[发明专利]一种牙科氧化锆陶瓷摩擦化学法硅涂层系统用纳米硅包覆微硬质磨粒的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种牙科氧化锆陶瓷摩擦化学法硅涂层系统用纳米硅包覆微硬质磨粒的制备方法，属于材料制备领域。

背景技术

牙科全瓷材料根据主要成分不同可划分为氧化铝基陶瓷、氧化锆基陶瓷和玻璃基陶瓷等种类。其中，氧化锆基陶瓷凭借出色的机械性能和良好的美学性能在牙科全瓷材料中脱颖而出，尤其是对于以全瓷材料制作多单位固定桥、种植体、套筒冠等修复体时，氧化锆基陶瓷取代其它种类的陶瓷而成为首选甚至是唯一的选择。

全瓷修复过程中，树脂水门汀由于在粘接强度、配色、边缘封闭性、水溶解度等方面的性能均优于其它粘接剂种类而被常规使用。研究发现，良好的粘接不仅可以增加修复固位力，而且可以将修复体与基牙紧密联结成为整体，有效的分散缓冲力作用，另一方面，树脂粘接剂还可以在聚化前弥补全瓷修复体加工时形成的微裂隙，减少由此所引起的应力集中所带来的隐患。人们越来越认识到，树脂/陶瓷间良好的结合是影响全瓷修复成功率的一个重要因素。目前普遍认为，陶瓷与树脂间结合的机理主要包括粗化的陶瓷表面与渗入固化的树脂突之间产生的机械嵌合作用以及通过两者间的化学粘接作用，后者是获得牢固稳定粘接的关键。硅烷偶联剂作为在口腔医学领域广泛运用的一种粘结剂，它以硅原子为核心，通常一端为-CH=CH₂或-NH₂，可与树脂基质中的烯键（C=C）发生加成聚合反应；另一端包含烷氧基（如-OCH₃或-OCH₂CH₃），在酸性条件下可以水解成为硅醇基团（Si-OH），可与陶瓷表面的Si-OH间发生缩聚反应。而氧化锆陶瓷的化学性质稳定，其非极性表面很难被羟基化，因此也无法直接实现硅烷化。为了改变氧化锆陶瓷表面的性质，摩擦化学法（Tribochemical method）是公认最有效的在氧化锆表面形成氧化硅涂层的方法其原理是使用一种特殊的表面覆盖氧化硅层的氧化铝砂砾，喷砂时的高速气流带动砂砾撞击陶瓷表面，局部瞬间产生高温高压，砂砾脱落后其表面的氧化硅层便由于摩擦的作用而涂布于陶瓷表面上。经典的摩擦化学法硅涂层系统包括Rocatec和CoJet使用该法处理的氧化锆陶瓷已被公认能够在硅烷化后大幅提高粘接性能，也已成为衡量其它氧化锆粘接面处理方法的对照标准。然而，尽管证实有效，但现有的摩擦化学法涂层系统价格昂贵，在国内应用极少。此技术的核心是包有二氧化硅的氧化铝颗粒的制备，当前其制备方法主要有溶胶-凝胶法，化学沉积法等，但是其工艺复杂、成本高等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：常规的表面覆盖氧化硅层的氧化铝砂砾的制备方法工艺复杂、成本高等问题，提出一种牙科氧化锆陶瓷摩擦化学法硅涂层系统用纳米硅包覆微硬质磨粒的制备方法。

技术方案：

一种牙科氧化锆陶瓷摩擦化学法硅涂层系统用纳米硅包覆微硬质磨粒的制备方法，包括如下步骤：将纳米硅球配制成纳米硅浆料，将纳米硅浆料与硬质磨料进行混合，再将得到的混合物进行加热，生成纳米硅包覆微硬质磨粒。

所述的纳米硅球是通过脉冲放电方法制备得到的。

所述的脉冲放电方法中的硅原材料为本征硅或者掺杂硅。

所述的纳米硅球的直径范围为10nm～100nm，优选20nm～60nm。

所述的纳米硅球中的氧化部分的质量分数为10%～100%，优选10%～30%。

所述的硅浆料是将纳米硅球分散在聚乙二醇或松油醇中的一种或两者的混合液而制备得到的。

所述的硬质磨粒选自三氧化二铝磨粒、金刚石磨粒或者碳化硼磨粒。

所述的硬质磨粒的粒径范围为30μm～200μm，优选30μm～100μm。

所述的硬质磨粒的莫氏硬度大于7。

所述的纳米硅球的重量是硬质磨粒重量的1%～10%，优选3%～7%。

所述的加热步骤是在氧化炉中进行。

所述的加热步骤的温度范围为100℃～1100℃，优选500℃～800℃。

所述的纳米硅浆料中纳米硅球的质量分数范围为10%～50%，优选20%～40%。

所述的纳米硅浆料的粘度范围为1 Pa·s ～500Pa·s。

有益效果