性材料时，采用粒径为5～30μm，发泡温度为130～200℃的微球发泡剂时，管材的发泡均匀性和稳定达到最佳，得到的管材中充满微小、均匀的气泡，具有很好的隔热功能。
<硅油>
硅油，英文名称Silicone oi，通常指的是在室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品。
在一种优选的实施方式中，所述硅油选自甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氢硅油、改性硅油中的一种或多种组合。
在一种优选的实施方式中，所述硅油为改性硅油和甲基硅油的混合物。
(甲基硅油)
甲基硅油，即二甲基硅油，又名聚二甲基硅氧烷，CAS号为9006-65-9，是一种无色、无味、透明粘稠液体。
在一种优选的实施方式中，所述甲基硅油在25℃下的黏度为340～360cst。
在一种优选的实施方式中，所述甲基硅油在25℃下的黏度为350cst。
所述甲基硅油，购买自佛山市宏矽化工有限公司，型号为201，在25℃下的黏度为350cst。
本发明所述cst，是一种通用黏度单位，即mm2/s，流体的动力粘度μ与同温度下该流体的密度ρ的比值，是在重力作用下流动阻力的度量。
(改性硅油)
改性硅油，是一种以某些有机基团代替甲基硅油里的部分甲基基团，以改进硅油的某种性能和适应各种不同的用途的硅油。
在一种优选的实施方式中，所述改性硅油选自烷氧基硅烷改性硅油、甲醇基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油或氟烷基改性硅油中的一种或多种组合。
在一种更优选的实施方式中，所述改性硅油为烷氧基硅烷改性硅油。
在一种优选的实施方式中，所述改性硅油的制备方法，包括以下步骤：
步骤a：按重量份，将0.05～0.1份分散剂、25～35份去离子水和150～250份溶剂，以20～30r/min的搅拌速度分散10～20min，得到混合物A；
步骤b：将10～15份烷氧基硅烷和20～25份硅油加入步骤a所得混合物A中，以80～120r/min的搅拌速度分散1～3h，得到混合物B；
步骤c：向所得步骤b混合物B中滴加铂金催化剂，混合均匀后充分反应即得改性硅油。
在一种优选的实施方式中，所述改性硅油的制备方法，包括以下步骤：
步骤a：按重量份，将0.08份分散剂、30份去离子水和196份溶剂，以25r/min的搅拌速度分散15min，得到混合物A；
步骤b：将12.5份烷氧基硅烷和22.5份硅油加入步骤a所得混合物A中，以100r/min的搅拌速度分散2h，得到混合物B；
步骤c：向所得步骤b混合物B中滴加铂金催化剂，混合均匀后充分反应即得改性硅油。
所述溶剂没有特别的限定，可选用本领域技术人员熟知的任何一种溶剂，例如丙酮。
分散剂
分散剂，是一种可均一分散难于溶解于液体的无机、有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的试剂。
在一种优选的实施方式中，所述分散剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯、甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种组合。
在一种优选的实施方式中，所述分散剂为十二烷基磺酸钠。
所述十二烷基磺酸钠，CAS号为2386-53-0，购买自广东翁江化学试剂有限公司。
烷氧基硅烷
烷氧基硅烷，是指硅烷中Si-H键内的氢原子被烷氧基取代后的化合物。
在一种优选的实施方式中，所述烷氧基硅烷选自三氟丙基甲基环三硅氧烷、单烷氧基硅烷、二烷氧基硅烷、三烷氧基硅烷、四烷氧基硅烷、二烷基二烷氧基硅烷、二苯基二烷氧基硅烷、苯基甲基二烷氧基硅烷中的一种或多种组合。
在一种更优选的实施方式中，所述烷氧基硅烷为三氟丙基甲基环三硅氧烷。
所述三氟丙基甲基环三硅氧烷，购买自浙江环新氟材料股份有限公司，型号为D3F。
在一种优选的实施方式中，所述硅油为氢化硅油。
所述氢化硅油，即聚甲基氢硅氧烷，CAS号为63148-57-2，购买自东莞市杰臣化工有限公司。
在一种优选的实施方式中，所述改性硅油和甲基硅油的重量比例为1：(1～2)。
在一种更优选的实施方式中，所述改性硅油和甲基硅油的重量比例为1：1.5。
铂金催化剂
铂金催化剂，是一种以金属铂为主要活性组分制成的催化剂的总称。
本发明对所用铂金催化剂没有特别的限制，可以为本领域人员熟知的各种铂金催化剂，例如卡斯特催化剂，购买自深圳市鑫永盛新材料有限公司，型号为KS30。
申请人在完成本发明过程中发现，由于管材内外温差容易导致管内部形成冷凝水，使呼吸管路中传送的气体中水分减少，不能使微小水滴随着气体输送给患者。申请人为了减少管路内气体中水分与管内壁之间的作用力，避免水分接触管壁而冷凝，想在管材内部引入含氟的疏水材料，不过发现如果材料的选择不当容易使管壁渗油，出现安全问题，而且其拒水效果也不长久。申请人发现采用三氟丙烷三甲氧基硅烷改性得到的改性硅油与特定黏度的硅油复配使用时，制备得到的管材具有很好的疏水性和安全性，能够很好的避免管材内壁空气中水分的冷凝。申请人推测其可能的原因是，当改性后的硅油分子链中氟含量较高，或者含氟的链段较长时，由于其内聚能太小，不能与EVA料、LDPE料等材料至今形成较强的相互作用力，不能形成较稳定的抱合力和缠结点，从整个分子链迁移到管材内壁的表面，表现出渗油等现象，而随着管材内气体的输送，容易脱离管材内壁失去长效疏水的效果，而且可能会带来安全问题。而若其中的氟含量较少，或者含氟链段较短，则硅油分子与其它组分之间产生较强的作用力，不能较容易的从材料内部迁移到管材内壁，产生好的避水效果。此外，申请人发现当采用的甲基硅油在25℃下的黏度为340～360cst范围内时，可能成为改性硅油与EVA料、LDPE料等材料之间的桥梁，改善其间作用力，从而在不影响管材力学性能的前提下进一步改善避水效果。
本发明的第二个方面提供一种所述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份，将热塑性材料、硅油加入搅拌机内，在130～140℃下，以800～900r/min的搅拌速度混合均匀，得到混合物料；
步骤二：将微球发泡剂加入步骤一所得混合物料中，在130～200℃、0～15MPa下，混炼1～2h，得到有效减少呼吸管路冷凝水管材。
在一种优选的实施方式中，所述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份，将热塑性材料、硅油加入搅拌机内，在135℃下，以850r/min的搅拌速度混合均匀，得到混合物料；
步骤二：将微球发泡剂加入步骤一所得混合物料中，在165℃下，混炼1.5h，得到有效减少呼吸管路冷凝水管材。
在另一种优选的实施方式中，所述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份，将热塑性材料、硅油加入搅拌机内，在135℃下，以850r/min的搅拌速度混合均匀，得到混合物料；
步骤二：将微球发泡剂加入步骤一所得混合物料中，在165℃、7.5MPa下，混炼1.5h，得到有效减少呼吸管路冷凝水管材。
下面通过实施例对本发明进行具体描述，另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例
实施例1
本发明的实施例1提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料95份、微球发泡剂1.5份、硅油3.5份。
所述热塑性材料为LDPE料和EVA料的混合物，其重量比为1：0.31；所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数为5.0g/10min，牌号为F410-7；所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数为1.5g/10min，VAC的含量为16wt％，牌号为630。所述微球发泡剂的粒径为17.5μm，发泡温度为165℃，牌号为FARIDA TEP-158。所述硅油为改性硅油和甲基硅油的混合物，其重量比例为1：1.5；所述甲基硅油在25℃下的黏度为350cst，购买自佛山市宏矽化工有限公司，型号为201；所述改性硅油为烷氧基硅烷改性硅油，其制备方法包括以下步骤：
步骤a：按重量份，将0.08份分散剂、30份去离子水和196份溶剂，以25r/min的搅拌速度分散15min，得到混合物A；
步骤b：将12.5份烷氧基硅烷和22.5份硅油加入步骤a所得混合物A中，以100r/min的搅拌速度分散2h，得到混合物B；
步骤c：向所得步骤b混合物B中滴加铂金催化剂，混合均匀后充分反应即得改性硅油。
其中，所用溶剂为丙酮；所述分散剂为十二烷基磺酸钠，购买自广东翁江化学试剂有限公司；所述烷氧基硅烷为三氟丙基甲基环三硅氧烷，购买自浙江环新氟材料股份有限公司，型号为D3F；所述硅油为氢化硅油，购买自东莞市杰臣化工有限公司；所述铂金催化剂为卡斯特催化剂，购买自深圳市鑫永盛新材料有限公司，型号为KS30。
上述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份，将热塑性材料、硅油加入搅拌机内，在135℃下，以850r/min的搅拌速度混合均匀，得到混合物料；
步骤二：将微球发泡剂加入步骤一所得混合物料中，在165℃下，混炼1.5h，得到有效减少呼吸管路冷凝水管材。
实施例2
本发明的实施例2提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料93份、微球发泡剂1份、硅油2份。
所述热塑性材料为LDPE料和EVA料的混合物，其重量比为1：0.1；所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数为5.0g/10min，牌号为F410-7；所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数为1.5g/10min，VAC的含量为16wt％，牌号为630。所述微球发泡剂的粒径为17.5μm，发泡温度为130℃，牌号为FARIDA TEP-158。所述硅油为改性硅油和甲基硅油的混合物，其重量比例为1：1；所述甲基硅油在25℃下的黏度为340cst，购买自佛山市宏矽化工有限公司；所述改性硅油为烷氧基硅烷改性硅油，其制备方法同实施例1。
其中，所用溶剂为丙酮；所述分散剂为十二烷基磺酸钠，购买自广东翁江化学试剂有限公司；所述烷氧基硅烷为三氟丙基甲基环三硅氧烷，购买自浙江环新氟材料股份有限公司，型号为D3F；所述硅油为氢化硅油，购买自东莞市杰臣化工有限公司；所述铂金催化剂为卡斯特催化剂，购买自深圳市鑫永盛新材料有限公司，型号为KS30。
上述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份，将热塑性材料、硅油加入搅拌机内，在135℃下，以850r/min的搅拌速度混合均匀，得到混合物料；
步骤二：将微球发泡剂加入步骤一所得混合物料中，在130℃下，混炼1.5h，得到有效减少呼吸管路冷凝水管材。
实施例3
本发明的实施例3提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料97份、微球发泡剂2份、硅油5份。
所述热塑性材料为LDPE料和EVA料的混合物，其重量比为1：0.5；所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数为5.0g/10min，牌号为F410-7；所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数为1.5g/10min，VAC的含量为16wt％，牌号为F410-7630。所述微球发泡剂的粒径为17.5μm，发泡温度为200℃，牌号为F410-7FARIDA TEP-158。所述硅油为改性硅油和甲基硅油的混合物，其重量比例为1：2；所述甲基硅油在25℃下的黏度为360cst，购买自佛山市宏矽化工有限公司；所述改性硅油为烷氧基硅烷改性硅油，其制备方法同实施例1。
其中，所用溶剂为丙酮；所述分散剂为十二烷基磺酸钠，购买自广东翁江化学试剂有限公司；所述烷氧基硅烷为三氟丙基甲基环三硅氧烷，购买自浙江环新氟材料股份有限公司，型号为D3F；所述硅油为氢化硅油，购买自东莞市杰臣化工有限公司；所述铂金催化剂为卡斯特催化剂，购买自深圳市鑫永盛新材料有限公司，型号为KS30。
上述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份，将热塑性材料、硅油加入搅拌机内，在135℃下，以850r/min的搅拌速度混合均匀，得到混合物料；
步骤二：将微球发泡剂加入步骤一所得混合物料中，在200℃下，混炼1.5h，得到有效减少呼吸管路冷凝水管材。
实施例4
本发明的实施例4提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料85份、微球发泡剂0.5份、硅油1份。
所述热塑性材料为LDPE料和EVA料的混合物，其重量比为1：0.31；所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数为5.0g/10min，牌号为F410-7；所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数为1.5g/10min，VAC的含量为16wt％，牌号为630。所述微球发泡剂的粒径为17.5μm，发泡温度为165℃，牌号为FARIDA TEP-158。所述硅油为改性硅油和甲基硅油的混合物，其重量比例为1：1.5；所述甲基硅油在25℃下的黏度为350cst，购买自佛山市宏矽化工有限公司，型号为201；所述改性硅油为烷氧基硅烷改性硅油，其制备方法同实施例1。
其中，所用溶剂为丙酮；所述分散剂为十二烷基磺酸钠，购买自广东翁江化学试剂有限公司；所述烷氧基硅烷为三氟丙基甲基环三硅氧烷，购买自浙江环新氟材料股份有限公司，型号为D3F；所述硅油为氢化硅油，购买自东莞市杰臣化工有限公司；所述铂金催化剂为卡斯特催化剂，购买自深圳市鑫永盛新材料有限公司，型号为KS30。
上述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法同实施例1。
实施例5
本发明的实施例5提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料85份、微球发泡剂0.5份、硅油1份。
所述热塑性材料为LDPE料和EVA料的混合物，其重量比为1：0.31；所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数为5.0g/10min，牌号为F410-7；所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数为1.5g/10min，VAC的含量为16wt％，牌号为630。所述微球发泡剂的粒径为17.5μm，发泡温度为165℃，牌号为FARIDA TEP-158。所述硅油为改性硅油和甲基硅油的混合物，其重量比例为1：1.5；所述甲基硅油在25℃下的黏度为350cst，购买自佛山市宏矽化工有限公司，型号为201；所述改性硅油为烷氧基硅烷改性硅油，其制备方法同实施例1。
其中，所用溶剂为丙酮；所述分散剂为十二烷基磺酸钠，购买自广东翁江化学试剂有限公司；所述烷氧基硅烷为三氟丙基甲基环三硅氧烷，购买自浙江环新氟材料股份有限公司，型号为D3F；所述硅油为氢化硅油，购买自东莞市杰臣化工有限公司；所述铂金催化剂为卡斯特催化剂，购买自深圳市鑫永盛新材料有限公司，型号为KS30。
上述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法同实施例1。
实施例6
本发明的实施例6提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数由5.0g/10min替换为2.0g/10min，购买自新加坡聚烯烃私营有限公司，型号为MBN7012，熔融指数为2.0g/10min。
实施例7
本发明的实施例7提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数由5.0g/10min替换为8.0g/10min，购买自新加坡聚烯烃私营有限公司，型号为MBW1702，熔融指数为8.0g/10min。
实施例8
本发明的实施例8提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数由1.5g/10min替换为0.8g/10min，购买自日本东洋纺织株式会社，型号为627，熔融指数为0.8g/10min，VAC含量为20％。
实施例9
本发明的实施例9提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数由1.5g/10min替换为14g/10min，购买自日本东洋纺织株式会社，型号为625，熔融指数为14g/10min，VAC含量为15％。
实施例10
本发明的实施例10提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述EVA料的VAC含量由16％替换为6％，购买自日本东洋纺织株式会社，型号为510F，熔融指数为2.5g/10min，VAC含量为6％。
实施例11
本发明的实施例11提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述EVA料的VAC含量由16％替换为26％，购买自日本东洋纺织株式会社，型号为634，熔融指数为4g/10min，VAC含量为26％。
实施例12
本发明的实施例12提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述微球发泡剂的粒径由17.5μm替换为40μm，购买自湖南以翔科技有限公司。
实施例13
本发明的实施例13提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述微球发泡剂的发泡温度由165℃替换为120℃。
实施例14
本发明的实施例14提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述微球发泡剂的发泡温度由165℃替换为210℃。
实施例15
本发明的实施例15提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述硅油中改性硅油和甲基硅油的重量比例由1：1.5替换为1：0.8。
实施例16
本发明的实施例16提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述硅油中改性硅油和甲基硅油的重量比例由1：1.5替换为1：2.2。
实施例17
本发明的实施例17提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述硅油中甲基硅油在25℃下的黏度由350cst替换为330cst。
实施例18
本发明的实施例18提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述硅油中甲基硅油在25℃下的黏度由350cst替换为370cst。
实施例19
本发明的实施例19提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其具体实施方式与实施例1类似，不同之处在于，将所述改性硅油的制备方法中所用三氟丙基甲基环三硅氧烷替换为十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷，CAS号为1105578-57-1，购买自广东翁江化学试剂有限公司。
实施例20
本发明的实施例20提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料95份、微球发泡剂1.5份、硅油3.5份。
所述热塑性材料为LDPE料和EVA料的混合物，其重量比为1：0.31；所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数为5.0g/10min，牌号为F410-7；所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数为1.5g/10min，VAC的含量为16wt％，牌号为630。所述微球发泡剂的粒径为17.5μm，发泡温度为165℃，牌号为FARIDA TEP-158牌号为。所述硅油为改性硅油和甲基硅油的混合物，其重量比例为1：1.5；所述甲基硅油在25℃下的黏度为350cst，购买自佛山市宏矽化工有限公司，型号为201；所述改性硅油为烷氧基硅烷改性硅油，其制备方法同实施例1。
其中，所用溶剂为丙酮；所述分散剂为十二烷基磺酸钠，购买自广东翁江化学试剂有限公司；所述烷氧基硅烷为三氟丙基甲基环三硅氧烷，购买自浙江环新氟材料股份有限公司，型号为D3F；所述硅油为氢化硅油，购买自东莞市杰臣化工有限公司；所述铂金催化剂为卡斯特催化剂，购买自深圳市鑫永盛新材料有限公司，型号为KS30。
上述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按重量份，将热塑性材料、硅油加入搅拌机内，在135℃下，以850r/min的搅拌速度混合均匀，得到混合物料；
步骤二：将微球发泡剂加入步骤一所得混合物料中，在165℃、7.5MPa下，混炼1.5h，得到有效减少呼吸管路冷凝水管材。
实施例21
本发明的实施例21提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料95份、微球发泡剂1.5份、硅油3.5份。
所述热塑性材料为PP料，为台湾化学纤维股份有限公司的K8003。所述微球发泡剂的粒径为17.5μm，发泡温度为165℃，牌号为FARIDA TEP-158。所述硅油为改性硅油和甲基硅油的混合物，其重量比例为1：1.5；所述甲基硅油在25℃下的黏度为350cst，购买自佛山市宏矽化工有限公司，型号为201；所述改性硅油为烷氧基硅烷改性硅油，其制备方法同实施例1。
其中，所用溶剂为丙酮；所述分散剂为十二烷基磺酸钠，购买自广东翁江化学试剂有限公司；所述烷氧基硅烷为三氟丙基甲基环三硅氧烷，购买自浙江环新氟材料股份有限公司，型号为D3F；所述硅油为氢化硅油，购买自东莞市杰臣化工有限公司；所述铂金催化剂为卡斯特催化剂，购买自深圳市鑫永盛新材料有限公司，型号为KS30。
上述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法同实施例1。
实施例22
本发明的实施例22提供一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，包括以下重量份的原料：热塑性材料95份、微球发泡剂1.5份、硅油3.5份。
所述热塑性材料为LDPE料和LLDPE料的混合物，其重量比为1：1。所述LDPE料，牌号为F410-7。所述LLDPE料，为广州石化的7144。所述硅油为改性硅油和甲基硅油的混合物，其重量比例为1：1.5；所述甲基硅油在25℃下的黏度为350cst，购买自佛山市宏矽化工有限公司，型号为201；所述改性硅油为烷氧基硅烷改性硅油，其制备方法同实施例1。
其中，所用溶剂为丙酮；所述分散剂为十二烷基磺酸钠，购买自广东翁江化学试剂有限公司；所述烷氧基硅烷为三氟丙基甲基环三硅氧烷，购买自浙江环新氟材料股份有限公司，型号为D3F；所述硅油为氢化硅油，购买自东莞市杰臣化工有限公司；所述铂金催化剂为卡斯特催化剂，购买自深圳市鑫永盛新材料有限公司，型号为KS30。
上述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法同实施例1。
性能评价
1.隔热性能：将实施例1～5、实施例12～14、实施例20～22所得有效减少呼吸管路冷凝水管材，按照本领域人员熟知的方法，制备成长30cm、宽30cm、厚2mm的样品，用相同的包裹方法，将60℃非保温性热水袋包覆。随机选取10名志愿者，分别用手背触摸被样品包覆后的热水袋，无明显烫感计2分，稍有点烫计1分，较烫计0分，记录平均分，结果见表1。
表1隔热性能测试结果
隔热性能
实施例1 2.0
实施例2 1.8
实施例3 1.9
实施例4 1.4
实施例5 1.3
实施例12 0.8
实施例13 1.2
实施例14 1.3
实施例20 2.0
实施例21 1.8
实施例22 1.8
2.水接触角：将实施例1～5、实施例15～22所得有效减少呼吸管路冷凝水管材，制备成长50mm、宽50mm、厚度6mm的试样，把试样水平放置在试验台上，用微量进样器从试样上方垂直滴加2.000μL蒸馏水于样品表面上，滴注静止1min后，从试样水平方向拍照，测量液滴的高度和宽度，计算后得到水接触角。每组取样三个，每个样品随机测三个点，测量数据并取其平均值，结果见表2。
表2水接触角测试结果
水接触角/°
实施例1 145
实施例2 144
实施例3 145
实施例4 123
实施例5 125
实施例15 128
实施例16 141
实施例17 124
实施例18 145
实施例19 94
实施例20 145
实施例21 143
实施例22 143
3.力学性能测试：将实施例1～22所得有效减少呼吸管路冷凝水管材按照GB/T1040.1-2018《塑料拉伸性能的测定第1部分：总则》，制成哑铃状，厚度2mm，宽度为4mm，在25℃下使用拉伸强度试验机进行拉伸强度和断裂伸长率的测试。测试三次后，计算其平均值，结果见表3。
表3力学性能测试结果
Figure BDA0002276137240000181
Figure BDA0002276137240000191
综合上述实验结果可见：本发明主要使用了热塑性材料、微球发泡剂和硅油，制备得到了能有效减少呼吸管路冷凝水管材。实验测试结果表明，本发明所制备得到的有效减少呼吸管路冷凝水管材，经隔热性能测试显示出良好的隔热性能；经水接触角测试显示，水接触角可达145°，具有优异的疏水性能，可以减少微小水滴与管壁的附着力，让微小水滴更容易随气体输送给患者，从而在保证管材密封性的同时，减少冷凝水的形成；经力学性能测试显示，拉伸强度可达21MPa，断裂伸长率可达836％，具有优异的力学性能。此外，本发明所用材料均为安全环保材料，采用物理发泡，在常压、加压下均可发泡，发泡工艺简单便捷，有利于大规模的工业生产。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种有效减少呼吸管路冷凝水管材，其特征在于，包括以下重量份的原料：热塑性材料85～105份、微球发泡剂0.5～5、硅油1～8份。
2.根据权利要求1所述的有效减少呼吸管路冷凝水管材，其特征在于，所述热塑性材料选自PP料、LDPE料、LLDPE料、EVA料、PE料、PVC料中的一种或多种组合。
3.根据权利要求2所述的有效减少呼吸管路冷凝水管材，其特征在于，所述LDPE料在230℃、2.16kg下的熔融指数为3.0～7.0g/10min。
4.根据权利要求2所述的有效减少呼吸管路冷凝水管材，其特征在于，所述EVA料在200℃、5kg下的熔融指数为1.0～4.0g/10min。
5.根据权利要求2或4所述的有效减少呼吸管路冷凝水管材，其特征在于，所述EVA料为VAC的含量为15～20wt％的EVA料。
6.根据权利要求1所述的有效减少呼吸管路冷凝水管材，其特征在于，所述微球发泡剂的粒径为5～30μm。
7.根据权利要求1所述的有效减少呼吸管路冷凝水管材，其特征在于，所述硅油选自甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氢硅油、改性硅油中的一种或多种组合。
8.根据权利要求7所述的有效减少呼吸管路冷凝水管材，其特征在于，所述甲基硅油在25℃下的黏度为340～360cst。
9.根据权利要求8所述的有效减少呼吸管路冷凝水管材，其特征在于，所述改性硅油和甲基硅油的重量比例为1：(1～2)。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述有效减少呼吸管路冷凝水管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按重量份，将热塑性材料、硅油加入搅拌机内，在130～140℃下，以800～900r/min的搅拌速度混合均匀，得到混合物料；
步骤二：将微球发泡剂加入步骤一所得混合物料中，在130～200℃、0～15MPa下，混炼1～2h，得到有效减少呼吸管路冷凝水管材。
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