CN116789447B - 一种薄壁结构氧化锆牙套材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请适用于牙科材料技术领域,提供了一种薄壁结构氧化锆牙套材料及其制备方法,本申请通过优化环氧丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚以及1,6‑己二醇二丙烯酸酯的质量配比,使坯体在脱脂时各组分能分阶段快速排出,同时加入的液体石蜡可以提高浆料流动性,防止浆料沉降、在脱脂初期造孔为后续组分分解的气体提供逸出通道,且由于浆料的优化使得坯体可以经受超声波清洗,能方便高效的清除残留浆料。另外,将曲面坯体内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末,可以保证坯体的均匀受热,避免裂纹,提高成品质量。
Description
技术领域
本申请属于牙科材料技术领域,尤其涉及一种薄壁结构氧化锆牙套材料及其制备方法。
背景技术
氧化锆作为常用金属氧化物,具有高硬度、高强度、耐腐蚀和生物相容性高等优点,作为生物材料已经被广泛应用于骨科植入物和牙科修复等领域。但是传统氧化锆陶瓷加工周期长,对加工技术高,使得为个人定制的氧化锆生物材料价格居高不下,影响氧化锆生物材料的进一步应用。
现代社会人们越来越重视口腔健康,口腔医疗行业快速发展,更多人对牙齿修复提出了个性化需求。义齿材料在满足基本力学性能和生物性能的同时,应该具备足够高的定制自由度,能与原牙齿的形状保持一致或满足用户提出的个性定制需求。这对氧化锆成形加工工艺提出了进一步挑战,尤其是牙套类产品的薄壁结构难以通过传统制备工艺得到,面临加工难度大,成本高的问题。
DLP技术是基于光固化原理的一种3D打印技术,可以根据电脑模型快速制备特定形状的模型,通过脱脂烧结去除树脂成分得到氧化锆瓷牙。相比于SLA和下沉式DLP技术,提拉式DLP所需浆料较少,打印速度快,设备成本低,有助于氧化锆瓷牙的推广应用。但当前用于制备氧化锆牙套材料的DLP用浆料存在的胚体强度不足以适应提拉式DLP成形工艺,脱脂效率低的问题,不利于氧化锆瓷牙牙套的应用推进。
发明内容
本申请实施例提供一种薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,旨在解决当前用于制备氧化锆牙套材料的DLP用浆料存在的胚体强度不足以适应提拉式DLP成形工艺,脱脂效率低的问题。
本申请实施例是这样实现的,一种薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,包括:
将30-50份的环氧丙烯酸酯、15-25份的丙烯酸羟乙酯、15-25份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、15-25份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.1-0.5份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、2-8份的分散剂、2-6份的液体石蜡以及0.5-1.5份的消泡剂进行真空搅拌混合,得光固化树脂预混液;
将氧化锆粉末以及所述光固化树脂预混液进行球磨混合处理,经真空搅拌,得DLP光固化浆料;
使用所述DLP光固化浆料打印得到牙套坯体,将所述牙套坯体内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末后,在100-500℃使用0.1-10℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000-1200℃保温1-3h;
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,经烧结处理,得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
本申请实施例还提供一种薄壁结构氧化锆牙套材料,所述薄壁结构氧化锆牙套材料是由所述的薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法制备得到。
本申请实施例提供的薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,通过优化环氧丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚以及1,6-己二醇二丙烯酸酯的质量配比,使坯体在脱脂时各组分能分阶段快速排出,同时加入的液体石蜡可以提高浆料流动性,防止浆料沉降、在脱脂初期造孔为后续组分分解的气体提供逸出通道,且由于浆料的优化使得坯体可以经受超声波清洗,能方便高效的清除残留浆料。另外,将曲面坯体内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末,可以保证坯体的均匀受热,避免裂纹,提高成品质量。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请实施例提供了一种薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤S1:将30-50份的环氧丙烯酸酯、15-25份的丙烯酸羟乙酯、15-25份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、15-25份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.1-0.5份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、2-8份的分散剂、2-6份的液体石蜡以及0.5-1.5份的消泡剂进行真空搅拌混合,得光固化树脂预混液。
在本申请实施例中,通过优化环氧丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚以及1,6-己二醇二丙烯酸酯的质量配比,使坯体在脱脂时各组分能分阶段快速排出,有利于所得薄壁结构氧化锆牙套材料力学性能的提高。其中,当环氧丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚以及1,6-己二醇二丙烯酸酯的质量比例为2:1:1:1时对应所得到的薄壁结构氧化锆牙套材料的强度更佳。
在本申请一个优选实施例中,所述光固化树脂预混液包括以下重量份数的原料:
40份的环氧丙烯酸酯、20份的丙烯酸羟乙酯、20份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、20份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷,6份的分散剂,4份的液体石蜡以及1份的消泡剂。
在本申请实施例中,所述分散剂为EFKA 4703、Solsperse AC7570、Solsperse41000的一种或多种。
在本申请实施例中,所述消泡剂为B-0846、B-0847、SN-9228、B-0848中的一种或者任意比例的几种。
在本申请实施例中,所述液体石蜡由麦克林试剂提供。
步骤S2:将氧化锆粉末以及所述光固化树脂预混液进行球磨混合处理,经真空搅拌,得DLP光固化浆料。
在本申请实施例中,所述氧化锆粉末为使用平均粒径为300-400nm的近球形粉。
步骤S3:使用所述DLP光固化浆料打印得到牙套坯体,将所述牙套坯体内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末后,在100-500℃使用0.1-10℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000-1200℃保温1-3h。
在本申请实施例中,所述将所述牙套坯体内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末,具体为:
将所述牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末。
在本申请实施例中,所述经预烧结处理的氧化锆粉末为:
将微米级氧化锆粉末加热到1100-1300℃煅烧3-5h,煅烧完成后研磨,使用40-50目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80-90目筛网过筛去除细粉,剩余在80-90目筛网上的粉末即为经预烧结处理的氧化锆粉末。本申请通过将牙套坯体填充经预烧结处理后的微米级氧化锆,可以保证坯体的均匀受热,避免裂纹,提高成品质量的同时,提高脱脂效率;值得注意的是,需要对氧化锆粉末的颗粒细度进行严格控制,颗粒细度过高容易导致产品产生一定裂纹,而颗粒细度过低不利于脱脂效率,颗粒细度优选为30-50μm。另外,采用经特定温度预烧结的氧化锆粉末作为牙套坯体的填充粉末,有助于大大提高脱脂效率,若采用未经预烧结的氧化锆粉末作为牙套坯体的填充粉末,其仅限于在低升温速率(0.2-0.5℃/min)下进行脱脂处理,否则将导致所得产品性能大大下降,且牙套坯体易产生裂纹,成品率下降。
在本申请实施例中,所述将所述牙套坯体内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末之前,还包括:
将所述牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干。本申请利用超声波清洗和埋烧法对坯体进行脱脂处理,可以显著降低坯体脱脂中出现裂纹的几率,提高成品良率,减低了生产成本。
另外,值得注意的是,脱脂速率越高对成品性能影响越大,本申请的材料体系能在脱脂速率从0.1℃/min提高到10℃/min时的情况下,避免产品性能下降。
步骤S4:脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,经烧结处理,得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
在本申请实施例中,所述烧结处理的条件为:在1400-1500℃下烧结2-4h。
以下给出本申请某些实施方式的实施例,其目的不在于对本申请的范围进行限定。
另外,需要说明的是,以下实施例中所给出的数值是尽可能精确,但是本领域技术人员理解由于不可能避免的测量误差和实验操作问题,每一个数字都应该被理解为约数,而不是绝对准确的数值。
实施例1
将40份的环氧丙烯酸酯、15份的丙烯酸羟乙酯、15份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、15份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、6份的分散剂SN-9228、4份的液体石蜡以及1份的消泡剂B-0847放入烧杯中,使用搅拌24h后放入真空搅拌罐进行真空搅拌除泡处理,得到光固化树脂预混液。
取20份光固化树脂预混液和80份氧化锆粉末,搅拌后放入球磨罐中,加入10mm和5mm的氧化锆球磨珠,大球磨珠:小球磨珠:浆料的质量比为1:2:2;球磨24h,取出得到DLP光固化浆料。
将微米级氧化锆粉末加热到1200℃煅烧4h,煅烧完成后研磨,使用40目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80目筛网过筛去除细粉,剩余在80目筛网上的粉末作为经预烧结处理的氧化锆粉末。
将上述DLP光固化浆料倒入DLP光固化机中,根据模型打印得到牙套坯体;将牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗10min,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干;将牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末;将刚玉方舟放入脱脂炉,在100-500℃使用0.2℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000℃保温2h。
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,之后放入马弗炉在1450℃下烧结2h得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
实施例2
将40份的环氧丙烯酸酯、15份的丙烯酸羟乙酯、15份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、15份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、6份的分散剂SN-9228、4份的液体石蜡以及1份的消泡剂B-0847放入烧杯中,使用搅拌24h后放入真空搅拌罐进行真空搅拌除泡处理,得到光固化树脂预混液。
取15份光固化树脂预混液和85份氧化锆粉末,搅拌后放入球磨罐中,加入10mm和5mm的氧化锆球磨珠,大球磨珠:小球磨珠:浆料的质量比为1:2:2;球磨24h,取出得到DLP光固化浆料。
将微米级氧化锆粉末加热到1200℃煅烧4h,煅烧完成后研磨,使用40目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80目筛网过筛去除细粉,剩余在80目筛网上的粉末作为经预烧结处理的氧化锆粉末。
将上述DLP光固化浆料倒入DLP光固化机中,根据模型打印得到牙套坯体;将牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗10min,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干;将牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末;将刚玉方舟放入脱脂炉,在100-500℃使用0.2℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000℃保温2h。
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,之后放入马弗炉在1450℃下烧结2h得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
实施例3
将40份的环氧丙烯酸酯、15份的丙烯酸羟乙酯、15份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、15份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、6份的分散剂SN-9228、4份的液体石蜡以及1份的消泡剂B-0847放入烧杯中,使用搅拌24h后放入真空搅拌罐进行真空搅拌除泡处理,得到光固化树脂预混液。
取10份光固化树脂预混液和90份氧化锆粉末,搅拌后放入球磨罐中,加入10mm和5mm的氧化锆球磨珠,大球磨珠:小球磨珠:浆料的质量比为1:2:2;球磨24h,取出得到DLP光固化浆料。
将微米级氧化锆粉末加热到1200℃煅烧4h,煅烧完成后研磨,使用40目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80目筛网过筛去除细粉,剩余在80目筛网上的粉末作为经预烧结处理的氧化锆粉末。
将上述DLP光固化浆料倒入DLP光固化机中,根据模型打印得到牙套坯体;将牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗10min,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干;将牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末;将刚玉方舟放入脱脂炉,在100-500℃使用0.2℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000℃保温2h。
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,之后放入马弗炉在1450℃下烧结2h得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
实施例4
将40份的环氧丙烯酸酯、15份的丙烯酸羟乙酯、15份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、15份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、6份的分散剂SN-9228、4份的液体石蜡以及1份的消泡剂B-0847放入烧杯中,使用搅拌24h后放入真空搅拌罐进行真空搅拌除泡处理,得到光固化树脂预混液。
取25份光固化树脂预混液和75份氧化锆粉末,搅拌后放入球磨罐中,加入10mm和5mm的氧化锆球磨珠,大球磨珠:小球磨珠:浆料的质量比为1:2:2;球磨24h,取出得到DLP光固化浆料。
将微米级氧化锆粉末加热到1200℃煅烧4h,煅烧完成后研磨,使用40目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80目筛网过筛去除细粉,剩余在80目筛网上的粉末作为经预烧结处理的氧化锆粉末。
将上述DLP光固化浆料倒入DLP光固化机中,根据模型打印得到牙套坯体;将牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗10min,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干;将牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末;将刚玉方舟放入脱脂炉,在100-500℃使用0.2℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000℃保温2h。
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,之后放入马弗炉在1450℃下烧结2h得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
实施例5
将40份的环氧丙烯酸酯、15份的丙烯酸羟乙酯、15份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、15份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、6份的分散剂SN-9228、4份的液体石蜡以及1份的消泡剂B-0847放入烧杯中,使用搅拌24h后放入真空搅拌罐进行真空搅拌除泡处理,得到光固化树脂预混液。
取20份光固化树脂预混液和80份氧化锆粉末,搅拌后放入球磨罐中,加入10mm和5mm的氧化锆球磨珠,大球磨珠:小球磨珠:浆料的质量比为1:2:2;球磨24h,取出得到DLP光固化浆料。
将微米级氧化锆粉末加热到1200℃煅烧4h,煅烧完成后研磨,使用40目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80目筛网过筛去除细粉,剩余在80目筛网上的粉末作为经预烧结处理的氧化锆粉末。
将上述DLP光固化浆料倒入DLP光固化机中,根据模型打印得到牙套坯体;将牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗10min,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干;将牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末;将刚玉方舟放入脱脂炉,在100-500℃使用0.2℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000℃保温2h。
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,之后放入马弗炉在1450℃下烧结2h得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
实施例6
将40份的环氧丙烯酸酯、20份的丙烯酸羟乙酯、20份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、20份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、6份的分散剂SN-9228、4份的液体石蜡以及1份的消泡剂B-0847放入烧杯中,使用搅拌24h后放入真空搅拌罐进行真空搅拌除泡处理,得到光固化树脂预混液。
取20份光固化树脂预混液和80份氧化锆粉末,搅拌后放入球磨罐中,加入10mm和5mm的氧化锆球磨珠,大球磨珠:小球磨珠:浆料的质量比为1:2:2;球磨24h,取出得到DLP光固化浆料。
将微米级氧化锆粉末加热到1200℃煅烧4h,煅烧完成后研磨,使用40目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80目筛网过筛去除细粉,剩余在80目筛网上的粉末作为经预烧结处理的氧化锆粉末。
将上述DLP光固化浆料倒入DLP光固化机中,根据模型打印得到牙套坯体;将牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗10min,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干;将牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末;将刚玉方舟放入脱脂炉,在100-500℃使用0.2℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000℃保温2h。
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,之后放入马弗炉在1450℃下烧结2h得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
实施例7
将40份的环氧丙烯酸酯、25份的丙烯酸羟乙酯、25份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、25份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、6份的分散剂SN-9228、4份的液体石蜡以及1份的消泡剂B-0847放入烧杯中,使用搅拌24h后放入真空搅拌罐进行真空搅拌除泡处理,得到光固化树脂预混液。
取20份光固化树脂预混液和80份氧化锆粉末,搅拌后放入球磨罐中,加入10mm和5mm的氧化锆球磨珠,大球磨珠:小球磨珠:浆料的质量比为1:2:2;球磨24h,取出得到DLP光固化浆料。
将微米级氧化锆粉末加热到1200℃煅烧4h,煅烧完成后研磨,使用40目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80目筛网过筛去除细粉,剩余在80目筛网上的粉末作为经预烧结处理的氧化锆粉末。
将上述DLP光固化浆料倒入DLP光固化机中,根据模型打印得到牙套坯体;将牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗10min,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干;将牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末;将刚玉方舟放入脱脂炉,在100-500℃使用0.2℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000℃保温2h。
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,之后放入马弗炉在1450℃下烧结2h得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
实施例8
将40份的环氧丙烯酸酯、15份的丙烯酸羟乙酯、25份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、20份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、6份的分散剂SN-9228、4份的液体石蜡以及1份的消泡剂B-0847放入烧杯中,使用搅拌24h后放入真空搅拌罐进行真空搅拌除泡处理,得到光固化树脂预混液。
取20份光固化树脂预混液和80份氧化锆粉末,搅拌后放入球磨罐中,加入10mm和5mm的氧化锆球磨珠,大球磨珠:小球磨珠:浆料的质量比为1:2:2;球磨24h,取出得到DLP光固化浆料。
将微米级氧化锆粉末加热到1200℃煅烧4h,煅烧完成后研磨,使用40目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80目筛网过筛去除细粉,剩余在80目筛网上的粉末作为经预烧结处理的氧化锆粉末。
将上述DLP光固化浆料倒入DLP光固化机中,根据模型打印得到牙套坯体;将牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗10min,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干;将牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末;将刚玉方舟放入脱脂炉,在100-500℃使用0.2℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000℃保温2h。
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,之后放入马弗炉在1450℃下烧结2h得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
实施例9
将40份的环氧丙烯酸酯、15份的丙烯酸羟乙酯、20份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、25份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷、6份的分散剂SN-9228、4份的液体石蜡以及1份的消泡剂B-0847放入烧杯中,使用搅拌24h后放入真空搅拌罐进行真空搅拌除泡处理,得到光固化树脂预混液。
取20份光固化树脂预混液和80份氧化锆粉末,搅拌后放入球磨罐中,加入10mm和5mm的氧化锆球磨珠,大球磨珠:小球磨珠:浆料的质量比为1:2:2;球磨24h,取出得到DLP光固化浆料。
将微米级氧化锆粉末加热到1200℃煅烧4h,煅烧完成后研磨,使用40目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80目筛网过筛去除细粉,剩余在80目筛网上的粉末作为经预烧结处理的氧化锆粉末。
将上述DLP光固化浆料倒入DLP光固化机中,根据模型打印得到牙套坯体;将牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗10min,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干;将牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末;将刚玉方舟放入脱脂炉,在100-500℃使用10℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000℃保温2h。
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,之后放入马弗炉在1450℃下烧结2h得到薄壁结构氧化锆牙套材料。
将实施例1-9氧化锆牙套以及市售氧化锆瓷牙按照国标对其硬度以及抗弯强度进行测试,测试结果如表1所示。
表1
综上,从表1可知,本申请实施例提供的DLP用薄壁结构氧化锆牙套材料均能得到与标准氧化锆相近的硬度。另外,根据实施例1-4的比较可以发现,由于DLP特有的自下而上成形方式,氧化锆粉末固相含量的提高对硬度的影响较小,但是会对抗弯强度造成较大影响。这是因为过高的固相含量使得提拉时的应力增大,影响层与层之间的结合效果,从而影响抗弯强度。需要指出的是,DLP层间结合力是如固化时间、固化厚度、树脂配方、设备参数等多种因素的共同作用,本次实验中在控制变量的前提下发现80wt%的固相含量效果较好。除此之外,根据实施例1和5的对比,可以说明本次实验的材料体系能在脱脂速率从0.2℃/min提高到10℃/min时的情况下,避免产品性能下降。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,其特征在于,包括:
按重量份数,将40份的环氧丙烯酸酯、20份的丙烯酸羟乙酯、20份的三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、20份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3份的二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧磷,6份的分散剂,4份的液体石蜡以及1份的消泡剂进行真空搅拌混合,得光固化树脂预混液;
将氧化锆粉末以及所述光固化树脂预混液进行球磨混合处理,经真空搅拌,得DLP光固化浆料;固相含量为80wt%;
使用所述DLP光固化浆料打印得到牙套坯体,将所述牙套坯体内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末后,在100-500℃使用0.1-10℃/min升温速率进行脱脂,脱脂后升温到1000-1200℃保温1-3h;
脱脂完成后,使用气流吹除坯体上的经预烧结处理的氧化锆粉末,经烧结处理,得到薄壁结构氧化锆牙套材料;
所述经预烧结处理的氧化锆粉末为:
将微米级氧化锆粉末加热到1100-1300℃煅烧3-5h,煅烧完成后研磨,使用40-50目筛网过筛,筛除过大的颗粒,再使用80-90目筛网过筛去除细粉,剩余在80-90目筛网上的粉末即为经预烧结处理的氧化锆粉末。
2.如权利要求1所述的薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,其特征在于,所述烧结处理的条件为:在1400-1500℃下烧结2-4h。
3.如权利要求1所述的薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,其特征在于,所述氧化锆粉末为使用平均粒径为300-400nm的近球形粉。
4.如权利要求1所述的薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,其特征在于,所述将所述牙套坯体内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末,具体为:
将所述牙套坯体放入刚玉方舟中,在刚玉方舟中铺上经预烧结处理的氧化锆粉末,厚度大于牙套坯体内侧最大深度;将牙套坯体的齿面朝上放入刚玉方舟中,使牙套内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末。
5.如权利要求1所述的薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,其特征在于,所述将所述牙套坯体内侧凹面全部填充经预烧结处理的氧化锆粉末之前,还包括:
将所述牙套坯体放入烧杯中以水为介质用超声波清洗,用气枪吹去坯体上残留的水和浆料,再用无尘布吸附残留水,在阴凉避光处自然风干。
6.如权利要求1所述的薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,其特征在于,所述分散剂为EFKA 4703、SN-9228、Solsperse AC7570、Solsperse 41000的一种或多种。
7.如权利要求1所述的薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法,其特征在于,所述消泡剂为B-0846、B-0847、B-0848中的一种或者任意比例的几种。
8.一种薄壁结构氧化锆牙套材料,其特征在于,所述薄壁结构氧化锆牙套材料是由权利要求1-7任一所述的薄壁结构氧化锆牙套材料的制备方法制备得到。
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- 2023-06-29 CN CN202310783240.2A patent/CN116789447B/zh active Active
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Denomination of invention: A thin-walled zirconia dental arch material and its preparation method Granted publication date: 20240830 Pledgee: Ganzhou Bank Co.,Ltd. Xiangdong Branch Pledgor: Jiangxi Jinshi 3D Intelligent Manufacturing Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2025980001510 |
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