[发明专利]一种氧化锆复合钙磷陶瓷浆料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种氧化锆复合钙磷陶瓷浆料及其制备方法和应用，本发明结合了羟基磷灰石的生物活性和氧化锆的高强度和良好韧性，加入铝粉后通过铝热反应放出大量热量来烧结材料，高温下生成氧化镁和加入的氧化钙共同作稳定剂，减小了产物的热膨胀系数，制得的浆料流动性较好。采用本发明的浆料与SLA‑3D打印程序相匹配，打印出的义齿与天然牙齿类似，样品表面平整不开裂，可广泛推广使用。

技术领域

本发明属于3D打印材料领域，尤其涉及一种氧化锆复合钙磷陶瓷浆料及其制备方法和应用。

背景技术

在材料方面，当氧化锆复合钙磷陶瓷用作口腔材料时，使该复合陶瓷体系具有良好的生物相容性、化学稳定性、耐腐蚀性、导热性和与天然牙相似的力学性能。此外，陶瓷本身具有与牙齿组织相似的光折射和散射系数，可以再现自然牙齿的透明度、颜色深度和组织纹理。所以氧化锆复合钙磷体系陶瓷是一种理想的口腔材料，是金属材料或其他高分子材料无法比拟的。复合体系陶瓷不仅可以用作种植体材料，还可以制备成颜色与天然牙相近的全瓷冠。其中，氧化锆复合陶瓷以其独特的应力诱导相变增韧效应、耐腐蚀性、良好的化学稳定性、无敏化性、室温韧性高、导热系数低、美观等优点越来越受到牙科医生和患者的青睐。

在成型方面，基于立体光刻原理SLA(Stereo Lithography Appearance)的陶瓷3D打印技术具有成形质量高、制备零件尺寸范围大、致密度可以接近理论值等优点，使SLA技术成为未来陶瓷3D打印技术发展的重要趋势之一。在SLA-3D打印陶瓷技术中，陶瓷原料一般是粉末状固体颗粒、液体光敏树脂、稀释单体和其他添加剂的混合浆料，而陶瓷粉体在浆料中的组成、流动性、分散均匀性等性和打印条件最终复合陶瓷产品的性能。因此，研究开发适用于SLA-3D打印的浆料，及其打印使用的陶瓷浆料性能的研究一直是国内外的研究热点。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种氧化锆复合钙磷陶瓷浆料及其制备方法和应用。本发明制备得到的氧化锆复合钙磷陶瓷浆料的流动性较好，浆料的热膨胀系数适中，打印出来的产品无开裂。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种氧化锆复合钙磷陶瓷浆料的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应器中加入羟基磷灰石和钇稳定氧化锆，再加入二氧化锰、铝粉和氯酸钾，排空反应器中的空气；所述羟基磷灰石和钇稳定氧化锆的质量比为11～12：15～16；

(2)将点燃的镁条加入到反应器中，并向反应器中通入氧气，反应1～2h后加入氧化钙，并通入电石气继续反应2～3h后冷却至室温；将冷却后的产物球磨得到羟基磷灰石/钇稳定氧化锆纳米粉末；

(3)将活性稀释剂、预聚物、光吸收剂混合超声分散得到光敏预混液，再在光敏预混液中加入有机溶剂、增塑剂和消泡剂并搅拌均匀，得到含光敏树脂的有机溶液；

(4)将步骤(2)所述羟基磷灰石/钇稳定氧化锆纳米粉末和步骤(3)所述含光敏树脂的有机溶液混合并搅拌，然后升温至40～180℃以除去多余溶剂，最后降至室温即可。

优选的，步骤(1)所述二氧化锰、铝粉和氯酸钾的质量比为15～25：10～15：5～8。

优选的，步骤(1)所述羟基磷灰石和铝粉的质量之比为10～12：2～3。

优选的，步骤(1)所述排空反应器中的空气的方式为：通入氮气和氧气的混合气体进行排空。

优选的，步骤(2)所述氧气的通入速率为5～8mL/min。

优选的，步骤(2)所述氧化钙与步骤(1)所述羟基磷灰石的质量比为3～4：5～6。

优选的，步骤(2)所述电石气的通入速率为20～25mL/min。