一種氧化鋯全瓷牙的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于全瓷牙制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氧化鋯全瓷牙的制備方法，先將氧化鋯粉體裝入球磨罐中，向球磨罐中注入去離子水后向球磨罐中滴加氨水溶液，再依次向球磨罐中加入氧凝膠有機(jī)單體、交聯(lián)有機(jī)單體、分散劑和凝膠引發(fā)劑，混合均勻后進(jìn)行球磨得到料漿溶液，然后將料漿溶液中的氣體抽出得到抽真空后的料漿后直接澆筑到牙模上得到氧化鋯全瓷牙初始樣品；最后將氧化鋯全瓷牙初始樣品依次進(jìn)行燒結(jié)、調(diào)整、拋光、噴砂、預(yù)處理和上釉得到氧化鋯全瓷牙；其制備工藝簡單，操作方便，成本低，制備的全瓷牙無放射性，有極好的生物相容性、透光性、邊緣適合性和美學(xué)效果。
【專利說明】
一種氧化鋯全瓷牙的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明屬于全瓷牙制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氧化鋯全瓷牙的制備方法，特別是一種采用凝膠注模成型與微波燒結(jié)技術(shù)制備氧化鋯全瓷牙的方法。【背景技術(shù)】:
[0002]全瓷牙是近年來新出現(xiàn)的全冠修復(fù)體，它的內(nèi)冠是陶瓷，是一種透明的骨架，沒有金屬基底層，二氧化鋯全瓷牙的特點(diǎn)是:一是牙冠無金屬支撐，折光率基本接近自然牙，邊緣密和精度高，具有極佳的美學(xué)效果;二是密度和強(qiáng)度很高，醫(yī)生不用過多的磨除患者的真牙，就能達(dá)到極高的強(qiáng)度;三是生物相容性好，優(yōu)于各種金屬合金；四是需要做核磁共振檢查、CT等檢查時，非金屬的二氧化鋯對x線卻無任何阻擋，不影響檢查更不需要拆掉假牙，基于以上優(yōu)點(diǎn)，這種高品質(zhì)陶瓷材料必將成為今后牙齒美容修復(fù)的潮流。但是，二氧化鋯全瓷牙價(jià)格高，不能普遍推廣使用，二氧化鋯全瓷牙價(jià)格昂貴的原因在于加工的成本幾乎占到氧化鋯全瓷牙制造成本的2/3,這是由于其成型很難達(dá)到近凈尺寸成型，燒結(jié)后樣品收縮不均勻，需要用金剛石研磨加工量很大，因此，解決這些問題就可以降低成本，凝膠注模成型技術(shù)和微波燒結(jié)技術(shù)不僅可以大大地提高成品率，從而顯著降低陶瓷材料的制造成本，而且可以提高陶瓷材料的可靠性，使氧化鋯全瓷牙得到更廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，在陶瓷材料的補(bǔ)強(qiáng)和韌化技術(shù)方面，國外重點(diǎn)研究的內(nèi)容是納米一微米陶瓷復(fù)合材料，從提高其性能角度出發(fā)，研究它的強(qiáng)化韌化機(jī)理，克服原先的應(yīng)力誘導(dǎo)相變增韌或微裂紋增韌技術(shù)的強(qiáng)度和韌性不能同時提高的缺點(diǎn)，顯著的提高陶瓷材料的強(qiáng)度和韌性。從而為制備出具有高性能陶瓷材料創(chuàng)造必要的條件，國內(nèi)少數(shù)幾家研究部門也已經(jīng)開始這方面的研究工作，在先進(jìn)陶瓷的成型制備技術(shù)方面，國內(nèi)生產(chǎn)使用的成型方法主要是干壓法和等靜壓法等傳統(tǒng)的方法，存在著制造成本高和使用性能的可靠性差的問題。凝膠注模成型技術(shù)可以解決這些問題，它是一種新的近凈尺寸成型技術(shù)，適合于規(guī)?；a(chǎn)，是高技術(shù)陶瓷產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù);燒結(jié)技術(shù)方面，國內(nèi)主要使用常規(guī)窯爐生產(chǎn)。美國20世紀(jì)80 年代開始將微波燒結(jié)技術(shù)應(yīng)用于陶瓷燒結(jié)。由于采用毫米波加熱以提高熱率，較之電阻器加熱可以實(shí)現(xiàn)快速升溫，而且能在短時間升溫，進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，并促使微細(xì)狀均勻晶體顆粒形成致密狀。
[0004]近年來，氧化鋯全瓷牙在歐美國家已進(jìn)入臨床試用，因其優(yōu)異的生物相容性、透光性和獨(dú)特的物理化學(xué)性能，在牙科界呈現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的趨勢，國際著名牙科公司如Noble B1care，31，Densply等加緊相關(guān)技術(shù)的研究與開發(fā)，擁有相應(yīng)的知識產(chǎn)權(quán)，已經(jīng)推出部分產(chǎn)品上市，在國內(nèi)，牙科界已注意到了這個趨勢，立足自主研制開發(fā)氧化鋯全瓷修復(fù)體，以適合國人的牙齒結(jié)構(gòu)和降低醫(yī)療費(fèi)用，目前尚未見凝膠注模成型和微波燒結(jié)技術(shù)制備氧化鋯全瓷牙的報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)提供一種成本低、實(shí)用的氧化鋯全瓷牙的制備方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體制備工藝包括:
[0007](1)先稱取所需氧化鋯粉體1千克-5千克，將氧化鋯粉體裝入球磨罐中，向球磨罐中注入去離子水500ml-1000ml，均勻后向球磨罐中滴加氨水溶液至pH值為12;
[0008](2)依次向球磨罐中加入氧化鋯粉體重量量2.5 %的凝膠有機(jī)單體、1 %交聯(lián)有機(jī)單體、0.3 %分散劑和0.5 %凝膠引發(fā)劑，混合均勻后進(jìn)行球磨得到料漿溶液，轉(zhuǎn)速控制為 100-250r/m，球磨時間為12-24小時；
[0009](3)將料漿溶液倒出球磨罐，倒入干燥燒杯中，通過抽真空設(shè)備將料漿溶液中的氣體抽出得到抽真空后的料漿，抽真空能降低料漿溶液的粘度，增加其流動性；[〇〇1〇] (4)將抽真空后的料漿直接澆筑到牙模上得到氧化鋯全瓷牙初始樣品；
[0011](5)將氧化鋯全瓷牙初始樣品進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1450 °C?1530 °C，保溫3h;[〇〇12](6)將燒結(jié)后的氧化鋯全瓷牙初始樣品依次經(jīng)過調(diào)整、拋光、噴砂、預(yù)處理和上釉得到氧化鋯全瓷牙。
[0013]本發(fā)明所述氧化鋯粉體由20-30納米和1微米的四方相氧化鋯3Y-TZP組成，其中 20-30納米的四方相氧化鋯占氧化鋯粉體總重量的10-20%，1微米的四方相氧化鋯占氧化鋯粉體總重量的80-90%，凝膠有機(jī)單體包括丙烯酰胺(AM);交聯(lián)有機(jī)單體包括N—f亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM);凝膠引發(fā)劑為過硫酸銨水溶液;分散劑包括SND-6800、D0SAL-3200和 SD-07〇
[0014]本發(fā)明步驟(6)進(jìn)行調(diào)整時，使用氧化鋯專用車石或冷卻水手機(jī)用金剛磚車對氧化鋯全瓷牙初始樣品的牙冠邊緣及形態(tài)進(jìn)行調(diào)整和打磨。
[0015]本發(fā)明步驟(6)進(jìn)行拋光時，使用氧化鋯專用拋光工具對修復(fù)體咬合面進(jìn)行充分拋光，如有必要，頰舌面及遠(yuǎn)近中面可適當(dāng)拋光。
[0016]本發(fā)明步驟(6)進(jìn)行噴砂時，用50微米氧化鋁砂在2?2.5MP下對氧化鋯全瓷牙初始樣品進(jìn)行噴砂處理，目的是清晰牙冠，恢復(fù)牙冠強(qiáng)度，為調(diào)色上釉做準(zhǔn)備。
[0017]本發(fā)明步驟(6)進(jìn)行預(yù)處理:使用烤瓷爐對牙冠進(jìn)行熱處理，達(dá)到恢復(fù)強(qiáng)度的效果，同時穩(wěn)固牙冠顏色。
[0018]本發(fā)明步驟(6)進(jìn)行上釉時，使用油膏進(jìn)行上色，使顏色更有層次感，更接近自然牙。[〇〇19]本發(fā)明通過具體的合理的制備工藝解決納米陶瓷顆粒均勻分散在微米陶瓷顆粒之間和它們之間的相容性的問題，為制備出高強(qiáng)度、高韌性的二氧化鋯全瓷牙材料打下良好的基礎(chǔ)。
[0020]本發(fā)明通過對具體分散劑的性能和使用方法、對制備二氧化鋯全瓷牙材料體系陶瓷顆粒的表面進(jìn)行改性，制備出高固相含量、流動性好的料漿，從而制備出強(qiáng)度高、均勻性好、可加工的形狀復(fù)雜二氧化鋯全瓷牙坯體。
[0021]本發(fā)明通過對微波能在燒結(jié)腔內(nèi)的分布規(guī)律以及與二氧化鋯全瓷牙材料的相互作用機(jī)理的研究，掌握其分布規(guī)律和控制方法，研究具體微波燒結(jié)工藝，制備出具有優(yōu)良性能的二氧化鋯全瓷牙制品。
[0022]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):一是用凝膠注模成型技術(shù)成型二氧化鋯全瓷牙，凝膠注模成型技術(shù)(Gel—casting)能獲得高密度、高均勻性和高強(qiáng)度的二氧化鋯全瓷牙坯體，這種成型技術(shù)可以消除陶瓷粉體顆粒的團(tuán)聚體，減少燒結(jié)過程中復(fù)雜形狀部件的變形、開裂，從而減少最終二氧化鋯全瓷牙的機(jī)加工量，獲得高可靠性的二氧化鋯全瓷牙坯體，它是一種新的近凈尺寸成型技術(shù)，適合于規(guī)?；a(chǎn)，是二氧化鋯全瓷牙產(chǎn)業(yè)化的核心技術(shù);二是用微波燒結(jié)技術(shù)制備二氧化鋯全瓷牙，微波燒結(jié)技術(shù)是通過微波能激勵被燒結(jié)材料內(nèi)部的電偶極矩的極高頻率的振動的產(chǎn)生熱效應(yīng)，因而加熱是整體性的，加熱可以達(dá)到均勻，同時因?yàn)椴牧蠈﹄姶艌龅捻憫?yīng)時間極短，因而加熱速度快，一般采用微波燒結(jié)二氧化鋯全瓷牙時燒成時間只用幾十分鐘，與傳統(tǒng)燒結(jié)時間幾十小時相比效率大幅度提高，同時，由于通過電磁場直接對物體內(nèi)部加熱，被加熱材料的溫度梯度很小，加熱均勻，并可抑制晶粒的過分長大，進(jìn)一步提高二氧化鋯全瓷牙材料的性能指標(biāo);三是制備的二氧化鋯全瓷牙是用納米陶瓷強(qiáng)韌化微米陶瓷材料制備的，比只用微米二氧化鋯材料制備的全瓷牙性能更加優(yōu)良，其制備工藝簡單，操作方便，成本低，制備的全瓷牙無放射性，有極好的生物相容性、透光性、邊緣適合性和美學(xué)效果。【具體實(shí)施方式】:
[0023]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。[〇〇24] 實(shí)施例1:[〇〇25]本實(shí)施例的具體制備工藝包括:
[0026](1)先稱取所需氧化鋯粉體1千克，將氧化鋯粉體裝入球磨罐中，向球磨罐中注入去離子水500ml，均勻后依次向球磨罐中滴加氨水溶液至pH值為12;
[0027](2)依次向球磨罐中加入氧化鋯粉體重量量2.5 %的凝膠有機(jī)單體、1 %交聯(lián)有機(jī)單體、0.3 %分散劑和0.5 %凝膠引發(fā)劑，混合均勻后進(jìn)行球磨得到料漿溶液，轉(zhuǎn)速控制為 100r/m，球磨時間為12小時；
[0028](3)將料漿溶液倒出球磨罐，倒入干燥燒杯中，通過抽真空設(shè)備將料漿溶液中的氣體抽出得到抽真空后的料漿，抽真空能降低料漿溶液的粘度，增加其流動性；
[0029](4)將抽真空后的料漿直接澆筑到牙模上得到氧化鋯全瓷牙初始樣品；
[0030](5)將氧化鋯全瓷牙初始樣品進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1450°C，保溫3h;[〇〇31](6)將燒結(jié)后的氧化鋯全瓷牙初始樣品依次經(jīng)過調(diào)整、拋光、噴砂、預(yù)處理和上釉得到氧化鋯全瓷牙。[〇〇32]本實(shí)施例氧化鋯粉體由20-30納米和1微米的四方相氧化鋯3Y-TZP組成，其中SOSO 納米的四方相氧化鋯占氧化鋯粉體總重量的 10% ，1 微米的四方相氧化鋯占氧化鋯粉體總重量的90%，凝膠有機(jī)單體包括丙烯酰胺(AM);交聯(lián)有機(jī)單體包括N—Y亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM);凝膠引發(fā)劑為過硫酸銨水溶液;分散劑包括SND-6800、D0SAL-3200和SD-07。 [〇〇33] 實(shí)施例2:[〇〇34]本實(shí)施例的具體制備工藝包括:
[0035](1)先稱取所需氧化鋯粉體2.5千克，將氧化鋯粉體裝入球磨罐中，向球磨罐中注入去離子水750ml，均勻后依次向球磨罐中滴加氨水溶液至pH值為12;
[0036](2)依次向球磨罐中加入氧化錯粉體重量量2.5 %的凝膠有機(jī)單體、1 %交聯(lián)有機(jī)單體、0.3 %分散劑和0.5 %凝膠引發(fā)劑，混合均勻后進(jìn)行球磨得到料漿溶液，轉(zhuǎn)速控制為 17 5r/m，球磨時間為18小時；
[0037](3)將料漿溶液倒出球磨罐，倒入干燥燒杯中，通過抽真空設(shè)備將料漿溶液中的氣體抽出得到抽真空后的料漿，抽真空能降低料漿溶液的粘度，增加其流動性；
[0038](4)將抽真空后的料漿直接澆筑到牙模上得到氧化鋯全瓷牙初始樣品；
[0039](5)將氧化鋯全瓷牙初始樣品進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1480°C，保溫3h;
[0040](6)將燒結(jié)后的氧化鋯全瓷牙初始樣品依次經(jīng)過調(diào)整、拋光、噴砂、預(yù)處理和上釉得到氧化鋯全瓷牙。
[0041 ]本實(shí)施例氧化鋯粉體由20-30納米和I微米的四方相氧化鋯3Y-TZP組成，其中SO-SO 納米的四方相氧化鋯占氧化鋯粉體總重量的 15% ，1 微米的四方相氧化鋯占氧化鋯粉體總重量的85%，凝膠有機(jī)單體包括丙烯酰胺(AM);交聯(lián)有機(jī)單體包括N—Y亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)；凝膠引發(fā)劑為過硫酸銨水溶液;分散劑包括SND-6800、D0SAL-3200和SD-07。
[0042]實(shí)施例3:
[0043]本實(shí)施例的具體制備工藝包括:
[0044](I)先稱取所需氧化鋯粉體5千克，將氧化鋯粉體裝入球磨罐中，向球磨罐中注入去離子水100ml，均勻后依次向球磨罐中滴加氨水溶液至pH值為12 ；
[0045](2)依次向球磨罐中加入氧化錯粉體重量量2.5 %的凝膠有機(jī)單體、I %交聯(lián)有機(jī)單體、0.3 %分散劑和0.5 %凝膠引發(fā)劑，混合均勻后進(jìn)行球磨得到料漿溶液，轉(zhuǎn)速控制為100r/m，球磨時間為24小時；
[0046](3)將料漿溶液倒出球磨罐，倒入干燥燒杯中，通過抽真空設(shè)備將料漿溶液中的氣體抽出得到抽真空后的料漿，抽真空能降低料漿溶液的粘度，增加其流動性；
[0047](4)將抽真空后的料漿直接澆筑到牙模上得到氧化鋯全瓷牙初始樣品；
[0048](5)將氧化鋯全瓷牙初始樣品進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1530°C，保溫3h;
[0049](6)將燒結(jié)后的氧化鋯全瓷牙初始樣品依次經(jīng)過調(diào)整、拋光、噴砂、預(yù)處理和上釉得到氧化鋯全瓷牙。
[0050]本實(shí)施例氧化鋯粉體由20-30納米和I微米的四方相氧化鋯3Y-TZP組成，其中SO-SO 納米的四方相氧化鋯占氧化鋯粉體總重量的 20% ，1 微米的四方相氧化鋯占氧化鋯粉體總重量的80%，凝膠有機(jī)單體包括丙烯酰胺(AM);交聯(lián)有機(jī)單體包括N—Y亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)；凝膠引發(fā)劑為過硫酸銨水溶液;分散劑包括SND-6800、D0SAL-3200和SD-07。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氧化鋯全瓷牙的制備方法，其特征在于具體制備工藝包括:(1)先稱取所需氧化鋯粉體1千克-5千克，將氧化鋯粉體裝入球磨罐中，向球磨罐中注 入去離子水500ml-1000ml，均勻后向球磨罐中滴加氨水溶液至pH值為12;(2)依次向球磨罐中加入氧化錯粉體重量量2.5 %的凝膠有機(jī)單體、1 %交聯(lián)有機(jī)單體、 0.3%分散劑和0.5%凝膠引發(fā)劑，混合均勻后進(jìn)行球磨得到料漿溶液，轉(zhuǎn)速控制為100-250r/m，球磨時間為12-24小時；(3)將料漿溶液倒出球磨罐，倒入干燥燒杯中，通過抽真空設(shè)備將料漿溶液中的氣體抽 出得到抽真空后的料漿；(4)將抽真空后的料漿直接澆筑到牙模上得到氧化鋯全瓷牙初始樣品；(5)將氧化鋯全瓷牙初始樣品進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1450 °C?1530 °C，保溫3h;(6)將燒結(jié)后的氧化鋯全瓷牙初始樣品依次經(jīng)過調(diào)整、拋光、噴砂、預(yù)處理和上釉得到 氧化鋯全瓷牙。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧化鋯全瓷牙的制備方法，其特征在于所述氧化鋯粉體由20-30 納米和1微米的四方相氧化鋯3Y-TZP組成，其中20-30納米的四方相氧化鋯占氧化鋯粉體總 重量的10-20%，1微米的四方相氧化鋯占氧化鋯粉體總重量的80-90%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述氧化鋯全瓷牙的制備方法，其特征在于所述凝膠有機(jī)單體包括 丙烯酰胺，交聯(lián)有機(jī)單體包括N—Y亞甲基雙丙烯酰胺，凝膠引發(fā)劑為過硫酸銨水溶液，分 散劑包括 SND-6800、D0SAL-3200 和 SD-07。
【文檔編號】C04B41/86GK105967686SQ201610293681
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】陳利祥, 姜學(xué)軍, 石星軍, 葛曉輝, 孫欣, 馬軍艷, 周旭波, 李顯輝, 徐韶鴻
【申請人】青島大學(xué)