一种复合隐形牙弓线材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合隐形牙弓线材料，由下列重量份的原料制成：镍钛合金纤维12?15份、二氧化钛5?11份、氧化铁5?9份、二氧化硅6?12份、氧化锆3?5份、氮化硼3?6份、钛酸钠2?4份、聚四氟乙烯5?9份、聚全氟乙丙烯2?3份、偏二氟乙烯3?4份、聚苯醚树脂5?8份、聚葵二酸葵二胺3?7份、乙缩醛4?7份、丙烯酸4?6份、乳酸5?11份、硅烷偶联剂5?8份、热稳定剂5?10份。制备而成的复合隐形牙弓线材料，其弹性好、硬度高、磨损量小其不易染色。同时，还公开了相应的制备方法。
【专利说明】
一种复合隐形牙弓线材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及金属材料技术领域，特别涉及一种复合隐形牙弓线材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着牙科技术的发展，现在越来越多的人会涉及到牙齿矫正相关的医学技术或是 相关活动。牙弓线是矫正牙齿时需要用到一种材料。在矫正牙齿的这个长期过程中，牙弓线 会伴随着这个过程。但是牙弓线的性能不佳的话会影响矫正术的质量，牙弓线染色等现象 同时也影响着牙齿矫正患者的美观。正因为牙弓线安装、调试、矫正时会发生弯曲，所以要 求在此过程中牙弓线不会开裂脱落，并且能够抵抗矫正初期日常生活中牙弓线在口腔中与 牙齿、食物等发生的碰撞和磨损。牙弓丝可能持续放在患者口腔中长达6个月，在此期间牙 弓线必须保持它的生物适配性，不被腐蚀及污染变色。所以作为牙弓线的材料必须具备高 粘着力、高强度、坚硬、五毒、耐磨损而且抗污染等性能要求。针对上述牙弓线使用时的现状 和牙弓线需要具备的性能要求，现状研制出一款复合隐形牙弓线材料显得尤为重要。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明提供一种复合隐形牙弓线材料及其制备方法，通过 采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了复合隐形牙弓线材料，其弹性好、硬 度高、磨损量小其不易染色，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 一种复合隐形牙弓线材料，由下列重量份的原料制成:镍钛合金纤维12-15份、二氧化 钛5-11份、氧化铁5-9份、二氧化娃6-12份、氧化错3-5份、氮化硼3-6份、钛酸钠2-4份、聚四 氟乙烯5-9份、聚全氟乙丙烯2-3份、偏二氟乙烯3-4份、聚苯醚树脂5-8份、聚葵二酸葵二胺 3-7份、乙缩醛4-7份、丙烯酸4-6份、乳酸5-11份、硅烷偶联剂5-8份、热稳定剂5-10份。
[0005] 优选地，所述的硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（2 -甲氧基乙氧 基）硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几 种。
[0006] 优选地，所述热稳定剂选自抗坏血酸棕榈酸酯、藻酸丙二醇酯、羧甲基纤维素钠、 乙酰磺胺酸钾中的一种或几种。
[0007] 所述的复合隐形牙弓线材料的制备方法，包括以下步骤： (1)按照重量份称取各原料； (2 )将镍钛合金纤维、二氧化钛、氧化铁、二氧化娃、氧化错、氮化硼、钛酸钠、热稳定剂 加入坩埚电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结温度为920-950°C，烧结时间为3-4小时，得到真空 烧结混合物； (3)将聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、偏二氟乙烯、聚苯醚树脂、聚葵二酸葵二胺、硅烷偶 联剂加入搅拌釜混合，加入等质量的10%碳酸氢三钠溶液中，搅拌速度500-800转/分钟，搅 拌60分钟； (4) 将步骤(3 )中的搅拌混合物注入双辊混炼机混炼，压强2-5MPa，反应温度520-560 °C，反应时间为2.5小时； (5) 再将步骤(2)中的真空烧结混合物和步骤(4)中的混炼混合物依次注入密炼机，然 后再加入乙缩醛、丙烯酸、乳酸，反应温度950-1000°C，反应时间60分钟，得到产品母液； (6) 将步骤6中的产品母液注入喷雾干燥塔，进口温度为1000°C，出口温度为350-380 °C，得到颗粒状物料，然后过20目筛； (7) 将过筛后的物料在惰性气体中保温活化，保温时间为30分钟； (8) 将步骤(7)中的活化混合物加入喷射成型机的静态混合器中，进行纤维喷射成型， 压强为2-5MPa，即得成品。
[0008] 优选地，步骤(7 )中的惰性气体为氩气。
[0009] 本发明与现有技术相比，其有益效果为： (1)本发明的复合隐形牙弓线材料以镍钛合金纤维、二氧化钛、氧化铁、二氧化硅、氧化 锆、氮化硼、钛酸钠、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、偏二氟乙烯、聚苯醚树脂、聚葵二酸葵二胺 为主要成分，通过加入乙缩醛、丙烯酸、乳酸、硅烷偶联剂、热稳定剂，辅以真空烧结、高温密 炼、加压密炼、喷雾干燥、过筛活化、加压喷射成型等工艺，使得制备而成的复合隐形牙弓线 材料，其弹性好、硬度高、磨损量小其不易染色，能够满足行业的要求，具有较好的应用前 景。
[0010] (2)本发明的复合隐形牙弓线材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用， 实用性强。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
[0012] 实施例1 (1)称取镍钛合金纤维12份、二氧化钛5份、氧化铁5份、二氧化硅6份、氧化锆3份、氮化 硼3份、钛酸钠2份、聚四氟乙烯5份、聚全氟乙丙烯2份、偏二氟乙烯3份、聚苯醚树脂5份、聚 葵二酸葵二胺3份、乙缩醛4份、丙烯酸4份、乳酸5份、乙烯基三甲氧基硅烷5份、抗坏血酸棕 榈酸酯5份； (2 )将镍钛合金纤维、二氧化钛、氧化铁、二氧化娃、氧化错、氮化硼、钛酸钠、抗坏血酸 棕榈酸酯加入坩埚电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结温度为920°C，烧结时间为3小时，得到真 空烧结混合物； (3) 将聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、偏二氟乙烯、聚苯醚树脂、聚葵二酸葵二胺、乙烯基 三甲氧基硅烷加入搅拌釜混合，加入等质量的10%碳酸氢三钠溶液中，搅拌速度500转/分 钟，搅拌60分钟； (4) 将步骤(3)中的搅拌混合物注入双辊混炼机混炼，压强2MPa，反应温度520°C，反应 时间为2.5小时； (5) 再将步骤(2)中的真空烧结混合物和步骤(4)中的混炼混合物依次注入密炼机，然 后再加入乙缩醛、丙烯酸、乳酸，反应温度950°C，反应时间60分钟，得到产品母液； (6) 将步骤6中的产品母液注入喷雾干燥塔，进口温度为1000°C，出口温度为350°C，得 到颗粒状物料，然后过20目筛； (7) 将过筛后的物料在氩气中保温活化，保温时间为30分钟； (8) 将步骤(7)中的活化混合物加入喷射成型机的静态混合器中，进行纤维喷射成型， 压强为2MPa，即得成品。
[0013] 制得的复合隐形牙弓线材料的性能测试结果如表1所示。
[0014] 实施例2 (1) 称取镍钛合金纤维13份、二氧化钛7份、氧化铁6份、二氧化硅8份、氧化锆4份、氮化 硼4份、钛酸钠3份、聚四氟乙烯6份、聚全氟乙丙烯2份、偏二氟乙烯3份、聚苯醚树脂6份、聚 葵二酸葵二胺4份、乙缩醛5份、丙烯酸5份、乳酸7份、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷6份、 藻酸丙二醇酯7份； (2 )将镍钛合金纤维、二氧化钛、氧化铁、二氧化硅、氧化锆、氮化硼、钛酸钠、藻酸丙二 醇酯加入坩埚电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结温度为930°C，烧结时间为3.2小时，得到真空 烧结混合物； (3) 将聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、偏二氟乙烯、聚苯醚树脂、聚葵二酸葵二胺、乙烯基 三(2-甲氧基乙氧基)硅烷加入搅拌釜混合，加入等质量的10%碳酸氢三钠溶液中，搅拌速度 600转/分钟，搅拌60分钟； (4) 将步骤(3)中的搅拌混合物注入双辊混炼机混炼，压强3MPa，反应温度540°C，反应 时间为2.5小时； (5) 再将步骤(2)中的真空烧结混合物和步骤(4)中的混炼混合物依次注入密炼机，然 后再加入乙缩醛、丙烯酸、乳酸，反应温度960°C，反应时间60分钟，得到产品母液； (6) 将步骤6中的产品母液注入喷雾干燥塔，进口温度为1000°C，出口温度为360°C，得 到颗粒状物料，然后过20目筛； (7) 将过筛后的物料在氩气中保温活化，保温时间为30分钟； (8) 将步骤(7)中的活化混合物加入喷射成型机的静态混合器中，进行纤维喷射成型， 压强为3MPa，即得成品。
[0015] 制得的复合隐形牙弓线材料的性能测试结果如表1所示。
[0016] 实施例3 ⑴称取镍钛合金纤维14份、二氧化钛9份、氧化铁8份、二氧化娃10份、氧化错4份、氮化 硼5份、钛酸钠3份、聚四氟乙烯8份、聚全氟乙丙烯3份、偏二氟乙烯4份、聚苯醚树脂7份、聚 葵二酸葵二胺6份、乙缩醛6份、丙烯酸5份、乳酸9份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷7份、羧甲基纤 维素钠9份； (2) 将镍钛合金纤维、二氧化钛、氧化铁、二氧化硅、氧化锆、氮化硼、钛酸钠、羧甲基纤 维素钠加入坩埚电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结温度为940°C，烧结时间为3.6小时，得到真 空烧结混合物； (3) 将聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、偏二氟乙烯、聚苯醚树脂、聚葵二酸葵二胺、γ -氨丙 基三乙氧基硅烷加入搅拌釜混合，加入等质量的10%碳酸氢三钠溶液中，搅拌速度700转/分 钟，搅拌60分钟； (4) 将步骤(3)中的搅拌混合物注入双辊混炼机混炼，压强4MPa，反应温度540°C，反应 时间为2.5小时； (5) 再将步骤(2)中的真空烧结混合物和步骤(4)中的混炼混合物依次注入密炼机，然 后再加入乙缩醛、丙烯酸、乳酸，反应温度990Γ，反应时间60分钟，得到产品母液； (6) 将步骤6中的产品母液注入喷雾干燥塔，进口温度为1000°C，出口温度为370°C，得 到颗粒状物料，然后过20目筛； (7) 将过筛后的物料在氩气中保温活化，保温时间为30分钟； (8) 将步骤(7)中的活化混合物加入喷射成型机的静态混合器中，进行纤维喷射成型， 压强为4MPa，即得成品。
[0017] 制得的复合隐形牙弓线材料的性能测试结果如表1所示。
[0018] 实施例4 (1) 称取镍钛合金纤维15份、二氧化钛11份、氧化铁9份、二氧化硅12份、氧化锆5份、氮 化硼6份、钛酸钠4份、聚四氟乙烯9份、聚全氟乙丙烯3份、偏二氟乙烯4份、聚苯醚树脂8份、 聚葵二酸葵二胺7份、乙缩醛7份、丙烯酸6份、乳酸11份、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基 硅烷8份、羧甲基纤维素钠10份； (2) 将镍钛合金纤维、二氧化钛、氧化铁、二氧化硅、氧化锆、氮化硼、钛酸钠、羧甲基纤 维素钠加入坩埚电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结温度为950°C，烧结时间为4小时，得到真空 烧结混合物； (3) 将聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、偏二氟乙烯、聚苯醚树脂、聚葵二酸葵二胺、γ -缩水 甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷加入搅拌釜混合，加入等质量的10%碳酸氢三钠溶液中，搅拌 速度800转/分钟，搅拌60分钟； (4) 将步骤(3)中的搅拌混合物注入双辊混炼机混炼，压强5MPa，反应温度560°C，反应 时间为2.5小时； (5) 再将步骤(2)中的真空烧结混合物和步骤(4)中的混炼混合物依次注入密炼机，然 后再加入乙缩醛、丙烯酸、乳酸，反应温度l〇〇〇°C，反应时间60分钟，得到产品母液； (6) 将步骤6中的产品母液注入喷雾干燥塔，进口温度为1000°C，出口温度为380°C，得 到颗粒状物料，然后过20目筛； (7) 将过筛后的物料在氩气中保温活化，保温时间为30分钟； (8) 将步骤(7)中的活化混合物加入喷射成型机的静态混合器中，进行纤维喷射成型， 压强为5MPa，即得成品。
[0019] 制得的复合隐形牙弓线材料的性能测试结果如表1所示。
[0020] 对比例1 (1) 称取镍钛合金纤维12份、氧化铁5份、二氧化硅6份、氧化锆3份、氮化硼3份、钛酸钠2 份、聚四氟乙烯5份、偏二氟乙烯3份、聚苯醚树脂5份、聚葵二酸葵二胺3份、乙缩醛4份、丙烯 酸4份、乳酸5份、乙烯基三甲氧基硅烷5份、抗坏血酸棕榈酸酯5份； (2) 将镍钛合金纤维、氧化铁、二氧化硅、氧化锆、氮化硼、钛酸钠、抗坏血酸棕榈酸酯加 入坩埚电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结温度为920°C，烧结时间为3小时，得到真空烧结混合 物； (3) 将聚四氟乙烯、偏二氟乙烯、聚苯醚树脂、聚葵二酸葵二胺、乙烯基三甲氧基硅烷加 入搅拌釜混合，加入等质量的10%碳酸氢三钠溶液中，搅拌速度500转/分钟，搅拌60分钟； (4) 将步骤(3)中的搅拌混合物注入双辊混炼机混炼，压强2MPa，反应温度520°C，反应 时间为2.5小时； (5) 再将步骤(2)中的真空烧结混合物和步骤(4)中的混炼混合物依次注入密炼机，然 后再加入乙缩醛、丙烯酸、乳酸，反应温度950Γ，反应时间60分钟，得到产品母液； (6) 将步骤6中的产品母液注入喷雾干燥塔，进口温度为1000°C，出口温度为350°C，得 到颗粒状物料，然后过20目筛； (7) 将过筛后的物料在氩气中保温活化，保温时间为30分钟； (8) 将步骤(7)中的活化混合物加入喷射成型机的静态混合器中，进行纤维喷射成型， 压强为2MPa，即得成品。
[0021] 制得的复合隐形牙弓线材料的性能测试结果如表1所示。
[0022] 对比例2 (1) 称取镍钛合金纤维15份、二氧化钛11份、氧化锆5份、氮化硼6份、钛酸钠4份、聚四氟 乙烯9份、聚全氟乙丙烯3份、聚苯醚树脂8份、聚葵二酸葵二胺7份、乙缩醛7份、丙烯酸6份、 乳酸11份、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷8份、羧甲基纤维素钠10份； (2) 将镍钛合金纤维、二氧化钛、氧化锆、氮化硼、钛酸钠、羧甲基纤维素钠加入坩埚电 阻炉，抽真空，真空烧结，烧结温度为950°C，烧结时间为4小时，得到真空烧结混合物； (3) 将聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚苯醚树脂、聚葵二酸葵二胺、γ -缩水甘油醚氧基 丙基三甲氧基硅烷加入搅拌釜混合，加入等质量的10%碳酸氢三钠溶液中，搅拌速度800转/ 分钟，搅拌60分钟； (4) 将步骤(3)中的搅拌混合物注入双辊混炼机混炼，压强5MPa，反应温度560°C，反应 时间为2.5小时； (5) 再将步骤(2)中的真空烧结混合物和步骤(4)中的混炼混合物依次注入密炼机，然 后再加入乙缩醛、丙烯酸、乳酸，反应温度l〇〇〇°C，反应时间60分钟，得到产品母液； (6) 将步骤6中的产品母液注入喷雾干燥塔，进口温度为1000°C，出口温度为380°C，得 到颗粒状物料，然后过20目筛； (7) 将过筛后的物料在氩气中保温活化，保温时间为30分钟； (8) 将步骤(7)中的活化混合物加入喷射成型机的静态混合器中，进行纤维喷射成型， 压强为5MPa，即得成品。
[0023]制得的复合隐形牙弓线材料的性能测试结果如表1所示。
[0024]将实施例1-4和对比例1-2的复合隐形牙弓线材料分别进行弹性恢复能力、硬度、 磨损失重量、颜色遮盖能力的性能测试。
本发明的复合隐形牙弓线材料以镍钛合金纤维、二氧化钛、氧化铁、二氧化硅、氧化锆、 氮化硼、钛酸钠、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、偏二氟乙烯、聚苯醚树脂、聚葵二酸葵二胺为 主要成分，通过加入乙缩醛、丙烯酸、乳酸、硅烷偶联剂、热稳定剂，辅以真空烧结、高温密 炼、加压密炼、喷雾干燥、过筛活化、加压喷射成型等工艺，使得制备而成的复合隐形牙弓线 材料，其弹性好、硬度高、磨损量小其不易染色，能够满足行业的要求，具有较好的应用前 景。本发明的复合隐形牙弓线材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。 [0026]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领 域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种复合隐形牙弓线材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：镍钛合金纤维 12-15份、二氧化钛5-11份、氧化铁5-9份、二氧化娃6-12份、氧化错3-5份、氮化硼3-6份、钛 酸钠2-4份、聚四氟乙烯5-9份、聚全氟乙丙烯2-3份、偏二氟乙烯3-4份、聚苯醚树脂5-8份、 聚葵二酸葵二胺3-7份、乙缩醛4-7份、丙烯酸4-6份、乳酸5-11份、硅烷偶联剂5-8份、热稳定 剂5-10份。2. 根据权利要求1所述的复合隐形牙弓线材料，其特征在于:所述的硅烷偶联剂选自乙 烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘 油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。3. 根据权利要求1所述的复合隐形牙弓线材料，其特征在于:所述热稳定剂选自抗坏血 酸棕榈酸酯、藻酸丙二醇酯、羧甲基纤维素钠、乙酰磺胺酸钾中的一种或几种。4. 根据权利要求1-3任一所述的复合隐形牙弓线材料的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1)按照重量份称取各原料； (2 )将镍钛合金纤维、二氧化钛、氧化铁、二氧化娃、氧化错、氮化硼、钛酸钠、热稳定剂 加入坩埚电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结温度为920-950°C，烧结时间为3-4小时，得到真空 烧结混合物； (3) 将聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、偏二氟乙烯、聚苯醚树脂、聚葵二酸葵二胺、硅烷偶 联剂加入搅拌釜混合，加入等质量的10%碳酸氢三钠溶液中，搅拌速度500-800转/分钟，搅 拌60分钟； (4) 将步骤（3)中的搅拌混合物注入双辊混炼机混炼，压强2-5MPa，反应温度520-560 °C，反应时间为2.5小时； (5) 再将步骤(2)中的真空烧结混合物和步骤(4)中的混炼混合物依次注入密炼机，然 后再加入乙缩醛、丙烯酸、乳酸，反应温度950-1000°C，反应时间60分钟，得到产品母液； (6) 将步骤6中的产品母液注入喷雾干燥塔，进口温度为1000°C，出口温度为350-380 °C，得到颗粒状物料，然后过20目筛； (7) 将过筛后的物料在惰性气体中保温活化，保温时间为30分钟； (8) 将步骤(7)中的活化混合物加入喷射成型机的静态混合器中，进行纤维喷射成型， 压强为2-5MPa，即得成品。5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于步骤(7 )中的惰性气体为氩气。
【文档编号】D01F9/08GK106087111SQ201610447109
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】黄润翔
【申请人】苏州洪河金属制品有限公司