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矫形铸塑材料制造技术

技术编号:679647 阅读:176 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种复合材料制品,其特征在于,它包括: 一种可固化树脂;和 一种与上述树脂共同形成一种复合材料的填料,其中所述的复合材料具有足够的孔隙体积,以使该复合材料在固化后是多孔性的,并可使水汽透过,而且其中所说复合材料在固化前具有足够的拉伸强度,以抵抗在缠绕铸件时引起的拉伸应力。(*该技术在2014年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于矫形铸塑的新颖可固化或热塑复合材料。现已开发了许多不同的用于固定断裂或受伤肢体的矫形铸塑材料。一些用于此目的早期铸塑材料包括使用烧石膏绷带,上述绷带由网状织物(如棉纱布)和掺合其网眼和表面的石膏构成。然而,烧石膏铸件有许多护理上的缺点,例如低的强度/重量比,这使制成的铸件笨重。另外,烧石膏铸件在水中特别易碎裂。因此,就需避免洗澡、淋浴、或其他与水接触的活动。还有,烧石膏铸件不透空气,因此就不能使铸件下的空气循环,从而严重阻碍了铸件和皮肤间水份的蒸发和挥发,常常造成皮肤浸湿、发炎或感染。这些缺点加上其他一些缺点促使了矫形铸件行业研究比烧石膏性能更好的铸塑材料。本行业取得的一个重大进展是发现了聚异氰酸酯预聚物对配制用于矫形铸塑材料的树脂非常有用,如在美国专利4,502,479(Garwood等)、和4,441,262(Von Bonin等)中所揭示的。美国专利4,502,479揭示了一种由聚氨基甲酸酯之类的聚异氰酸酯预聚物树脂浸渍玻璃纤维之类的高模量纤维制成的编织物所组成的矫形铸塑材料。与烧石膏矫形铸件相比,按美国专利4,502,479制得的矫形铸塑材料取得了显著的进步,这包括更高的强度—重量比和更好的透气性,然而,使用这种矫形铸塑材料对铸件下小骨结构的触诊不及使用烧石膏铸件。在这一方面,使用该铸件时,针织玻璃纤维材料的压缩性不如烧膏,而且还会掩盖细小骨结构,如护理人员在骨折固定时难于感触到骨头。虽然玻璃纤维织物多少可以透过一些射线,但它有时会妨碍X-射线透视下面的细小骨结构。常常在X-射线照片上看到微细网眼或阴影。这种相当于针织玻璃纤维衬垫的网眼妨碍X-射线的透过。因此在X-射线图像上模糊了下方骨头的详细情况。玻璃纤维衬垫还有一个缺点,绝大多数的市售玻璃纤维铸塑绷带含有直径远大于3.5微米的长丝。而科学界人士认为3.5微米的纤维是不能吸入的。因此,有相当多的用户会关心吸入除去铸件时产生的玻璃纤维粉尘。另外,含有玻璃纤维之类针织物的矫形铸塑材料价格有点高,某些用户可能因价贵不用。在美国专利3,972,323(Boricheski)中公开了一例使用非针织的聚酯织物矫形绷带。然而,英国专利3,972,323中公开的矫形绷带也使用烧石膏,因此,它也有烧石膏铸件的缺点,包括较低的强度/重量比和较差的透气性。在美国专利4,841,958(Ersfeld等)中公开了第二例使用非针织的聚酯织物矫形绷带。但是,美国专利4,841,958中公开的聚酯织物衬垫物使制成的铸件比玻璃纤维铸件的强度和刚性要低一些。因此,这些铸塑材料需用更多层的铸塑带,才能达到所需的承重矫形铸件。在美国专利4,473,671(Green)中公开了一种包含填充热塑结晶固态聚氨基甲酸酯的铸塑材料。在使用时,将矫形铸塑材料加热至足够高温度,使其中的聚合物变软至足以使其变形。模塑该矫形铸形材料,使其与肢体有效部分的表面形状相一致,然后将其冷却至室温。铸塑用料中的填料包括一种含20~60%(重量)偏硅酸钙纤维和40~80%(重量)二氧化硅颗粒的混合物。热塑性聚合物也曾用作夹板,但由于其孔隙率低而接受性受限制。美国专利4,454,873(Lanfenberg)公开了一种含热塑材料和(聚)环氧乙烷涂层的矫形铸型用料。所述涂料用于防止熔融时相邻铸塑材料卷层之间粘附。国际专利申请WO90/14060(Blott等)揭示的筒形铸塑系统包括一个带有可固化树脂和铸体下衬垫层的整体筒状疏松编织衬底。讨论了一种介于衬垫层和树脂支承层之间的溶于水但不透树脂的隔离层。从上述讨论中可知,本行业需要的矫形铸塑材料,既有烧石膏的优点如好的模塑性和好的微细骨结构触诊性,又有非烧石膏材料的优点如好的强度/重量比和好的透气性。在这一点上,如果能实际上不用烧石膏而又能组合这些优点,而且由此而避免上述烧石膏的固有缺点,这将是本行业中的一个显著进步,如果能提供一种具有现有编织矫形铸塑材料相同或更好性质的,且比现有使用针织物(如玻璃纤维针织物)的矫形铸塑材料更廉价的非烧石膏矫形铸塑材料,将是本行业中的又一进步。本申请公开并要求保护这种矫形铸塑材料及其制备方法。在本专利技术中参考并加以引用的有,1993年4月16日递交的美国专利申请08/049,007的续展申请。相关的还有由本专利技术受让人于1993年4月16递交美国专利申请08/048,891方法及新颖铸塑材料;参考引用的还有用于合成铸塑带的水溶性薄膜,申请号08/048,738;新颖的铸塑带、树脂及其方法,申请号08/048,656。相关的还有由本专利技术受让人于1993年1月25日递交的美国专利申请08/008,743可水固化树脂组合物,参考并加以引用的有矫形支承材料和方法,申请号08/008,678;用于矫形铸塑带的微纤维填料,申请号08/008,755。本专利技术涉及用于矫形铸塑用途的新颖可固化或热塑复合材料,这种复合材料既有烧石膏的成型性和适应性,又有合成玻璃纤维铸塑材料的强度。本专利技术提供一种可用作“无织物矫形铸塑带”的含有可固化树脂和填料的复合材料制品。优选的材料包括高度填充的树脂体系和任选地结合的轻质网状织物,这种织物用于增加网的整体结合性。在本专利技术铸塑材料中掺入填料大大提高了固化后铸塑材料的强度和未固化铸塑带或绷带的处理性能。在本专利技术铸塑材料中掺入填料也使固化后的铸塑材料中产生了空气孔或蒸气孔。因此,在保持固化时必需的高强度和高刚性的同时,可避免玻璃纤维衬垫的缺点(有限的延伸性或适应性)。如果需要,本专利技术制品中也可掺入纤维(如无规取向的单纤维,纤维束或轻质织物),以提高未固化制品的粘聚性。参照附图可以更清楚地理解本专利技术,其中附图说明图1示意性地表示包括球形颗粒、与所述颗粒联结的树脂和空隙空间的复合材料结构;图2示意性地表示包括无规成形的颗粒、与所述颗粒联结的树脂和空隙空间的复合材料结构;图3表示一种包含复合铸塑材料和水溶性衬里薄膜的卷状铸塑带的透视图;图3A和3B表示一种包含复合铸塑材料和水溶性衬里薄膜的铸塑带的透视图;图4表示一卷装在水溶性袋中铸塑带的透视图;图5表示一种包含夹在两层轻质织物材料之间复合铸塑材料的卷状铸塑带的透视图;图6表示一种包含夹在两层轻质织物材料之间,由大量窄条铸塑材料制成的复合铸塑材料的卷状铸塑带的剖视图。图1中图示了一部分复合材料制品1,该复合材料制品包含球形填料颗粒2。树脂区域3(domain)和空隙空间4。图2表示一种类似的复合材料制品5,其中填料颗粒6的形状不规则。图3表示了一卷部分展开铸塑带7,它包含复合铸塑材料8和易消失的水溶性衬里9。图3A和3B表示一种铸塑带的透视图,其中铸塑材料8为片状,紧贴它的两个主表面上有易消失的水溶衬里9。图4表示封闭在水溶性袋10中一卷铸塑带11的透视图。图5表示一卷部分展开的铸塑带20,它包含复合铸塑材料24和二层轻质织物或网状物22。图5中也表示了许多横跨铸塑带的表面不平处26,当铸塑带卷浸在水中时,这些表面不平能促使水渗透到带卷的中心部位。图6表示了一卷部分展开的铸塑带30,它包含许多条状复合铸塑材料34和两层轻质织物或网32。图6中也表示了相邻条状复合材料之间的间隙38。该铸塑带卷浸于水中时,这些间隙能促使水渗透到卷的中心部位。本专利技术涉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料制品,其特征在于,它包括一种可固化树脂;和一种与上述树脂共同形成一种复合材料的填料,其中所述的复合材料具有足够的孔隙体积,以使该复合材料在固化后是多孔性的,并可使水汽透过,而且其中所说复合材料在固化前具有足够的拉伸强度,以抵抗在缠绕铸件时引起的拉伸应力。2.根据权利要求1所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的树脂可水固化的,所述的复合材料在固化后至少具有7%的孔隙体积,所述的复合材料在固化前的拉伸强度大于0.0175N/mm宽。3.根据权利要求1所述的复合材料制品,其特征在还在于,其中所述的填料含一种平均颗粒直径在5μm至500μm之间的颗粒填料。4.根据权利要求2所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的填料选自无机填料,如玻璃,无定形和晶体型的二氧化硅(SiO2),硼硅酸钠钙,无定形的钠/钾/铝硅酸盐玻璃,矾土,氧化铁,偏硅酸钙,碳酸钙,硫酸钙(颗粒状或微纤维状),高岭土,云母,滑石,硫酸钡,硼纤维,碳纤维,玻璃纤维,磨砂玻璃纤维,薄玻璃,金属纤维、长石,铁酸钡,氧化钛,陶瓷,以及Ceramcel之类的陶瓷颗粒。5.根据权利要求2所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的填料选自玻璃泡和陶瓷泡,如Scotchlite牌的玻璃泡H50/10000EPX、H50/1000(酸洗过的),和S60/10000,Extendosphere牌的SG,CG,和SF-12,Zeeosphere牌的200,400,600,800,和850,Zeolite W1000,W1012,W1300,W1600,G3400,G3500,以及Di-caperl牌的HP-820,HP-720,HP-520,HP-220,HP-120,HP-900,HP-920,CS-10-400,CS-10-200,CS-10-125,CSM-10-300,和CSM-10-150。6.根据权利要求2所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的填料选自有机填料如,Primax牌的UH-1080,UH-1060和UH-1250之类聚烯烃聚酯类,聚酰胺类,聚酰亚胺类,聚丙烯酸酯类,聚碳酸酯类,聚氨酯类和上述物质的共聚物,Expancel461 DE20微球之类的可膨胀泡,以及热固性填料材料如环氧类,Ucar Ther-moset微球BJO-0950,BJO-0820,BJO-0900,BJO-0840,和BJO-09300之类醛醇缩合产物,以丙烯酸酯类,以及甲基丙烯酸酯类。7.根据权利要求1所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的填料以30%至85%之间的含量(按体积)存在于所述的复合材料中。8.根据权利要求2所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的可固化树脂以10至30%之间的含量(按体积)存在于所述的复合材料中。9.根据权利要求3所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的填料是中性或酸性的,且基本上不含无机碱性杂质。10.根据权利要求3所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的填料是用选自硅烷,钛酸盐,锆酸盐的表面处理剂进行过表面处理的。11.根据权利要求1所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的树脂是一种具有NCO/OH比至少为3的可水固化的异氰酸酯一官能预聚物。12.根据权利要求2所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的树脂是可水固化的,并选自液态有机金属化合物和烷氧基硅烷官能聚亚胺酯低聚物。13.根据权利要求1所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的树脂还含有足够量的一种可溶性高分子量次级聚合物,以使所述树脂与所述聚合物的混合物在1.0rad/sec时具有小于20的介质损耗角正切值,且其中所述的聚合物的平均分子量在100,000至3,000,000之间。14.根据权利要求13所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的聚合物的含量按复合材料中树脂的含量计在1%至30%之间。15.根据权利要求13所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的聚合物选自聚乙烯基吡咯烷酮,丙烯酸异辛酯和N-乙烯基吡咯烷酮共聚物之类的丙烯酸酯共聚物,诸如丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸、和甲基丙烯酸等C1~C14的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯共聚物,丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物,由N-乙烯基吡咯烷酮,乙烯基乙酸酯及其水解聚合衍生物,苯乙烯,烯烃类,丙烯腈,以及聚环氧乙烷,聚环氧丙烷和环氧丁烷等聚环氧烷烃等单体形成的聚合物。16.根据权利要求14所述的复合材料制品,其特征还在于,其中所述的聚合物是聚乙烯基吡咯烷酮,且其中所述的聚乙烯基吡咯烷酮在未干时与所述的树脂混和。17.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·T·肖尔茨J·L·埃德加A·J·卡利娜D·A·埃尔斯费尔德W·A·明达耶A·J·Jr马勒
申请(专利权)人:美国三M公司
类型:发明
国别省市:

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