运动损伤护理用相变蓄能材料的制作方法（专利）

专利名称：运动损伤护理用相变蓄能材料的制作方法。 运动损伤护理用相变蓄能材料 技术领域： 本发明涉及护理用品领域，尤其涉及一种运动损伤护理用相变蓄能材料。背景技术： 体育运动过程中所发生的多种身体伤害统称为运动损伤。当身体的某一部 位受了外伤时，局部组织小血管被破坏引起的内出血，加以组织间隙中淋巴管 的损伤及损伤性阻塞，渗出液及漏出液回流受阻，造成局部肿胀疼痛甚至功能 障碍；若不及时处理或处理不当，不仅会加重损伤，而且使局部出血、渗出、 肿胀、疼痛加剧，延緩疾病康复。因此，早期控制损伤部位的小血管出血与组 织液渗出是緩解疼痛肿胀症状的关键，而对运动损伤的早期护理通常有冷疗、 热敷、冷热交替疗法。冷疗法(Crythempy)是将比人体体温低的物理因子(冷 水、冰、蒸发冷冻剂等)作用于患部而进行治疗的一种物理疗法， 一般应用于 发生闭合性肌肉损伤之后的最初48h内，它可阻断热力进一步损伤机体组织， 保护表皮生发层细胞和真皮微血管，使毛细血管收缩，微血管通透性降低，减 轻局部充血肿胀，减轻压迫末梢神经引起的疼痛。而在急性损伤发生48h之后， 热敷对愈合过程更有益，热敷可加速局部血液循环，新陈代谢更旺盛，肌肉松 弛，从而达到消炎退肿止痛之作用；另外，热敷对运动后肌肉关节酸痛，也有 一定消除作用。冷热交替疗法是用于急性损伤亚急性期的治疗方法，它将冷热 作用结合起来，使血管交替舒缩，形成一种泵的作用，它能有效促进渗出液的 吸收，刺激血液循环，同时具有止痛作用。 热敷疗法所用的材料主要包括热水袋、湿热敷及湿热敷加热水袋、硫酸 镁湿敷、红外线、坎离砂、炒盐热敷等，常用的是热水袋、湿热敷以及炒盐热 敷。而常用的冷敷方式有冷水或水水浸泡伤部、袋装冰粒按摩伤部、有吸热 效应的化学剂冷敷伤部、水块按摩患部、袋装气体冷凝剂和喷雾剂(氟甲烷、 氯乙烷等)等。 5说明书第2/9页 传统冷敷器材的蓄冷剂经过不断的发展，主要经历三个阶段①冰，这是 最原始最方便易得的蓄冷剂。但普通清水冰袋还存在一些问题 一是硬度高， 水袋形状固定，与体表接触面积小，不能根据受伤部位任意改变形状，不易与 关节、肌肉等充分接触，往往达不到理想的冷敷效果；另外，冰块多棱角，贴 服表面不切实，易刺破包装袋，造成漏液，污染，二是降温速度慢，体温降低 速率是0.9。C/h,易溶化，低温时间维持短，需频繁更换。②采用低温共熔盐类 (如硫酸钠及添加物)、乙醇胺与水混合物作为蓄冷剂。能有效延长水袋低温持 续时间，从而减少冰袋更换次数，在冰袋的松软度方面也有了较大改进，但其 在临床^f吏用中仍有一定局限性，易发生冻伤，如何控制适宜的温度以达到最佳 的冷敷效果还有待进一步探讨。并且其在反复使用过程中易造成较大的结晶， 久之同样存在不好固定、难以舒适的缺点。③目前市场上比较新的产品是采用 水溶性高聚物制成的敷袋。高聚物水凝胶富有弹性且在零下20。C的环境中长时 间存放仍能保持柔软舒适的手感，可按所敷部位随意弯曲，贴紧关节和肌肉， 使敷疗更有效。但是美中不足的是冷冻时不存在相变，其蓄冷量与相变材料相 比明显要低，因此需要频繁的更换，从而使护理工作量加大，增加了使用成本。 一般为了提高蓄冷量，保证低温时间往往需要冷冻到很低的温度，这样反复使 用容易造成冻伤。  发明内容 本发明的发明目的是提供一种运动损伤护理用相变蓄能材料，以达到以该 蓄能材料制成的产品在使用时既具有高聚物的柔软和緩慢释冷/热的特性，又兼 具相变材料的储冷/热量大，使用时间长，使用温度可以精确控制的目的。 为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案 一种运动损伤护理用相变蓄能材料，按重量份数计算包含 聚合物水凝胶 1-10份 孩O交嚢化相变材料 1份。 本发明所提供的相变蓄能材料中，所述微胶嚢化相变材料的组成按重量份 数包括 6芯材 10份 壁材 2.5-5份 去离子水 50-100份 其中，所述芯材的材料是选自结晶水合盐、共晶水合盐、直链烷烃、石蜡、高 级醇、脂肪酸中的至少一种；所述壁材是选自明胶、阿拉伯胶、纤维素、松香、 脲醛树脂、蜜胺树脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、芳香族聚酰胺中的至少一种。 本发明所提供的相变蓄能材料中，所述聚合物水凝胶的組成按重量份数包 括 水溶性高分子材料 0.3-10份 保湿剂 3-30份 防腐剂 0.1-1份 去离子水 60-95份； 其中，所述水溶性高分子材料是选自聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、纤维素、聚丙烯 酰胺、高吸水性树脂、琼脂中的至少一种；所述保湿剂是选自乙二醇、甘油、 甘露糖醇、山梨糖醇、葡萄糖、PEG-200 (聚乙二醇200)、 PEG-400 (聚乙二 醇400)、 PEG-600 (聚乙二醇600)、 PEG-1000 (聚乙二醇1000)等；所述防 腐剂是选自笨甲酸及其盐类，山梨酸及其盐类，丙酸盐，对羟基笨甲酸乙酯， 双乙酸钠等食物类防腐剂。 本发明所提供的相变蓄能材料中还可包括保湿剂和防腐剂，所述保湿剂是 选乙二醇、甘油、甘露糖醇、山梨糖醇、葡萄糖、PEG-200、 PEG-400、 PEG-600、 PEG-1000等；所述防腐剂是选自苯甲酸及其盐类，山梨酸及其盐类，丙酸盐， 对羟基苯甲酸乙酯，双乙酸钠等食物类防腐剂。 上述相变蓄能材料中，还包括食用色素和/或香料。 本发明所提供的相变蓄能材料中，所述微胶嚢化相变材料中还包括防腐剂， 所述防腐剂是选自苯甲酸及其盐类，山梨酸及其盐类，丙酸盐，对羟基苯甲酸 乙酯，双乙酸钠等食物类防腐剂。 本发明的另 一 目的是提供一种上迷运动损伤护理用相变蓄能材料的制备方法，包括以下步骤 Sl在反应容器中加入去离子水，加热恒温至35-5(TC,称取反应量的壁材1, 加入到水中并搅拌至全部溶解后，加入反应量的芯材，使其均匀乳化分 散在反应液中；接着将反应量的壁材2加入反应液中并搅拌均匀，后用 弱的有机酸调节溶液的pH至3.5~4.5，随后在35-50。C下恒温持续搅拌 l-6h，停止加热，在溶液中加入稀释剂稀释，自然冷却至室温再用水水 浴使反应体系降温至8-12'C并保持l-3h,随后调节pH至8 11并冷却 到0 5。C，加入适量一定浓度的曱醛溶液，撹拌10-30min，进行固化处 理；然后升温至40-50X:, j吏凝聚相完全固化，过滤、离心、干燥，即 制得微胶囊化相变材料； S2在反应容器中加入反应量的去离子水，加入反应量的水溶性高分子材 料、步骤S1中制得的微胶囊化相变材料、保湿剂、防腐剂，緩慢加热 至40-55'C，搅拌至完全溶解，反应液自然冷却至常温成胶冻状，即制 得成品。 上述相变蓄能材料的制备方法中，所述壁材1与壁材2是相同或不同的。 上述相变蓄能材料的制备方法中，所述芯材的材料是选自结晶水合盐、共 晶水合盐、直链烷烃、石蜡、高级醇、脂肪酸中的至少一种；所述壁材是选自 明胶、阿拉伯胶、纤维素、松香、脲醛树脂、蜜胺树脂、聚氨酯、聚曱基丙烯 酸甲酯、芳香族聚酰胺中的至少一种。 上述相变蓄能材料的制备方法中，在步骤S2中还添加有食用色素和/或香料。 从以上技术方案可以看出，本发明率先采用将微胶嚢化相变材料与高聚物 水凝胶相结合的技术来制备运动损伤护理用相变蓄能材料，制成的产品既保持 了现有的高聚物水凝胶产品的手感舒适、贴合紧密、冷量緩释的优势，又兼具 了相变材料的储能量大、^使用期长、同时温度可控的优点。微胶囊化相变材料 均匀M于高聚物水凝胶中，相容性好，水点低，在冷冻期间不会结水凝固， 具有合适的柔度和弹性，与身体贴合感好，冷/热緩慢释放；由于微胶嚢化相变 材料的引入，其储冷/热量更大，使用时间更长，为普通高聚物水凝胶敷材的3 -5倍，不需频繁更换，使用更便捷；同时，该相变蓄能材料更易于精确控制使 用温度，不会出现过冷/过热损伤皮肤，使用更安全。 具体实施方式 下面通过具体实施例来对本发明做进一步的说明。 实施例1 1. 制备蓄能材料 l.l制备微胶嚢化相变材料 纯净水80g加入三口瓶中，加热搅拌，恒温至50。C。取明胶5g加入搅拌 使其全部溶解后，加入10g十四烷，使其均勻乳化*在溶液中。取5g阿拉伯 胶加入搅拌均匀后滴加浓度为5。/。的乙酸溶液调pH至4.5， 5(TC恒温持续搅拌 3-6h。停止加热，在溶液中加入200-300ml 35。C的纯净水稀释，自然冷却至室 温再用水水浴使体系降温至l(TC，保持2h,随后在悬浮体系中加入NaOH调 至pH= 8-10并冷却到0-5。C，加入37°/。的甲醛溶液10g,搅拌20min,进行固 化处理。然后升温至5(TC，使凝聚相完全固化，过滤、离心、千燥制得相变材 料微胶囊。 1.2制备水凝胶-微胶嚢复合材料 纯净水80份加入无污染的加热锅或加热桶内，加入羟乙基纤维素3份、步 骤1中制得的微胶嚢相变材料5份，12份保湿剂，0.3份防腐剂，少量食用色 素。慢慢加热至50t:，并搅拌直至确认全部溶解并拌匀后，自然冷却至常温成 胶冻状。即制得本发明的相变蓄能材料一一水凝胶-樣史胶嚢复合材料。 2. 空白试验 纯净水85份加入无污染的加热锅或加热桶内，加入羟乙基纤维素3份，12 份保湿剂，0.3份防腐剂，少量食用色素。慢慢加热并搅拌直至确认全部溶解并 拌匀后，自然冷却至常温成胶冻状，即制得空白的高聚物水凝胶材料。 3. 效果对比 分别取1中所制得的相变蓄能材料与2中空白试-险所制得的水凝胶材料加 工成水袋，与传统的水袋进行温降对照实验，所得结果如后表l所示实施例2 1. 制备蓄能材料 1.1制备微胶嚢化相变材料 纯净水85g加入三口瓶中，加热搅拌，恒温至45°C 。取明胶2.5g加入搅拌 使其全部溶解后，加入10g十四烷，使其均匀乳化*在溶液中。取2.5g阿拉 伯胶加入搅拌均匀后滴加浓度为5。/。的乙酸溶液调pH至4， 45。C恒温持续搅拌 2-3h。停止加热，在溶液中加入200-300ml 35。C的纯净水稀释，自然冷却至室 温再用水水浴使体系降温至8°C，保持lh,随后在悬浮体系中加入NaOH调至 pH= 8-10并冷却到0-5。C，加入37%的甲醛溶液10g，搅拌20-30min，进行固 化处理。然后升温至45'C，使凝聚相完全固化，过滤、离心、干燥制得相变材 料微胶嚢。 1.2制备水凝胶-微胶嚢复合材料 纯净水79份加入无污染的加热锅或加热桶内，加入羟乙基纤维素3份、步 骤l中制得的微胶嚢相变材料3份，15份保湿剂，0.3份防腐剂，少量香料。 慢慢加热至4(TC，并搅拌直至确认全部溶解并拌匀后，自然冷却至常温成胶冻 状。即制得本发明的相变蓄能材料一一水凝胶-微胶嚢复合材料。 2. 空白试验 纯净水82份加入无污染的加热锅或加热桶内，加入羟乙基纤维素3份，15 份保湿剂，0.3份防腐剂，少量食用色素。慢慢加热并搅拌直至确认全部溶解并 拌匀后，自然冷却至常温成胶冻状，即制得空白的高聚物水凝胶材料。 3. 效杲对比 分别取1中所制得的相变蓄能材料与2中空白试验所制得的水凝胶材料加 工成水袋，与传统的冰袋进行温降对照实验，所得结果如后表l所示 实施例3 1.制备蓄能材料 1.1制备微胶嚢化相变材料纯净水82g加入三口瓶中，加热搅拌，恒温至35。C。取明胶2g加入搅拌 使其全部溶解后，加入12g十四烷，使其均匀乳化分散在溶液中。取2g阿拉伯 胶加入搅拌均匀后滴加浓度为5%的乙酸溶液调pH至3.5, 35。C恒温持续搅拌 l-2h。停止加热，在溶液中加入200-300ml 35。C的纯净水稀释，自然冷却至室 温再用冰水浴使体系降温至12°C，保持3h，随后在悬浮体系中加入NaOH调 至pH = 9-11并冷却到0-5 。C ，加入37 %的甲醛溶液10g，搅拌20-30min，进行 固化处理。然后升温至4(TC，使凝聚相完全固化，过滤、离心、干燥制得相变 材料微胶嚢。 1.2制备水凝胶-微胶嚢复合材料 纯净水78份加入无污染的加热锅或加热桶内，加入羟乙基纤维素3份、步 骤1中制得的孩史胶囊相变材料1份，18伤"f呆湿剂，0.3份防腐剂，少量食用色 素和香料。慢慢加热至55。C，并搅拌直至确认全部溶解并拌匀后，自然冷却至 常温成胶冻状。即制得本发明的相变蓄能材料一一水凝胶-微胶嚢复合材料。 2. 空白i式验 纯净水79 f分加入无污染的加热锅或加热桶内，加入羟乙基纤维素3份，18 份保湿剂，0.3份防腐剂，少量食用色素。慢慢加热并搅拌直至确认全部溶解并 拌匀后，自然冷却至常温成胶冻状，即制得空白的高聚物水凝胶材料。 3. 效果对比 分别取1中所制得的相变蓄能材料与2中空白试验所制得的水凝胶材料加 工成冰袋，与传统的冰袋进行温降对照实验，所得结果如后表l所示 表1实施例1-3所制得的蓄能材料性能测试对比 样品编号冰箱制冰室 放置4h室温下放置，10'C以 下保持时间结论 实施例1柔软4h可随意弯曲，温度可控，蓄冷量大 实施例2柔软4.5h可随意弯曲，温度可控，蓄冷量大 实施例3柔软4.2h可随意弯曲，温度可控，蓄冷量大 空白试验柔软50扁60min可随意弯曲，舒适，蓄冷量不够 传统冰袋变硬2.5h硬度大，易渗漏，低温时间短 11实施例4 1. 制备蓄能材泮十 1.1制备微胶嚢化相变材料 纯净水80g加入三口瓶中，加热搅拌，恒温至45。C。取明胶5g加入搅拌 使其全部溶解后，加入10g石蜡，使其均匀乳化*在溶液中。取5g阿拉伯胶 加入搅拌均匀后滴加浓度为5%的乙酸溶液调pH至4.5， 45 °C恒温持续搅拌lh。 停止加热，在溶液中加入200-300ml 35。C的纯净水稀释，自然冷却至室温再用 水水浴使体系降温至i(TC，保持lh，随后在悬浮体系中加入NaOH调至pH-8-10并冷却到0-5°C,加入37 %的曱醛溶液10g，搅拌30min,进行固化处理。 然后升温至45。C,使凝聚相完全固化，过滤、离心、干燥制得相变材料微月交囊。 1.2制备水凝胶-微胶囊复合材料 纯净水82份加入无污染的加热锅或加热桶内，加入羟乙基纤维素5份、步 骤1中制得的微胶嚢相变材料1份，12份保湿剂，0.3份防腐剂，少量食用色 素。慢慢加热并搅拌直至确认全部溶解并拌匀后，自然冷却至常温成胶冻状。 即制得本发明的相变蓄能材料一一水凝胶-微胶嚢复合材料。 2. 空白试验 纯净水85份加入无污染的加热锅或加热桶内，加入羟乙基纤维素3份，12 份保湿剂，0.3份防腐剂，少量食用色素。慢慢加热并搅拌直至确认全部溶解并 拌匀后，自然冷却至常温成胶冻状，即制得空白的高聚物水凝胶材料。 3. 效果对比 分别取1中所制得的相变蓄能材料与2中空白试验所制得的水凝胶材料加 工成敷袋，将其与传统的热水袋进行对照试验，所得结杲如下表4所示 表4 样品编号热水浴中加热室温下放置，在 50-60'C的保持时间结论 实施例4仍为凝胶状，柔 软舒适3h可随意弯曲，温度可控，蓄热量大 12空白试验仍为凝胶状，柔 软舒适lh可随意弯曲，舒适，蓄热量不够 传统热水袋流体状，易漏45min液态流体，易渗漏，保温时间短 在本发明的其他实施例中，可选用的芯材还有结晶水合盐、共晶7jC合盐、 直链烷烃、石蜡、高级醇、脂肪酸等；同样壁材所用的明胶和阿拉伯胶也可采用纤维素、松香、脲醛树脂、蜜胺树脂、聚氨酯、聚曱基丙烯酸甲酯、芳香族聚酰胺等替代；而聚合物水凝胶所用到的水溶性高分子材料也可采用聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、高吸水性树脂、琼脂等来替代羟乙基纤维素。 实施例中所采用的保湿剂可以是乙二醇、甘油、甘露糖醇、山梨糖醇、葡萄糖、PEG-200、 PEG-400、 PEG-600、 PEG-1000等；而防腐剂则可以是苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸盐、对羟基苯曱酸乙酯、双乙酸钠等食物类防腐剂。 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 1权利要求 1. 一种运动损伤护理用相变蓄能材料，其特征在于，按重量份数计算包含聚合物水凝胶 1-10份微胶囊化相变材料 1份。 2. 根据权利要求l所述的相变蓄能材料，其特征在于，所述微胶嚢化相变材料 的组成按重量份数包括芯材 10份壁材 2.5-5份去离子水 50-100份；其中，所述芯材的材料是选自结晶水合盐、共晶水合盐、直链烷烃、石蜡、高级醇、 脂肪酸中的至少一种；所述壁材是选自明胶、阿拉伯胶、纤维素、松香、脲醛树脂、蜜胺树脂、聚 氨酯、聚甲基丙烯酸曱酯、芳香族聚酰胺中的至少一种。 3. 根据权利要求1所述的相变蓄能材料，其特征在于，所述聚合物水凝胶的组 成按重量份数包括水溶性高分子材料 0.3-10份保湿剂 3-30份防腐剂 0.1-1份去离子水 60-95份; 其中，所述水溶性高分子材料是选自聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、纤维素、聚丙烯酰胺、 高吸水性树脂、琼脂中的至少一种；所述保湿剂是选自乙二醇、甘油、甘露糖醇、山梨糖醇、葡萄糖、PEG-200、 PEG-400、 PEG-600、 PEG-1000中的至少一种；所述防腐剂是选自苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸盐、对鞋基苯甲 酸乙酯、双乙酸钠中的至少一种。 4.根据权利要求1所述的相变蓄能材料，其特征在于，其中还包括保湿剂和防腐剂，所迷保湿剂是选自乙二醇、甘油、甘露糖醇、山梨糖醇、葡萄糖、PEG-200、 PEG-400、 PEG-600、 PEG-1000中的至少一种；所述防腐剂是选 自笨甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙酸盐、对羟基笨甲酸乙酯、双乙酸 钠中的至少一种。 5. 根据权利要求4所述的相变蓄能材料，其特征在于，还包括食用色素和/或 香料。 6. 根据权利要求2所述的相变蓄能材料，其特征在于，所述微胶嚢化相变材料 中还含有防腐剂，所述防腐剂是选自苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、丙 酸盐、对羟基苯曱酸乙酯、双乙酸钠中的至少一种。 7. 权利要求1所述的运动损伤护理用相变蓄能材料的制备方法，包括以下步 骤Sl在反应容器中加入去离子水，加热恒温至35-5(TC,称取反应量的壁材1, 加入到水中并搅拌至全部溶解后，加入反应量的芯材，使其均匀乳化分 散在反应液中；接着将反应量的壁材2加入反应液中并搅拌均匀，后用 弱的有机酸调节溶液的pH至3.5 4.5,随后在35-50。C下恒温持续搅拌 l-6h,停止加热，在溶液中加入稀释剂稀释，自然冷却至室温再用水水 浴使反应体系降温至8-12。C并保持l-3h;随后调节pH至8~11并冷却 到0 5。C,加入曱醛溶液，搅拌IO-30min，进行固化处理；然后升温至 40-50°C，使凝聚相完全固化，过滤、离心、干燥，即制得微胶嚢化相 变材料；S2在反应容器中加入反应量的去离子水，加入反应量的水溶性高分子材 料、步骤S1中制得的樣i胶嚢化相变材料、保湿剂、防腐剂，緩慢加热 至40-55匸，搅拌至完全溶解，反应液自然冷却至常温成胶冻状，即制 得成品。 8. 根据权利要求7所述的运动损伤护理用相变蓄能材料的制备方法，其特征在 于，所述壁材1与壁材2是相同或不同的。 9. 根据权利要求7或8所述的运动损伤护理用相变蓄能材料的制备方法，其特 征在于，所述芯材的材料是选自结晶7jc合盐、共晶水合盐、直链烷烃、石蜡、高级醇、脂肪酸中的至少一种；所述壁材是选自明胶、阿拉伯胶、纤维素、 松香、脲醛树脂、蜜胺树脂、聚氨酯、聚曱基丙烯酸甲酯、芳香族聚酰胺中 的至少一种。 10.根据权利要求7所述的运动损伤护理用相变蓄能材料的制备方法，其特征在 于，在步骤S2中还添加有食用色素和/或香料。 全文摘要 本发明提供了一种运动损伤护理用相变蓄能材料，其按重量份数计算包含聚合物水凝胶1-10份，微胶囊化相变材料1份。本发明提供的相变蓄能材料系将微胶囊化相变材料与高聚物水凝胶相结合在一起而制备，既具有高聚物的柔软和缓慢释冷/热的特性，又兼具相变材料的储冷/热量大、使用时间长、使用温度可以精确控制的优点。 文档编号A61L15/16GK101455856SQ20081024170 公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日 发明者廖振华, 徐永进, 罗旭芳 申请人:深圳清华大学研究院。