[發(fā)明專利]一種鎂合金表面超疏水羥基磷灰石膜層的制備方法

有效

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• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107789665B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 張春艷;張均;張世雨
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: A61L27/04
• 分類號: A61L27/04;A61L27/32;A61L27/50;C23C18/12
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

本發(fā)明提供一種鎂合金表面超疏水羥基磷灰石膜層的制備方法，包括表面預處理、水熱法制備納米結構羥基磷灰石層和羥基磷灰石層的疏水化處理。設計了一種水熱法在鎂合金表面制備長為微米尺度、直徑為納米尺度的棒狀羥基磷灰石晶體層，然后在此納米結構的羥基磷灰石膜層表面制備硬脂酸膜，形成靜態(tài)液滴下接觸角達到153°的超疏水膜層，該膜層可使鎂合金的腐蝕電流密度降低2個數量級，涂層阻抗模值從2029Ω.cm²增大到117674Ω.cm²。該納米結構疏水涂層制備方法簡單，設備簡單易控，成本低，可控性好。適合大規(guī)模生產。

技術領域

本發(fā)明屬于鎂合金表面改性防腐的技術領域，具體涉及一種鎂合金表面超疏水羥基磷灰石膜層的制備方法。

背景技術

鎂及鎂合金作為一種新型的生物可降解材料，其密度、彈性模量與人骨相近，具有良好的力學性能、生物相容性，成為國內外學者研究的熱點。但其在人體內的降解速度過快，使其不能滿足醫(yī)用生物材料在其服役期間的力學與形態(tài)學要求，并且過快的降解速度會導致人體局部炎癥等癥狀。因此，降低甚至控制鎂合金的降解速率一直是其在生物材料應用領域亟待解決的問題。

表面改性可以通過改變鎂合金表面的化學成分及組織結構，提高鎂合金的抗腐蝕能力，降低鎂合金的降解速度，同時仍可以保持鎂合金原有的力學性能等。羥基磷灰石是人體骨骼的主要成分，具有良好的生物相容性、生物活性以及骨傳導性，具有很高的外科應用價值。其中，微納米結構羥基磷灰石比表面積較大、載藥量大，生物相容性、生物活性更加優(yōu)良，更加有利于人體骨組織損傷部位的愈合等。雖然經表面羥基磷灰石處理后的鎂合金耐腐蝕性普遍提高，但由于其微納米表面結構的空隙和鈣磷膜層性能的影響，單一的羥基磷灰石膜層仍不能使鎂合金長時間保持作為生物材料的力學和形態(tài)學要求。

超疏水材料是一種對水具有排斥性的材料，水滴在其表面無法滑動鋪展而保持球型滾動狀，從而達到滾動自清潔的效果。自然界當中的荷葉是該種材料的典型代表。由于該材料的特殊浸潤性，使得其在自清潔、防腐蝕、防霧、流體減阻等領域有著廣泛的潛在應用。研究發(fā)現，材料表面具有微納米的粗糙結構和較低的表面自由能是實現其超疏水性的兩個必要條件。據此，科研人員采用多種方法來構建微納米粗糙結構，如刻蝕法，模板法，化學氣相沉積法等；采用溶膠凝膠法、化學浴法、靜電噴涂法、逐層吸附法等制備超疏水表面,但能用于大規(guī)模應用生產的制備方法較少。

發(fā)明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鎂合金表面水熱法制備納米羥基磷灰石疏水膜層的制備方法，解決現有鎂合金作為骨植入材料的抗腐蝕性能效果不佳和和不適于大規(guī)模生產的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種鎂合金表面水熱法制備納米羥基磷灰石疏水膜層的制備方法，包括如下步驟：

1）表面預處理

將待處理的鎂合金試樣的表面經由粗到細的砂紙依次打磨至光滑無痕，再依次用蒸餾水和無水乙醇清洗干凈，室溫晾干；然后放到超聲波清洗機中清洗干凈，隨后放入刻蝕液刻蝕10～180s后立即取出，最后用去離子水將試樣表面沖洗潔凈，用吹風機吹干后，備用；

2）水熱法制備納米結構羥基磷灰石膜層

配制含有乙二胺四乙酸二鈉鈣鹽和NaH₂PO₄的水溶液，并將上述溶液的PH值調至7～11，用磁力加熱攪拌器攪拌均勻后倒入水熱合成反應釜內，然后將其預熱；再將步驟1）預處理后的鎂合金試樣浸入水熱合成反應釜溶液中，70～120℃密封保溫3～5h后，取出試樣，用去離子水將試樣表面沖洗干凈，吹干備用；

3）疏水化處理

將步驟2）處理后的樣品放入裝有硬脂酸乙醇溶液的反應釜中，60～80℃下水熱處理，室溫晾干后即得到產品表面具有納米結構羥基磷灰石疏水膜層的鎂合金。