一种复合驻极薄膜材料、其制备方法及应用与流程

本发明涉及驻极体材料应用，主要涉及一种具有良好防水性的复合驻极薄膜材料、其制备方法及应用。

背景技术：

1、驻极体是一类具有携带空间电荷或偶极电荷的电介质材料，并可以对周围空间产生稳定的静电场，具有静电场效应和微电流效应，广泛运用在通信技术、环境净化工程、医药卫生和航天科技等多个领域。驻极体材料包括：有机驻极体、无机驻极体、生物驻极体和复合驻极体等。其中，常见的有机驻极体主要有聚丙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯和氟化乙烯丙烯聚合物等高分子材料。

2、含有驻极体的薄膜材料可以应用于医疗和/或美容护肤等产品中，例如用作面膜、医药敷料。传统的药物或化妆品成分主要是通过自然渗透进入皮肤内部，对于物质的分子量大小和性质要求较高，另外由于皮肤表皮结构特别是角质层的天然屏障阻碍，很多药物或化妆品成分无法被有效吸收。而驻极体所提供的静电场和微电流可以作为一种良好的物理调控因子，利用驻极体薄膜其稳定的静电场，可以促使角质层的疏松、改变排列结构，疏松紧密的角质层结构及打开皮肤运输通道，从而促进化妆品或药物成分等物质的运输、增强物质透过角质层吸收；也可以促进血液流通改善局部供应，从而有利于骨折愈合或创伤面修复。

3、目前，市面上已有一些驻极体静电治疗膜产品，通常采用单层聚四氟乙烯薄膜材料制备，充电后表面携带负电位，主要利用驻极体对组织修复功能来对骨折、肌肉和软组织损伤引起的疼痛起到辅助治疗。但是其存储电位较低，接触皮肤后容易流失电荷，不利于达到透皮促渗等效果。市面上也存在一类电子面膜，需要接通电源产生微电流，促进化妆品精华的吸收，但这类电子面膜需要外接电源，使用复杂且制作成本高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种复合驻极薄膜材料、其制备方法及应用，该复合驻极薄膜具有良好防水性、使用简便等特点，能够更加良好的促进功效物质经皮吸收。

2、本发明提供一种复合驻极薄膜材料，其包括依次复合的背托层、复合功能层和隔离防水层；

3、所述复合功能层由支撑层和复合在支撑层一个表面上的驻极层组成，所述驻极层被隔离防水层贴紧覆盖；所述支撑层和驻极层独立地采用有机高分子极化材料膜层；所述复合功能层的厚度在20μm至100μm之间，表面电位在-1000v至-2000v之间。

4、驻极体存储电荷性能与材料中的缺陷空间相关，目前存在的问题一方面是单层驻极膜的缺陷存储空间有限，存储空间电荷的量和时间都有限，另一方面是驻极体一旦接触液体物质或导电物质，其存储的电荷就会大量缺失，从而失去静电场作用导致无法有效促进功效物质的透皮渗透。目前市场上利用驻极体的促渗作用所开发的促进渗透及抗菌的产品较少，在应用过程中很难有做好电荷的有效储存，难以避免电荷的流失，从而就很难达到所需要的效果。

5、本发明利用多种高分子膜材料特性进行复合成膜，形成具有多层结构的复合驻极薄膜，有效增大电荷储存空间，并具有良好防水性，有效防止驻极体接触后的电荷丢失，具有更加良好的促进物质经皮吸收作用。另外，充电极化后的复合驻极薄膜对于细菌有显著抑制效果。

6、参见图1，图1为本发明一些实施例中复合驻极薄膜材料的结构示意图。图1中，1为背托层，2为支撑层，3为驻极层，4为隔离防水层。

7、本发明实施例所述的复合驻极薄膜材料，是利用两种或两种以上的高分子膜材料，通过加压加热或激光焊接等方式，促使接触的膜表面产生玻璃化变性继而粘附在一起，形成外力无法剥离的多层结构薄膜，且其具有稳定的静电场；具体包括：依次复合的背托层1、复合功能层和隔离防水层4，其中的复合功能层由支撑层2和驻极层3组成，驻极层3被隔离防水层4贴紧(靠近并紧密接触)覆盖。

8、本发明实施例可采用第一有机高分子极化材料膜、第二有机高分子极化材料膜，通过复合及极化处理形成复合功能膜，其对应为复合功能层；即所述的支撑层2和驻极层3独立地采用有机高分子极化材料膜层。本发明实施例采用上下两层不同或者相同的有机高分子极化材料膜，通过热压或胶粘等工艺制备复合膜。

9、所述的有机高分子极化材料膜主要包括：氟化乙烯丙烯膜、聚四氟乙烯膜和聚丙烯膜，可选取其中两种相同或不同的有机高分子膜材料进行组合，包含但不限于上述材料。优选地，所述驻极层(对应应用时的上层)采用氟化乙烯丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚丙烯膜，进一步优选为氟化乙烯丙烯膜；所述支撑层(对应下层)采用氟化乙烯丙烯膜或聚四氟乙烯膜，主要起到支撑、支持作用。

10、优选地，所述第一有机高分子极化材料膜为氟化乙烯丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚丙烯膜；所述第二有机高分子极化材料膜为氟化乙烯丙烯膜或聚四氟乙烯膜；所述第一有机高分子极化材料膜和第二有机高分子极化材料膜的厚度独立地在10μm～50μm之间。

11、fep全称为fluorinated ethylene propylene，翻译为氟化乙烯丙烯共聚物(全氟乙烯丙烯共聚物)。fep是四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成；fep结晶熔化点为304℃，具有化学惰性，可应用到软性塑料，如制成氟化乙烯丙烯膜。聚四氟乙烯膜是由聚四氟乙烯(ptfe)制成的多孔膜制品；聚丙烯膜为聚丙烯(pp)树脂成分的薄膜材料。本发明实施例可采用市售的有机高分子极化材料膜，ptfe如果选用多孔材料，孔径在0.1-0.3微米，孔隙率为80％，强度适中，也可以为薄膜材料，需要通过复合技术(热熔，胶粘或激光焊接)处理，使得下层与上层完全复合，以便具有较好的存电性能，进而达到促渗和抗菌的作用效果。

12、优选地，所述形成复合膜时，涉及的复合处理选自热压复合、胶粘复合、超声焊接和激光焊接中的一种或多种技术；复合功能膜优选地采用热压复合方式，热压的压力范围为5-10mpa；热压的温度范围为200-250℃，热压的时间范围为1-3分钟，热压的方式为滚轮传送。即进一步优选采用滚轮作为传送装置，采用5-10mpa压力，经温度为200-250℃处理，热压1-3分钟，再传送到收集端，成卷收集复合膜。本发明实施例将两种卷材形式的薄膜复合加工时，需综合考虑不同材料性能、规格等影响因素，如卷材宽度在20cm左右，采用上述工艺复合的效果更好。

13、并且，本发明实施例所形成的复合膜通过极化处理，得到表面电位在-1000v至-2000v之间的复合功能膜，且其厚度在20μm至100μm之间，优选为30μm～90μm，更优选为40μm～80μm。

14、优选地，所述复合后的极化处理采用电晕充电方式进行。电晕充电法：利用尖端处的非均匀电场引起的空气局部击穿形成的电晕放电，使得产生的带电粒子沉积在聚合物上，从而使得聚合物携带电荷，是一种常用的驻极体极化处理方式；本发明中应用此充电方式便于操作实施。

15、进一步优选地，所述的极化处理具体为：利用静电驻极设备，采用15kv电位充电3～10分钟，静电棒与复合膜一个表面的垂直距离为3cm～5cm，驻极后的复合膜表面电位为-1000v至-2000v之间。其中，可根据复合膜的大小调整充电时间，如采用15kv电位充电5分钟。靠近静电棒的功能膜层即为驻极层，远离的膜层为支撑层。

16、最后，本发明实施例对极化处理形成的复合功能膜作封装隔离处理；即除了所述的复合功能层，所述复合驻极薄膜材料包括背托层1和隔离防水层4。背托层1主要起到保护、支持功能层的作用；所述背托层优选采用无纺布或棉丝布，可为医疗、美容领域常用的熔喷布等柔性材料，本发明并无特殊限制。

17、所述隔离防水层4覆盖在驻极层3上，其膜层材料具有与驻极层相似的高分子性能，且具有一定的疏水性能，从而形成具有一定防水性能的复合驻极薄膜。优选地，所述隔离防水层采用聚四氟乙烯膜或氟化乙烯丙烯膜，厚度在10μm至30μm之间，更优选为15～25μm。

18、进一步优选地，所述的封装隔离操作中，利用无纺布作为背托膜层，以聚四氟乙烯膜或氟化乙烯丙烯膜作为隔离防水膜层，采用胶粘或激光焊接将极化充电后的复合功能膜封装，得到所述复合驻极薄膜材料。在本发明的具体实施例中，优选采用医用的压敏胶等胶粘剂进行胶粘封装。

19、相应地，本发明还提供了如前所述的复合驻极薄膜材料的制备方法，包括以下步骤：

20、s1、将第一有机高分子极化材料膜和第二有机高分子极化材料膜通过加压加热或焊接进行复合处理，形成复合膜；

21、s2、将所述复合膜进行极化处理，得到表面电位在-1000v至-2000v之间的复合功能膜，且其厚度在20μm至100μm之间；

22、s3、在所述复合功能膜极化充电的一个表面覆盖复合隔离防水膜层，另一个表面复合背托膜层，得到所述复合驻极薄膜材料。

23、本发明实施例所述的制备方案中，各膜层原料及工艺方式如前所述，在此不做赘述。示例地，整个复合驻极薄膜材料包括4部分，如背托层厚40μm+复合功能膜厚60μm+隔离防水层厚20μm，总厚度为120μm。另外，覆盖上隔离防水层厚，用静电计测定电位会比直接测量复合驻极膜表面电位少100-200v。驻极膜充电时，在一定高度一定电压其充电的电位在一个范围，大概是1000-2000之间。

24、目前，驻极材料一般采用单层，有部分采用复合材料，利用材料自身改性方法提高储备电荷效果，但是如果驻极体和含有水分的物质接触，如皮肤等潮湿环境，其依然面临电荷流失的问题。本发明实施例通过复合成膜等技术，将相同或不同的高分子极化薄膜复合在一起，从而提高了高分子薄膜材料的储存电荷性能。同时，利用具有良好电场穿透性能和疏水性能的高分子薄膜材料作为隔离防水层，从而有效防止了电荷的流失，而且实施简便，使得驻极薄膜材料应用更加广泛。

25、进一步地，本发明提供了如前文所述的复合驻极薄膜材料在制备面膜、药物敷料或贴片的应用。本发明实施例该复合驻极薄膜材料的运用方向例如：面膜，医药敷料，中药/理疗贴，抑菌贴片等，其中针对面膜的应用是本发明主要应用方向。

26、在本发明一些实施例中，所述的复合驻极薄膜材料具有促渗作用，其可以有效疏松角质层，促使皮肤通道打开，从而有效的促进药物成分或化妆品成分的经皮渗透。其中，该复合驻极薄膜对于化妆品主要成分，含有烟酰胺面膜样品的皮肤渗透1.2倍，含有小分子玻尿酸面膜样品的皮肤渗透2.7倍，含有谷胱甘肽的面膜样品的皮肤渗透1.7倍。

27、此外，所述的复合驻极薄膜材料具有抑菌作用，其可以提供一定强度的静电场作用，以及5-10ma的微电流，可以损伤细菌的胞壁及细胞膜，影响细菌膜内外生物稳定从而有效抑制细菌生长。其中，该复合驻极薄膜对大肠杆菌的抑菌率为70％，对金黄色葡萄球菌的抑菌率为50％。