一种水溶性润滑防锈剂及其制备方法与流程

本发明涉及医疗器械保护，具体为一种水溶性润滑防锈剂及其制备方法。

背景技术：

1、医疗器械是指在临床疾病诊断与治疗过程中用于人体上或体内进行辅助的设备、仪器、材料、器具或其他物品以及相关的软件，与患者的生命安全密切相关，尤其复用性医疗器械，保证其安全性、有效性、稳定性、可靠性及精确性十分重要，加上涉及多学科领域，医疗器械常具有复杂性和多样性的特点，而且反复使用及使用时间的延长，复用性医疗器械的镀铬层易被锈蚀，在清洗、消毒、保养等方面具有极高的要求，因此，医疗器械的清洗消毒过程中，润滑防锈是不可或缺的重要环节。目前，许多厂家提供的润滑剂是以基础油作为润滑成分，辅以乳化剂、分散剂、增稠剂等。虽然具有良好的润滑效果和防锈性能，但是此类润滑剂并非真正的水溶性润滑剂。因此，需要提供一种润滑效果好、防锈效果优异的水溶性润滑防锈剂。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水溶性润滑防锈剂的制备方法，包括以下步骤：

2、步骤（1）以戊二醛作为交联剂与壳聚糖反应制得纳米壳聚糖颗粒；

3、以上过程中，戊二醛的醛基与壳聚糖中的部分氨基反应从而得到球形的纳米壳聚糖颗粒；

4、步骤（2）通过改性剂对预处理的纳米壳聚糖颗粒进行改性，得到得到改性中间体；改性中间体经氨基脱保护处理，得到水溶性纳米壳聚糖；

5、所述预处理的纳米壳聚糖颗粒是经苯甲醛与纳米壳聚糖颗粒反应得到；

6、所述改性剂经橙花醇与二氯亚砜反应得到；

7、以上过程中，先用苯甲醛与纳米壳聚糖颗粒表面剩余的氨基进行反应，保护剩余的氨基；橙花醇中的羟基与二氯亚砜反应，得到含氯的改性剂；改性剂中的氯再与预处理的纳米壳聚糖颗粒中的羟基反应，橙花醇分子的插入扰乱了纳米壳聚糖的有序结构，破坏了结构中的氢键，降低了原有的结晶度和分子内作用力以及分之间作用力，导致纳米壳聚糖由不溶于水到完全溶于水，其次，由于分子内作用力以及分之间作用力减小，导致纳米壳聚糖中形成了孔隙结构；同时，橙花醇的插入与壳聚糖协同发挥出更好的抗菌性能。

8、进一步地，改性中间体经氨基脱保护处理，暴露出原有的氨基，用于聚乙二醇的接枝。

9、步骤（3）通过聚乙二醇对水溶性纳米壳聚糖进行改性，得到聚乙二醇改性纳米壳聚糖；

10、以上过程中，聚乙二醇的羟基与水溶性纳米壳聚糖的氨基反应，将聚乙二醇链接枝在水溶性纳米壳聚糖表面，球形的纳米壳聚糖具有很好的滚动润滑效果，与聚乙二醇协同进一步提高了纳米壳聚糖的润滑性，此外，聚乙二醇链在水溶性纳米壳聚糖表面进一步交联，形成孔隙结构，增加了孔隙率，可以提高改性防锈剂的负载效果，实现改性防锈剂的缓释。

11、步骤（4）以三乙醇胺硼酸酯、缩水甘油三甲基氯化铵为原料制备改性防锈剂；

12、以上过程中，缩水甘油三甲基氯化铵的环氧基开环与三乙醇胺硼酸酯的氨基反应，在三乙醇胺硼酸酯中引入了更多的季铵盐基团和羟基，进一步提高了水溶性、防锈性和抗菌性；此外，缩水甘油三甲基氯化铵也可以作为一种表面活性剂，在使用过程中降低体系的表面张力。

13、步骤（5）将改性防锈剂负载在聚乙二醇改性纳米壳聚糖上，得到润滑防锈添加剂；

14、以上过程中，改性防锈剂负载在聚乙二醇改性纳米壳聚糖的孔隙结构中。

15、步骤（6）将润滑防锈添加剂、1,2-丙二醇、水混合，得到水溶性润滑防锈剂。

16、优选地，所述步骤（1）中，所述纳米壳聚糖颗粒的制备方法：将壳聚糖与0.1mol/l乙酸水溶液混合，搅拌至固体完全溶解，在搅拌条件下滴加2mg/ml聚磷酸钠水溶液，在3-5℃下反应100-150min，调节ph至4.9-5.1，然后加入戊二醛，保持温度不变，继续反应10-15h，再加入10mg/ml硼氢化钠溶液，继续反应5-7h，在4000-6000rpm下离心10-20min，离心产物在水中透析64-80h并冻干；其中，壳聚糖、乙酸水溶液、聚磷酸钠水溶液、戊二醛、硼氢化钠溶液的用量比为(20-40)g:700ml:15g:(30-60)ml:1.5ml。

17、优选地，所述步骤（2）中，所述预处理的纳米壳聚糖颗粒的制备方法：将纳米壳聚糖颗粒加入甲醇中浸泡处理10-20min，然后再加入苯甲醛，在室温下搅拌20-28h，抽滤得到的固体用甲醇洗涤5-8次，并在50-70℃下干燥7-10h；其中，纳米壳聚糖颗粒、甲醇、苯甲醛的用量比为(5-10)g:120ml:30ml。

18、优选地，所述步骤（2）中，所述改性剂的制备方法：将橙花醇与二氯亚砜混合，加入吡啶作为催化剂，反应结束后，蒸馏去除过量的二氯亚砜；其中，橙花醇、二氯亚砜、吡啶之间的体积比为(4.4-8.8):7:0.1。

19、优选地，所述步骤（2）中，所述水溶性壳聚糖的制备方法：将预处理的纳米壳聚糖颗粒加入n,n-二甲基甲酰胺中混合至均匀，然后加入上述所得棕色液体，并在22-30℃下搅拌反应5.5-6.5h，过滤，过滤产物用丙酮洗涤后在35-45℃下干燥6-10h，得到改性中间体，其中，预处理的纳米壳聚糖颗粒与n,n-二甲基甲酰胺的用量比为(12-20)g:250ml；将改性中间体加入0.25 mol/l盐酸乙醇溶液中，室温下搅拌20-28h，反应产物经抽滤、丙酮洗涤后，在35-40℃下干燥，其中，改性中间体、盐酸乙醇溶液的用量比为(4-8)g:100ml。

20、优选地，所述步骤（3）中，所述聚乙二醇改性纳米壳聚糖制备方法：将聚乙二醇与二氯甲烷混合后，加入4mg/ml水溶性纳米壳聚糖的二氯甲烷分散液中，在28-32℃下反应2-4h，旋蒸除去二氯甲烷，将反应所得的纳米颗粒用甲醇洗涤3-5次，并在水中透析64-80h并冻干，其中，聚乙二醇、二氯甲烷、水溶性纳米壳聚糖的二氯甲烷分散液的体积比为4.5:20:(25-50)。

21、优选地，所述步骤（4）中，所述改性防锈剂制备方法：将三乙醇胺硼酸酯、缩水甘油三甲基氯化铵、水以2.8:(4.5-9):400的质量比混合，在75-85℃下搅拌反应5.5-6.5h，蒸馏除去溶剂。

22、优选地，所述步骤（5）中，所述润滑防锈添加剂制备方法：将0.7-1.8g/l改性防锈剂水分散液、4.5-5.5g/l聚乙二醇改性纳米壳聚糖水分散液等体积混合，在室温下以50-150r/min的转速搅拌2.5-3.5h，冷冻干燥。

23、优选地，所述步骤（6）中，所述水溶性润滑防锈剂中各组分含量：润滑防锈添加剂5-30wt%、1,2-丙二醇20-30wt%，其余为水。

24、采用所述水溶性润滑防锈剂的制备方法制备得到的水溶性润滑防锈剂。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

26、1、本发明的水溶性润滑防锈剂水溶性好、表面张力低，具有无油质、无黏性、非硅胶、无毒性等特点，对手术器械进行处理后可在器械表面形成一层可被高压水蒸气穿透的保护膜，避免手术器械直接与空气中的氧气接触，且不影响灭菌效果；

27、2、本发明中通过聚乙二醇对球形水溶性纳米壳聚糖改性，进而与1,2-丙二醇协同具有优异的润滑效果；橙花醇、壳聚糖、改性防锈剂中的季铵盐结构协同也使得本发明的水溶性润滑防锈剂具有很好的抗菌效果；此外，本发明将改性防锈剂负载在聚乙二醇改性纳米壳聚糖上，实现改性防锈剂的缓释，提高防锈效果。