[發明專利]具有微觀定向結構的義齒用陶瓷/樹脂復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910488108.2
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN112043868A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 劉增乾;談國旗;張哲峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: A61L27/42
• 分類號: A61L27/42;A61L27/50
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種具有微觀定向結構的義齒用陶瓷/樹脂復合材料，其特征在于，所述的復合材料由陶瓷和具有生物相容性的樹脂兩相組成，其中陶瓷是氧化鋯、氧化鋁或兩種的混合，以體積百分數計，復合材料的陶瓷含量為25％～95％，其余為樹脂；所述的復合材料微觀上具有定向結構，表現為陶瓷以片層形式在復合材料中沿特定的方向擇優排列，樹脂填充陶瓷片層的間隙，其中陶瓷片層的厚度為0.005～20μm，片層的間距不超過10μm。

2.根據權利要求1所述的具有微觀定向結構的義齒用陶瓷/樹脂復合材料，其特征在于，所述的樹脂具有良好的生物相容性，該樹脂是聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、殼聚糖樹脂、聚乳酸樹脂、聚碳酸酯、丙烯酸改性樹脂、明膠樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、硅樹脂的一種或一種以上的復合樹脂。

3.根據權利要求1所述的具有微觀定向結構的義齒用陶瓷/樹脂復合材料，其特征在于，所述的復合材料具有良好的塑性和斷裂韌性，其壓縮塑性不低于1％，斷裂韌性不低于3MPa·m^1/2，并且復合材料的強度、硬度和模量能夠在較大范圍內加以調節，壓縮強度不低于100MPa，硬度不低于0.3GPa，彈性模量不低于10GPa。

4.一種權利要求1至3之一所述的具有微觀定向結構的義齒用陶瓷/樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(A)粉體分散與自組裝：將片狀陶瓷粉體均勻分散于溶劑中得到漿料，利用真空過濾、溶劑蒸發或粉體在重力作用下的自沉積誘導漿料中的片狀陶瓷粉體發生自組裝，使其沿水平方向擇優定向排列，去除溶劑并干燥后得到具有微觀定向結構的陶瓷坯體；

(B)制備陶瓷骨架：將陶瓷坯體放置于加熱爐內，在空氣中對坯體進行加熱保溫處理，去除其含有的有機質，對去除有機質后的坯體進行高溫燒結，得到具有微觀定向結構的多孔陶瓷骨架；

(C)樹脂浸滲與聚合：對多孔陶瓷骨架進行表面改性處理，利用液態樹脂單體浸滲表面改性并干燥的陶瓷骨架，經后續樹脂單體聚合得到具有微觀定向結構的義齒用陶瓷/樹脂復合材料。

5.根據權利要求4所述的具有微觀定向結構的義齒用陶瓷/樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(A)中，所述的片狀陶瓷粉體的片徑為1～60μm，厚度為0.005～20μm；所述的溶劑為水、乙醇、乙二醇、叔丁醇、甲醇、丙酮、正丙醇、異丙醇、莰烯、二甲基亞砜中的一種或一種以上的混合；以質量百分數計，所述的漿料中陶瓷粉體的添加量為1％～60％。

6.根據權利要求4所述的具有微觀定向結構的義齒用陶瓷/樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(A)中，真空過濾工藝為：利用真空抽濾機和微孔濾膜對分散均勻的漿料進行過濾，在真空負壓的作用下實現漿料的固液分離，同時固相中具有各向異性的片狀陶瓷粉體沿水平方向實現擇優定向排列，待固液相完全分離后，得到具有微觀定向結構的坯體；蒸發溶劑工藝為：將分散均勻的漿料置于敞口容器中，在靜置過程中溶劑持續蒸發，均勻分散的片狀陶瓷粉體在此過程中沿水平方向實現擇優定向排列，待溶劑完全蒸發后，得到具有微觀定向結構的坯體；粉體在重力作用下的自沉積工藝為：將分散均勻的漿料置于容器中靜置，片狀粉體在自身的重力作用下逐漸沉積，在此過程中沿水平方向實現擇優定向排列，待沉積完全后，去除剩余的溶劑，得到具有微觀定向結構的坯體。

7.根據權利要求4所述的具有微觀定向結構的義齒用陶瓷/樹脂復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(A)中，漿料還加入添加劑：有機粘結劑和分散劑，該有機粘結劑是羥丙基甲基纖維素、聚乙烯醇、聚乙二醇、蔗糖、聚乙烯吡咯烷酮或瓜爾膠中的一種或一種以上的組合，該分散劑是聚丙烯酸、Darvan CN、聚乙烯亞胺、十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉中的一種或一種以上的組合；其中，有機粘結劑添加量占片狀陶瓷粉體質量的0.1～20％，分散劑添加量占片狀陶瓷粉體質量的0.2～10％。