一种医用耐腐蚀涂层材料及其制备方法与应用与流程

本申请涉及医用涂料，具体涉及一种医用耐腐蚀涂层材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、金属材料因其良好的机械性能和生物相容性而在医疗行业中得到广泛应用；然而在金属植入体、手术器械等金属医疗器械在临床实际应用时，随着医疗器械在人体内的长期使用，金属材料在复杂的体液环境中逐渐暴露出不耐人体体液腐蚀、容易分解失效等问题，导致机械性能下降甚至失效，大大缩短医疗器械的使用寿命；此外，部分金属材料还可能释放有毒金属离子，引起炎症反应和免疫反应，对人体安全造成潜在危险。因此，提高医疗器械的耐腐蚀性能成为亟待解决的关键问题。

2、为了解决金属材料的耐腐蚀问题，现有的技术手段主要包括表面处理和涂层保护。表面处理技术是通过改变金属表面性质来提高其耐蚀性，例如电镀、化学镀、阳极氧化等。然而电镀和化学镀可能会引入有害物质，从而影响安全性和生物相容性，阳极氧化形成的氧化膜厚度有限，难以完全避免腐蚀现象的发生。涂层保护则是在金属表面涂覆一层防腐层，常见的涂层材料有聚氨酯、氟碳涂料等。这些涂层材料虽然在一定程度上提高了金属材料的耐腐蚀性能，但在实际应用中依然存在附着力差的问题，在长时间使用后，涂层易发生脱落从而导致腐蚀风险。

3、因此，开发一种具有良好附着力、生物相容性的耐腐蚀涂层材料显得尤为重要。

技术实现思路

1、为了克服涂层材料存在的附着力差，本申请提供一种医用耐腐蚀涂层材料及其制备方法与应用。

2、第一方面，本申请提供一种医用耐腐蚀涂层材料，采用如下的技术方案：

3、一种医用耐腐蚀涂层材料，包括以下重量份的组分：环氧树脂75-120份，脂肪族多元胺15-30份，硅灰石粉20-30份，固化促进剂3-8份，润滑剂3-5份；

4、所述环氧树脂是重量比为1：（0.8-2.3）的四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯和双环戊二烯型酚醛环氧树脂。

5、本申请提供一种医用耐腐蚀涂层材料，该医用耐腐蚀涂层材料具有很好的耐腐蚀性和耐化学性，并且在金属基材表面具有良好的附着力。具体地，环氧树脂的环氧化合物和脂肪族多元胺类固化剂在固化过程中能够形成交联网络，使得涂层材料具备优异的耐腐蚀性能，有效防止金属基材受体液环境的侵蚀，延长金属医疗器械使用寿命；此外，环氧树脂固化体系中含有活性较大的环氧基、胺键等极性集团，能够赋予环氧固化物对医疗器械金属这种极性基材优良的附着力；脂肪族多元胺能够在较低温度下实现环氧树脂的快速固化，保证涂层材料的耐腐蚀性和低毒性；硅灰石粉的加入增强了涂层材料的机械性能和耐磨性，固化促进剂和润滑剂能够优化涂层材料的工艺性能，确保其在实际应用中的稳定性和可靠性。

6、本申请中，环氧树脂的类型及配比会影响医用耐腐蚀涂层材料的耐腐蚀性及在金属基体表面的附着力。通过试验探究发现，选用重量比为1：（0.8-2.3）的四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯和双环戊二烯型酚醛环氧树脂作为环氧树脂，制得的医用耐腐蚀涂层材料的耐腐蚀性好，在金属基材表面的附着力佳。

7、在一些实施方案中，所述四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯和双环戊二烯型酚醛环氧树脂的重量比可以为1：（0.8-1.2）、1：（0.8-1.6）、1：（0.8-2.3）、1：（0.8-2.3）、1：（1.2-1.6）、1：（1.2-2.3）、1：（1.2-2.3）、1：（1.6-2.3）、1：（1.6-2.3）或1：（1.8-2.3）。

8、在一个具体的实施方案中，所述四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯和双环戊二烯型酚醛环氧树脂的重量比可以为1：0.8、1：1.2、1：1.6、1：2.0或1：2.3。

9、可选地，所述四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯和双环戊二烯型酚醛环氧树脂的重量比为1：（1.2-2.0）。

10、可选地，所述脂肪族多元胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和己二胺中的一种或多种。

11、可选地，所述脂肪族多元胺是三乙烯四胺和己二胺的混合物。

12、在一些实施方案中，所述三乙烯四胺和己二胺的重量比可以为1：（0.2-0.3）、1：（0.2-0.4）、1：（0.2-0.5）、1：（0.2-0.6）、1：（0.3-0.4）、1：（0.3-0.5）、1：（0.3-0.6）、1：（0.4-0.5）、1：（0.4-0.6）或1：（0.5-0.6）。

13、在一个具体的实施方案中，所述三乙烯四胺和己二胺的重量比还可以为1：0.2、1：0.3、1：0.4、1：0.5或1：0.6。

14、可选地，所述三乙烯四胺和己二胺的重量比为1：（0.3-0.5）。

15、可选地，所述医用耐腐蚀涂层材料包括以下重量份的组分：环氧树脂100份，脂肪族多元胺23份，硅灰石粉25份，固化促进剂3份，润滑剂3份。

16、可选地，所述固化促进剂为甲基二乙醇胺，润滑剂为石蜡。

17、第二方面，本申请提供一种医用耐腐蚀涂层材料的制备方法，包括以下步骤：将各原料投入反应装置中，升温至40-45℃，反应4-5h；然后在10-20min内升温至50-55℃，反应3-4h；接着在5-10min内降温至40-45℃，继续反应4-5h；向反应器中通入氮气，并加入甲苯，在35-40℃下保温1-1.5h，缓慢降温至室温；最后加入乙醇，经减压蒸馏，获得医用耐腐蚀涂层材料。

18、第三方面，本申请提供一种医用耐腐蚀涂层材料在生物医用材料中的应用。

19、可选地，所述生物医用材料为金属植入体、手术器械。

20、综上所述，本申请具有以下有益效果：

21、1. 本申请采用环氧树脂、脂肪族多元胺、硅灰石粉等制备医用耐腐蚀涂层材料，以重量比为1：（0.8-2.3）的四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯和双环戊二烯型酚醛环氧树脂作为环氧树脂，获得的医用耐腐蚀涂层材料具有很好的耐腐蚀性能，并且其在金属基材表面具有很好的附着力，能够在长时间使用后不发生脱落。

22、2. 本申请进一步采用脂肪族多元胺是三乙烯四胺和己二胺的混合物作为脂肪族多元胺固化剂，能够实现环氧树脂的快速固化，并形成交联网络，使得医用耐腐蚀涂层材料具备很好的腐蚀性能与低毒性，在金属医疗器械中具有很好的使用前景。

技术特征：

1.一种医用耐腐蚀涂层材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：环氧树脂75-120份，脂肪族多元胺15-30份，硅灰石粉20-30份，固化促进剂3-8份，润滑剂3-5份；

2.根据权利要求1所述的医用耐腐蚀涂层材料，其特征在于，所述四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯和双环戊二烯型酚醛环氧树脂的重量比为1：（1.2-2.0）。

3.根据权利要求1所述的医用耐腐蚀涂层材料，其特征在于，所述脂肪族多元胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和己二胺中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的医用耐腐蚀涂层材料，其特征在于，所述脂肪族多元胺是三乙烯四胺和己二胺的混合物。

5.根据权利要求4所述的医用耐腐蚀涂层材料，其特征在于，所述三乙烯四胺和己二胺的重量比为1：（0.3-0.5）。

6.根据权利要求1所述的医用耐腐蚀涂层材料，其特征在于，所述医用耐腐蚀涂层材料包括以下重量份的组分：环氧树脂100份，脂肪族多元胺23份，硅灰石粉25份，固化促进剂3份，润滑剂3份。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的医用耐腐蚀涂层材料，其特征在于，所述固化促进剂为甲基二乙醇胺，润滑剂为石蜡。

8.如权利要求1-7中任一项所述的医用耐腐蚀涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将各原料投入反应装置中，升温至40-45℃，反应4-5h；然后在10-20min内升温至50-55℃，反应3-4h；接着在5-10min内降温至40-45℃，继续反应4-5h；向反应器中通入氮气，并加入甲苯，在35-40℃下保温1-1.5h，缓慢降温至室温；最后加入乙醇，经减压蒸馏，获得医用耐腐蚀涂层材料。

9.如权利要求1-7中任一项所述的医用耐腐蚀涂层材料在生物医用材料中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述生物医用材料为金属植入体、手术器械。

技术总结本申请涉及医用涂料技术领域，具体公开了一种医用耐腐蚀涂层材料及其制备方法与应用。本申请提供的医用耐腐蚀涂层材料，包括以下重量份的组分：环氧树脂75‑120份，脂肪族多元胺15‑30份，硅灰石粉20‑30份，固化促进剂3‑8份，润滑剂3‑5份；所述环氧树脂是重量比为1：（0.8‑2.3）的四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯和双环戊二烯型酚醛环氧树脂；所述脂肪族多元胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和己二胺中的一种或多种；本申请还提供了上述医用耐腐蚀涂层材料的制备方法。本申请提供的医用耐腐蚀涂层材料具有很好的耐腐蚀性和生物相容性、并且在金属基材表面具有很好的附着力。技术研发人员：孔庆俊,黎建波,张耀东,刘雨,张佳晗受保护的技术使用者：北京德益达美医疗科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6