一种用于医疗垃圾包装的自显色复合材料及其制备方法以及微胶囊制备方法与流程

本发明属于医疗垃圾包装处理，具体涉及一种用于医疗垃圾包装的自显色复合材料及其制备方法以及微胶囊制备方法。

背景技术：

1、按照《国家危险废物名录》(2021年版)中的医疗废物包括感染性废物、损伤性废物、病理性废物、化学性废物、药物性废物等。医疗废物具有感染性、传染性、腐蚀性等特征，医疗废物物流有着更多的危险性和特殊性。如果受到污染的医疗废物由于物流环节的疏忽、包装破损未及时发现而泄漏，就有可能导致病毒的二次传播，危害人体健康造成经济损失和污染环境等社会负面影响。

2、虽然《医疗废物管理条例》中第十六条规定，医疗卫生机构应当及时收集本单位产生的医疗废物，并按照类别分置于防渗漏、防锐器穿透的专用包装物或者密闭的容器内。但是由于医院产生医疗废物的部门较多，处理过程比较复杂，涉及人员的医院知识水平参差不齐，给医疗废物规范管理带来一定的难度。

3、现有医疗废物采用符合《医疗废物专用包装袋、容器和警示标志标准》(hj 421-2008)中规定的医疗废物专用包装袋、容器包装。在上述标准中，包装袋是用于盛装除损伤性废物之外的医疗废物初级包装，并符合一定防渗和撕裂强度性能要求的软质口袋，并配合周转箱(桶)运输。按照《医疗废物专用包装袋、容器和警示标志标准》(hj 421-2008)的要求，包装袋在正常使用情况下，不应出现渗漏、破裂和穿孔。表面基本平整、无皱褶、污迹和杂质，无划痕、气泡、缩孔、针孔以及其他缺陷。虽然医疗废物采取溯源制度，目前我国医疗废物专用包装袋在落膘冲击质量、拉伸强度、热合强度等方面提出量化要求，而漏水性方面仅提出“无渗漏”的指标，无法进行量化。另外在国内外医疗废物实际管理中，在清洁人员被废弃的注射器针头等尖锐物品扎伤的事故并不少见。注射器针头等尖锐物品引起医疗废物专用包装袋破损，没有及时发现，可能造成医疗废液、医疗废物中含有病毒的气凝胶扩散至空气中。有可能导致病毒的二次传播，危害人体健康造成经济损失和污染环境。因此及时发现医疗废物专用包装袋破损，并采取相关措施是杜绝病毒的二次传播，危害人体健康造成经济损失和污染环境的关键。

4、总而言之，现有医疗废物专用包装袋没有破损后显色功能，清洁人员无法及时发现其破损。

5、现有医疗废物专用包装袋采用高密度聚乙烯(hdpe)、低密度聚乙烯(ldpe)等单一材料制备，功能较单一，阻隔性能较差。

6、聚合物共挤技术是一种使用数台挤出机分别供给几种不同的物料在一个复合机头内汇合而得到的多层复合制品的加工过程。采用共挤技术能够使多层具有不同特性的物料在挤出过程中彼此复合在一起，进一步发挥各种物料具有的综合特性，各种组分材料在特性上进行互补，以便扩大聚合物复合制品应用范围。共挤出复合薄膜法是利用两台或两台以上挤出机同时挤出，一步成型。多层复合薄膜一般由基材、阻隔材料和黏合剂组成。

7、微胶囊是将固体、液体或气体物质包埋在成膜材料中成为一种固体微粒的技术。这种技术能够保护被包裹的物料。使之与外界不良环境相隔离，最大限度地保持物质原有状态和性能。

8、微胶囊是用成膜材料将固体或液体包覆在内使其形成微小粒子的技术。该微小粒子称为微胶囊。微胶囊外部的成膜材料称为壁材或称包囊材料。内部装载的物质称为芯材或称囊芯材料。微胶囊的基本组成如图1显色微胶囊示意图所示。囊芯物质可以是固体、液体或气体状态，既可以是单一成分，也可以是几种物质组合。囊壁主要为高分子材料分为天然高分子材料、半合成高分子材料和合成高分子材料。制备微胶囊的过程称为微胶囊化。即微胶囊化后囊芯物质与外界环境相隔绝，可以防止被环境氧化或使有害化学品无毒化。

9、无水硫酸铜与水反应生成五水合硫酸铜，五水合硫酸铜含有蓝色的络合离子，使得呈现蓝色。无水硫酸铜接触水蒸汽或水后，会立即变蓝色。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于医疗垃圾包装的自显色复合材料及其制备方法以及微胶囊制备方法，采用无水硫酸铜等作为囊芯材料、采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)作为囊壁材料制备显色微胶囊，再将其加入粘合剂中。利用共挤加工技术，将ldpe、hdpe、pvdc等阻隔性能材料，以及添加显色微胶囊的粘合剂共挤加工为医疗废物专用包装袋复合材料。

2、本发明的技术方案如下：一种基于微胶囊系统用于医疗垃圾包装的自显色复合材料，包括pvdc、ldpe或hdpe、含微胶囊的粘合剂，其中pvdc的上下分别为ldpe或hdpe，pvdc与上下两层ldpe或hdpe之间采用含微胶囊的粘合剂进行粘合。

3、一种基于微胶囊系统用于医疗垃圾包装的自显色复合材料，包括hdpe、ldpe、含微胶囊的粘合剂，hdpe与ldpe之间采用含微胶囊的粘合剂进行粘合。

4、一种基于微胶囊系统用于医疗垃圾包装的自显色复合材料，包括ldpe或hdpe、含微胶囊的粘合剂，两层ldpe或hdpe之间含微胶囊的粘合剂进行粘合。

5、一种基于微胶囊系统用于医疗垃圾包装的自显色复合材料的制作工艺，包括：使用共挤设备，将ldpe材料、pvdc材料、粘合剂材料共挤成医疗垃圾包装的自显色复合材料；

6、其中，共挤温度160～170℃，粘合剂采用含有微胶囊的eva材料，复合材料中粘合剂厚度≤10μm，ldpe材料、pvdc材料厚度≤50μm；

7、ldpe材料采用100％低密度聚乙烯材料。pvdc材料采用100％聚偏二氯乙烯材料，含有微胶囊的eva材料中eva材料选用质量百分比≤80％，微胶囊囊芯质量百分比≤20％。

8、一种基于微胶囊系统用于医疗垃圾包装的自显色复合材料的制作工艺，包括：使用共挤设备，将hdpe材料、pvdc材料、粘合剂材料共挤成医疗垃圾包装的自显色复合材料；共挤温度170～180℃；粘合剂采用含有微胶囊的eva材料；复合材料中粘合剂厚度≤10μm；hdpe材料、pvdc材料厚度≤40μm；hdpe材料采用100％高密度聚乙烯材料；pvdc材料采用100％聚偏二氯乙烯材料；含有微胶囊的eva材料中eva材料选用质量百分比≤80％，微胶囊囊芯质量百分比≤20％。

9、一种基于微胶囊系统用于医疗垃圾包装的自显色复合材料的制作工艺，包括：使用共挤设备，将ldpe材料、hdpe材料、粘合剂材料共挤成医疗垃圾包装的自显色复合材料；共挤温度170～180℃；粘合剂采用含有微胶囊的eva材料；复合材料中粘合剂厚度≤10μm。ldpe材料、hdpe材料厚度≤50μm；ldpe材料采用100％低密度聚乙烯材料，hdpe材料采用100％高密度聚乙烯材料，含有微胶囊的eva材料中eva材料选用质量百分比≤80％，微胶囊囊芯质量百分比≤20％。

10、一种基于微胶囊系统用于医疗垃圾包装的自显色复合材料的制作工艺，包括：使用共挤设备，将ldpe材料、粘合剂材料共挤成医疗垃圾包装的自显色复合材料；共挤温度160～170℃；粘合剂采用含有微胶囊的eva材料，或采用eva树脂与无水硫酸铜粉末；复合材料中粘合剂厚度≤10μm；ldpe材料厚度≤80μm；ldpe材料采用100％低密度聚乙烯材料；含有微胶囊的eva材料中eva材料选用质量百分比≤80％，微胶囊囊芯质量百分比≤20％。

11、一种基于微胶囊系统用于医疗垃圾包装的自显色复合材料的制作工艺，包括：使用共挤设备，将hdpe材料、粘合剂材料共挤成医疗垃圾包装的自显色复合材料；共挤温度170～180℃；粘合剂采用含有微胶囊的eva材料，或采用eva树脂与无水硫酸铜粉末；复合材料中粘合剂厚度≤10μm；hdpe材料厚度≤50μm；hdpe材料采用100％高密度聚乙烯材料；含有微胶囊的eva材料中eva材料选用质量百分比≤80％，微胶囊囊芯质量百分比≤20％。

12、一种基于微胶囊系统用于医疗垃圾包装的自显色复合材料中的胶囊制备方法，包括如下：显色微胶囊包括囊芯和囊壁，囊芯包括无水硫酸铜(≥98％)、四氢化松香酸(质量百分比≤2％)，囊壁由质量百分比100％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)材料，其中eva选用杜邦公司生产的

13、将无水硫酸铜与四氢化松香酸混合物直接与eva树脂混合。

14、一种基于微胶囊系统用于医疗垃圾包装的自显色复合材料中的胶囊制备方法，包括如下：

15、将硫酸铜囊芯在惰性气体的保护下均匀分散于熔融的eva粘合剂中(70～80℃)，然后将其在压力作用下通过挤入冷却介质中，挤出的熔融物迅速降温，形成玻璃态细丝，然后经过分离洗涤、挥发溶剂、粉碎得到包含硫酸铜的细颗粒产品。

16、本发明的有益效果在于：采用ldpe、hdpe、pvdc等阻隔性能材料，采用含有微胶囊材料作为粘合剂。其中提前制备的微胶囊采用无水硫酸铜作为囊芯物质，eva作为囊壁材料。无水硫酸铜与水反应生成五水合硫酸铜，五水合硫酸铜含有蓝色的络合离子，使得呈现蓝色。无水硫酸铜接触水蒸汽后，会立即变蓝色。在医疗废物专用包装袋复合材料粘合剂中加入硫酸铜—eva微胶囊。医疗废物专用包装袋破损后，无水硫酸铜遇医疗包装内水蒸汽后溶解，或无水硫酸铜与水接触后，生成了五水合硫酸铜，五水合硫酸铜含有蓝色的络合离子，使得医疗废物专用包装袋呈现蓝色。清洁人员等医院处理医疗废物的人员发现包装袋呈现蓝色，判断医疗废物专用包装袋破损，从而迅速采取措施，减少病毒的二次传播的时间，降低危害人体健康程度。医疗废物专用包装袋复合材料破损后，粘合剂中微胶囊中无水硫酸铜吸湿后变蓝色，清洁人员发现后，及时采取措施，减少人员吸入、接触医疗废物。本发明研制的多层高分子材料既能满足医疗废物专用包装袋复合材料关于性能指标的需求，又具有破损后吸湿变蓝色的特性，进一步减少清洁人员受到污染的功能。