[发明专利]一种透明陶瓷正畸托槽及其制备方法

说明书

本发明公开一种透明陶瓷正畸托槽及其制备方法。透明陶瓷正畸托槽的制备原料包括如下重量份的组分：纳米氧化铝80‑90份，粘结剂10‑20份；粘结剂包含如下五部分组元：第一部分为低分子组元：含有石蜡、微晶蜡、蜂蜡、EBS蜡和PE蜡中的至少一种；第二部分为催化组元：高熔融指数的均聚聚甲醛；第三部分为骨架组元：含有聚丙烯、聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、POE、聚苯乙烯中的至少一种；第四部分为增塑剂；第五部分为有机硅分散剂。本发明透明陶瓷托槽密度高、气孔少、透光性高、三点抗弯强度高。

技术领域

本发明属于陶瓷领域，具体涉及一种透明陶瓷正畸托槽及其制备方法。

背景技术

1986年透明正畸陶瓷托槽问世，并迅速成为塑料托槽和金属托槽的替代产品。制作透明陶瓷托槽的原料主要是氧化铝及氧化锆，其中氧化铝使用较多。氧化铝透明陶瓷托槽强度大、透明度高、不易着色和释放气体，在透光度、色泽、耐磨性和生物相容性等方面具有其它材料制成的托槽无法比拟的优势。因此随着牙科患者，尤其是女性对美观的要求越来越高，透明陶瓷托槽的市场应用范围越来越大。

目前，氧化铝透明陶瓷陶瓷托槽分为单晶和多晶两种。单晶氧化铝透明托槽是先采用人工制备蓝宝石工艺，后采用机械加工的方法制备得到的，该方法制备的透明陶瓷托槽，强度高、透明度高，但是只能制备简单结构和一些特定结构的托槽，且制作成本高昂，不利于规模化生产。多晶氧化铝透明托槽的制备工艺分为干压成型和注射成形两种工艺，其中干压成型只能制备简单和特定形状，生产效率低、不易实现自动化，将来会受到很大的限制。而陶瓷注射成形(ceramic injection mloding，简称CIM)，是近十几年发展起来的一种较新的近净成形技术，它具有一次性成形复杂形状制品、产品尺寸精度高、无需机械加工或只需微量加工、易于实现生产自动化、以及产品性能优异等特点，适用于大批量地制造陶瓷零件，弥补了干压成型工艺的不足，因此注射成形技术才是透明陶瓷正畸托槽的最佳的最优的工艺。

但是目前由于采用注射成形工艺制备的氧化铝透明陶瓷强度差、透光性低，其市场规模远小于干压成型。这是由于透明氧化铝陶瓷粉末为高纯纳米级粉末，粉末粒度极细、比表面积高、形状不规则，表面亲水等特性，导致粉末很难在粘结剂中分散和混合，难以制备低粘度、高分散、高装载量的陶瓷喂料。因此其粘结剂主要采用的是热塑性粘结剂，主要成分是以低分子组元，蜡或各类油类物质为基础，包括石蜡、微晶蜡、棕榈蜡、蜂蜡、花生油、食用油等各类低分子、熔点的组份，骨架组元为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚苯乙烯，在加上分散剂、耦合剂、增塑剂和脱模剂等。这类热塑性粘结剂，在粘结剂中添加了大量的低分子有机物组元，例如蜡、硬脂酸、植物油、油酸以及分散剂和增塑剂等，这类低分子有机物熔点极低，且易溶于有机溶剂，在粘结剂的占比中超过50份以上，有些配方甚至达到70份以上。这类粘结剂虽然极易获得低粘度、高流动性的喂料，但在生产实践过程中存在以下问题：1、低分子组元过多，不易热分解、排胶时间长、易产生注射缺陷，例如缩孔、表面鼓泡、熔接痕等缺陷；2、制备的生坯强度低，尾料难脱出，很难实现自动化生产；3、溶剂脱脂过程中，容易产生高分子溶胀现象，颗粒极易重排，引起排胶鼓泡、开裂、尺寸变形；4、排胶过程需要用到大量的有机溶剂，不环保；5、由于粉末极细小，颗粒堆积孔隙小，坯体容易形成细小的毛细管孔隙通道，加上大量低熔点的粘结剂组份，在升温排胶过程中形成液相产生虹吸现象，会使粉末颗粒重排，局部团聚导致大量的微气孔。致命的微气孔缺陷导致氧化铝透明陶瓷透光性低，烧坯强度差，颗粒重排和团聚还会导致产品烧结变形，尺寸精度差。这就是目前采用陶瓷注射成形工艺制备透明氧化铝正畸托槽，得不到广泛应用的原因。

发明内容

本发明提供一种粘结剂，以重量份数计，所述粘结剂包含如下五部分组元：

第一部分为低分子组元：含有石蜡、微晶蜡、蜂蜡、EBS蜡和PE蜡中的至少一种；

第二部分为催化组元：高熔融指数的均聚聚甲醛；

第三部分为骨架组元：含有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、POE、聚苯乙烯(PS)中的至少一种；