[发明专利]一种陶瓷浆料和3Y‑TZP复合陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种陶瓷浆料和3Y-TZP复合陶瓷的制备方法。

背景技术

因为金属基义齿具有耐磨性差、化学稳定性不足和容易出现牙龈黑线等缺点，全瓷义齿在口腔修复领域的应用越来越广泛。氧化锆(ZrO₂)基陶瓷材料因其优秀的生物相容性、机械性能、耐腐蚀性和热稳定性，及其具有金属和聚合物材料无法比拟的仿生美学性能，正逐渐成为全瓷义齿的常用修复材料之一。

目前，在牙科陶瓷材料领域中应用最多的ZrO₂基陶瓷主要有：掺镁的部分稳定ZrO₂，ZrO₂增韧氧化铝陶瓷，以及3％mol氧化钇(Y₂O₃)稳定的四方ZrO₂多晶体陶瓷(3Y-TZP)。其中，3Y-TZP的抗弯强度高达900～1200MPa，断裂韧性高达5.9-10Mpa·m^1/2，硬度适中，物理化学稳定性高，而且弹性模量和色泽透光性与天然牙齿相近，在高质量的口腔修复领域中的使用最为广泛，在固定义齿、桩核、种植体、托槽等方面均有所应用。

然而，3Y-TZP陶瓷在使用过程中存在低温老化现象，在水热环境(250℃潮湿环境)和酸腐蚀条件下，因低温老化现象导致的微裂纹可由材料表面向内部扩展，进而引起陶瓷的力学性能大幅度下降，严重影响3Y-TZP陶瓷的使用性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种陶瓷浆料，应用于制备一种牙科陶瓷，可克服低温老化的问题。

本发明的具体技术方案如下：

一种陶瓷浆料，包括以下重量组份：

陶瓷复合粉体 30～90份；

光固化树脂 10～70份；

光引发剂 0.1～5份；

所述陶瓷复合粉体的制备原材料包括：3Y-TZP粉体和二氧化铈粉体。

优选的，所述3Y-TZP粉体和二氧化铈粉体的重量比为(70～99)∶(1～30)。

优选的，所述光固化树脂选自乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、环己烷、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、乙酸乙酯、1,6-乙二醇二丙烯酸酯、正辛醇、异丙醇、聚乙二醇和乙酸甲酯中的一种或多种。

优选的，所述光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦和2-异丙基硫杂蒽酮中的一种或多种。

优选的，所述陶瓷复合粉体的制备包括：将所述3Y-TZP粉体和二氧化铈粉体进行一次球磨，然后煅烧，接着进行二次球磨，得到所述陶瓷复合粉体；

所述煅烧的温度为800℃～1300℃，煅烧时间为1～5h。

优选的，所述一次球磨和二次球磨的球料比为1∶(1～3)；

转速为150～500rpm；

球磨时间为1～10h。

本发明还提供了一种3Y-TZP复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

a)将上述陶瓷浆料进行光固化成型，得到成型坯体；在所述光固化成型中，控制单层厚度为20～50μm，单层固化时间为5～20s；

b)将所述成型坯体进行排胶处理，然后进行高温烧结，得到所述3Y-TZP复合陶瓷；

其中，所述烧结包括：以5～20℃/min的升温速率升温至800℃，接着以1～10℃/min的升温速率升温至1200～1700℃保温1～3h。

优选的，所述排胶处理包括：

将所述成型坯体以3～10℃/min的升温速率升温至500℃，接着以1～5℃/min的速率升温至650～750℃并保温1～6h。

综上所述，本发明所提供的陶瓷浆料包括：陶瓷复合粉体30～90份、光固化树脂10～70份和光引发剂0.1～5份，陶瓷复合粉体为3Y-TZP粉体和二氧化铈粉体的复合粉体，应用于制备牙科陶瓷材料时可改善常用3Y-TZP陶瓷的抗低温老化性能差的问题；而且，陶瓷复合粉体的制备过程简单，成本低，适合批量化生产。本发明还提供了一种3Y-TZP复合陶瓷的制备方法，通过将上述陶瓷浆料进行光固化成型、排胶处理和高温烧结，得到一种具有较高的断裂韧性和水热稳定性的3Y-TZP复合陶瓷，工艺简单，成本低，耗材少，加工周期短，在义齿产品精密制造领域具备巨大应用潜质。

附图说明