柔性阻隔膜和柔性阻隔膜的制造方法技术

一种柔性阻隔膜(1)包括至少一个第一聚氨酯层(2a)，和至少一个第二材料层(20)，所述第二材料层通过对所述聚氨酯层的至少一个表面进行改性而结合到所述第一聚氨酯层(2a)中。所述第二层的一种或多种材料出自包含无机氧化硅、有机氧化硅和阻隔聚合物的材料。本发明专利技术还涉及柔性阻隔膜(1)的制造方法。

Manufacturing method of flexible barrier film and flexible barrier film

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】柔性阻隔膜和柔性阻隔膜的制造方法
本专利技术一般性地涉及具有对流体和气体的阻隔性能的材料领域。更具体地说，本专利技术涉及具有阻隔性能的柔性膜。
技术介绍
聚氨酯是在各种领域中，例如纺织品、建筑或从导管到假体(人造心脏)的医疗装置领域中，在许多装置的开发中起主要作用的聚合物。由于聚氨酯提高的和可调节的机械性能、其易于处理且主要由于其良好的生物相容性，对于将聚氨酯用于医疗装置存在日益增长的兴趣。然而，与大多数聚合物一样，已知它们由于其无定形橡胶态而易于渗透水和气体。材料对气体(特别是对氧气)和水的渗透性是重要的因素，因为空气穿过聚氨酯膜进入假体会转变为有效性的损失。此外，水穿过膜的进入会导致包含在假体中的金属部件的腐蚀。由于这些原因，使用具有提高的阻隔性能的材料是必要的。材料的阻隔性能对应于材料减缓或防止气体或流体(液体)在梯度作用下穿过其自身的能力。非限制性地，梯度可以是压力梯度、浓度梯度和/或温度梯度。阻隔性能越高，气体或流体在其通过材料的过程中减缓越多。在现有技术中，有不同的方法来提高聚氨酯对气体和水的阻隔性能。这些提高的途径可以分成两个大类：聚氨酯的体积改性或聚氨酯的表面处理。在体积改性的情况下，存在混合聚合物的途径，其使得可以通过调节构成混合物的聚合物的微结构和组成比率来容易地控制气体传输性质。通过混合聚合物的改性构成了制造商特别感兴趣的主题，这既是为了其实施的简单性，也是为了各相之间的稳定性，这不同于多层体系，所述多层体系有时是分层现象的场所。混合的途径也使得开发更高性能的材料成为可能。然而，它仅在所选聚合物是可混溶的或其间具有足够的相容性时适用。另一种体积改性的途径包括在聚氨酯基质中引入纳米颗粒以形成纳米复合材料。纳米复合材料是通过在有机聚合物基质中引入纳米结构或纳米填料而得到的材料。与其中分散的填料为微米尺寸的通常的复合材料相反，纳米填料的这种引入导致界面和特定相互作用的增加，从而导致材料整体性能的强烈改变。这种方法已证明对于改善材料阻隔性能是有前途的。阻隔性能的改善通常归因于迂回度的增加。在纳米复合材料的情况下，纳米填料被认为是不可渗透的，小分子的扩散路径被延长，这导致材料渗透性的降低。纳米填料是层状或球形结构，并且如果可能的话垂直于扩散路径取向，则这种效应都更显著。从工业角度来看，对这些纳米复合材料的兴趣基于纳米填料所来自的粘土的低成本、通过常规方法(注射-吹涨、挤出等)的实施容易性和功能性质的显著改进。然而，对于生物医学应用，必须确保添加到聚氨酯基质中的填料的生物相容性并且不存在纳米填料通过洗脱效应迁移到材料表面的风险。在表面处理的情况下，现有技术中描述的改善阻隔性能的方法包括在聚合物基底上施加涂层，使得可以降低处理过的材料的整体可渗透性。该方法使得可以结合每个沉积层的性质。有许多多层材料的商业实例，特别是用于食品包装应用。除了包括生产夹层结构的技术之外，还可以在聚合物上沉积外层或内层，使得可以改善其阻隔性能。考虑到由基于聚氨酯的膜的生物医学使用、特别是心脏假体所施加的物理化学和生物学限制，这些技术似乎不是最适合于提高聚氨酯对气体(特别是对氧气)和水的阻隔性能而不改变其性能和其生物相容性的技术，并且这要考虑改变复杂几何形状材料的形状(不规则三维形状)。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提出一种对水和氧气具有阻隔性能的柔性膜来克服这些缺点。为此，本专利技术涉及一种柔性阻隔膜。根据本专利技术，所述柔性阻隔膜包括：-至少一个第一聚氨酯层，和-至少一个第二材料层，其通过对所述聚氨酯层的至少一个表面进行改性而结合到所述第一聚氨酯层中，所述第二层的材料由包含无机氧化硅、化学式为SiOxCzHw的有机氧化硅和阻隔聚合物的材料构成。因此，如上所述的膜受益于由通过聚氨酯层的至少一个表面的改性获得的材料层带来的对水和氧气的阻隔性能。此外，所述阻隔聚合物包含以下聚合物：聚(乙烯-共-乙烯醇)(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚异丁烯(PIB)。此外，有利地，所述一个或多个材料层夹在两层聚氨酯之间。本专利技术还涉及一种柔性阻隔膜的制造方法。根据本专利技术，所述方法包括以下步骤：-制备聚氨酯层的步骤；-对聚氨酯层的至少一个表面进行改性的步骤，以使聚氨酯层的一个或多个表面形成至少一个材料层，所述材料由包含阻隔聚合物、无机氧化硅和化学式为SiOxCzHw的有机氧化硅的材料构成。此外，所述阻隔聚合物包含以下聚合物：EVOH、PVDC和PIB。根据第一实施方案，改性步骤包括通过浇铸-蒸发的改性，包括以下子步骤：-在聚氨酯层的至少一个表面上浇铸聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)(EVA)溶液的浇铸子步骤，所述浇铸子步骤使得能够在聚氨酯层上沉积EVA层；-水解所述EVA层以获得EVOH层的子步骤。根据第二实施方案，改性步骤包括通过喷雾溶液的射流进行改性，包括以下子步骤：-制备含有至少一种阻隔聚合物的溶液的子步骤；-喷射子步骤，包括将所述溶液喷射在聚氨酯层的至少一个表面上；-干燥子步骤，以形成包含至少一种阻隔聚合物的层。根据第三实施方案的第一变型，改性步骤包括通过等离子体增强化学气相沉积的第一改性，包括以下子步骤：-在真空空气环境中实施所述聚氨酯层的子步骤；-在真空空气环境中引入气态形式的氧化硅前体的子步骤，使得所述前体均匀地分布在真空空气环境中；-将所述聚氨酯层暴露于所述前体的子步骤，以形成包含无机氧化硅的层。根据所述第三实施方案的第二变型，改性步骤包括通过等离子体增强化学气相沉积的第二改性，包括以下子步骤：-在真空空气环境中设置所述聚氨酯层的子步骤；-在真空空气环境中引入氧气和气态形式的氧化硅前体的子步骤，使得所述氧气和前体均匀地分布在真空空气环境中；-将所述聚氨酯层暴露于氧气和所述前体的子步骤，以形成包含有机氧化硅的层。此外，氧化硅前体包括气态形式的有机硅前体。作为实例，有机硅前体包括以下前体：四甲基硅烷(TMS)、四乙氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、四乙基硅烷、四甲基二硅氮烷、四甲基原硅酸酯和四甲基环四硅氧烷。根据一个变型，氧化硅前体包括烃前体。作为实例，烃前体对应于乙炔。此外，所述方法还包括在所述一个或多个材料层上沉积至少一个第二聚氨酯层使得所述一个或多个材料层夹在两个聚氨酯层之间的步骤。附图说明在阅读了参照附图所作的描述之后，本专利技术的特征和优点将变得更加清楚，其中：-图1表示通过浇铸-蒸发对聚氨酯层进行改性而获得的柔性阻隔膜的实施方案，-图2表示通过浇铸-蒸发对聚氨酯层进行改性而获得的柔性阻隔膜的另一个实施方案，-图3表示通过等离子体增强化学气相沉积对聚氨酯层进行改性而获得的柔性阻隔膜的实施方案，-图4-6表示通过不同EVOH等级的喷雾EVOH溶液的射流对聚氨酯层进行改性而获得的柔性阻隔膜的实施方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性阻隔膜，其特征在于它包括：/n-至少一个第一聚氨酯层(2a)，和/n-至少一个第二材料层(20)，其通过对所述聚氨酯层的至少一个表面进行改性而结合到所述第一聚氨酯层(2a)中，所述第二层的材料出自包含无机氧化硅、化学式为SiO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170719 FR 17568471.一种柔性阻隔膜，其特征在于它包括：
-至少一个第一聚氨酯层(2a)，和
-至少一个第二材料层(20)，其通过对所述聚氨酯层的至少一个表面进行改性而结合到所述第一聚氨酯层(2a)中，所述第二层的材料出自包含无机氧化硅、化学式为SiOxCzHw的有机氧化硅和阻隔聚合物的材料。


2.根据权利要求1所述的膜，其特征在于所述阻隔聚合物出自以下聚合物：聚(乙烯-共-乙烯醇)(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚异丁烯(PIB)。


3.根据权利要求1或2中任一项所述的膜，其特征在于一个或多个所述材料层(20)夹在两个聚氨酯层(2a、2b)之间。


4.一种柔性阻隔膜(1)的制造方法，其特征在于它包括以下步骤：
-制备聚氨酯层(2a)的步骤(E1)；
-对聚氨酯层(2a)的至少一个表面进行改性的步骤(E2)，以使聚氨酯层(2a)的一个或多个表面形成至少一个材料层(20)，所述材料出自包含阻隔聚合物、无机氧化硅和化学式为SiOxCzHw的有机氧化硅的材料。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述阻隔聚合物出自以下聚合物：EVOH、PVDC和PIB。


6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，其特征在于改性步骤(E2)包括通过浇铸-蒸发进行改性，其包括以下子步骤：
-在聚氨酯层(2a)的至少一个表面上浇铸聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)(EVA)溶液的浇铸子步骤，所述浇铸子步骤使得能够在聚氨酯层(2a)上沉积EVA层(3、4)；
-水解所述EVA层以获得EVOH层(7、8、9)的子步骤。


7.根据权利要求4-6中任一项所述的方法，其特征在于改性步骤(E2)包括通过喷雾溶液的射流进行改性，其包括以下子步骤：
-制备含有至少一种阻隔聚合物的溶液的子步骤；
-...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·格林姆，帕斯卡尔·杜布斯，玛烈丝克莱尔·昆，斯特凡·马雷，阿拉塞力斯·玛利亚·马卡诺·泽尔帕，卡捷琳娜·法蒂埃伊娃，法比耶纳·蓬辛埃佩拉尔，
申请(专利权)人：卡马特公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR