牙齿正畸矫治材料及其制备和用图_3

文档序号:9559836阅读:来源:国知局
I)和聚碳酸酯二醇(PCDL)为原料合成。
[0060] 合适的医疗级芳族聚碳酸酯氨酯弹性体的实例以4, 4' -二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI),聚碳酸酯二醇(PCDL)和1,4_ 丁二醇(BD0)为原料反应合成。
[0061] 合适的医疗级芳族聚酯氨酯弹性体的实例以聚己内酯(PCL)或聚己二酸酯, 4, 4' -二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4-丁二醇(BD0)为原料反应合成。
[0062] 合适的医疗级聚氨酯-脲弹性体的实例以聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)和4, 4'-二 苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应生成端异氰酸酯基预聚物,在二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中 以乙二胺为扩链剂,浇注而成的线性聚氨酯-脲嵌段聚合物。
[0063] 对于热塑性聚氨酯弹性体,它既可以通过本领域中的已知方法制备,也可以市购 获得,作为该热塑性聚氨酯弹性体的实例,可以提及美国陶氏医疗级pellethane系列的 2363-80A,2363-80AE,2363-90A,2363-90AE,2363-55D,2363-55DE,2363-65D,2363-75D ;德 国巴斯夫公司的TPU-1195A,SP806, TPU-S90A ;台湾高鼎化学工业公司的NX-95A,EX-85A ; 台湾大东公司的 1080AF,1085AF,1095AF,3080AF,3085AF,3090AF ;德国拜耳公司的 345X, RxT85A,RxT50D,RxT65D,945U,DP7-1049, Texin-250, Texin-5590, Texin-950, Texin-5280, Texin-5290, Texin-5250等等。本发明中所用的热塑性聚氨酯弹性体卫生等级有利地均为 医疗食品级。热塑性聚氨酯弹性体有利地具有A70-A98的邵氏硬度。有利的是,用于本发 明的热塑性聚氨酯弹性体的重均分子量为140000-220000,优选为150000-210000。
[0064] 在本发明的牙齿正畸矫治材料中,作为组分C的热塑性聚氨酯弹性体的含量通常 为0-20重量%,优选为1-15重量%,更优选2-10重量%。
[0065] 为了获得本发明的牙齿正畸矫治材料,优选的是,组分A、B和C的透光率各自独立 地大于80%。另外,组分A、B和C的折射指数各自独立地为1. 56-1. 59,优选为1. 57-1. 58。 为了便于加工,还优选组分A、B和C的熔融加工温度各自独立地为220-245°C。
[0066] 对于本发明而言,牙齿正畸矫治材料必须包含一定量的纳米二氧化硅。该纳米二 氧化硅的包含不仅基本上保持PETG材料的透明性,更为重要的是,该纳米二氧化硅会降低 PETG基矫治材料的吸水率和应力松弛率。吸水率的降低可以减少矫治材料吸入唾液或其 他液体胀大变形,从而影响矫治效果;而应力松弛率的降低可以延长矫治器的使用时间。此 外,本发明的发明人还发现,纳米二氧化钛的添加还会大大降低材料的维卡软化点,从而使 得材料的加工成型温度降低,变得更容易加工。
[0067] 纳米二氧化硅(Si02)是一种无毒无味无污染的非金属材料。纳米二氧化硅主要制 备方法可以是以硅烷卤化物为原料的气相法;以硅酸钠和无机酸为原料的化学沉淀法;以 及以硅酸酯等为原料的溶胶-凝胶法和微乳液法等。
[0068] 纳米二氧化硅表面富含活性羟基,比表面积很大,表面能很高。有利的是,需要通 过表面处理纳米二氧化硅来避免或减少团聚问题和解决其与配方其它材料的相容性问题。 例如,将纳米二氧化硅(Si02)加入无水乙醇或甲苯中搅拌分散15min,再加入含有硅烷偶联 剂(如KH-550、KH-570等)的乙醇或甲苯溶液中,然后将混合液置于超声波清洗机超声 60min,之后移入另一容器中,在78°C下加热搅拌并回流2h,抽滤,用乙醇或乙醚溶剂洗涤 干净,并于真空干燥箱中80°C干燥2h,得到表面改性的纳米二氧化硅(Si02)。如此处理过 的纳米二氧化硅的表面能大大降低,团聚显著减少,与本发明牙齿正畸矫治材料中的其它 组分的相容性提高。
[0069] 对于纳米二氧化硅,它既可以通过本领域中的已知方法制备,也可以市购获得, 作为该纳米二氧化硅的实例,可以提及中国扬州昊能化工有限公司的HN-200, HN-300, HN-380 ;中国宝特化工有限公司W-200, W-150, BT304 ;美国卡博特的M-5, LM-150 ;德国德 固赛的 A200, A300, A380, R106, R202, R972, R974, R812, R812S ;德国瓦克公司的 V15, N20, T40, H15, H18, H20, H2000 ;日本德山的QS-102, QS-20, DM-10 ;上海汇精亚纳米新材料公司 的 HG-NMEYHG 等。
[0070] 在本发明中,作为组分D的纳米二氧化硅,其平均粒度有利地为5_200nm,优选为 5-lOOnm,更优选为 5_60nm。
[0071] 在本发明的牙齿正畸矫治材料中,作为组分D的纳米二氧化硅的含量通常为 0. 3-5重量%,优选为0. 3-3重量%,更优选0. 5-2. 5重量%,基于牙齿正畸矫治材料的总重 量。
[0072] 在本发明的牙齿正畸矫治材料的一个优选实施方案中,该材料还可以包含其它助 剂,如抗氧剂,例如抗氧剂1010 (四[β - (3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇 酯)、抗氧剂168 (三(2, 4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯)、抗氧剂264 (2, 6-二叔丁基对甲酚)、 抗氧剂1076 ( β - (4-羟基-3, 5-二叔丁基苯基)丙酸正十八烷基酯)、抗氧剂330 (1,3, 5-三 甲基-2, 4, 6-三_(4'_羟基-3',5'-二叔丁基苄基)苯)抗氧剂3114(1,3, 5-三(3, 5-二 叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸)、抗氧剂626 (双(2, 4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸 酯)、抗氧剂618 (二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯)等,光稳定剂,例如光稳定剂622 ( 丁二酸 与(4-羟基-2, 2, 6, 6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物)、光稳定剂770 (癸二酸二(2, 2, 6, 6-四 甲基-4-哌啶)酯)等。
[0073] 本发明的牙齿正畸矫治材料是透明的。有利的是,本发明的牙齿正畸矫治材料的 透光率为86-91 %,优选为88-91 %。
[0074] 在本发明牙齿正畸矫治材料的一个特别优选实施方案中,基于矫治材料的总重 量,其包含
[0075] Α) 60-75重量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯,
[0076] Β) 10-30重量%的聚碳酸酯;
[0077] C) 2-10重量%的热塑性聚氨酯弹性体;和
[0078] D)0. 5-2. 5重量%的纳米二氧化硅,
[0079] 其中矫治材料的所有组分的各百分含量之和为100重量%。
[0080] 根据本发明的另一方面,提供了一种制备根据本发明牙齿正畸矫治材料的方法, 包括将该材料所包含的各个组分熔融共混。
[0081 ] 在本发明制备方法中,涉及的各个技术特征或其任意组合适用上文对于本发明牙 齿正畸矫治材料所述的对应内容。
[0082] 为了制备本发明的牙齿正畸矫治材料,将聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二 甲醇酯、纳米二氧化硅、任选的聚碳酸酯、任选的热塑性聚氨酯弹性体以及任选的其他组分 按照所需比例经熔融共混、造粒即可获得均匀分散的共混物。为了实现前述熔融共混,可以 使用常规上用于此目的的混合设备,包括单螺杆挤出机和双螺杆挤出机等。熔融共混温度 通常为 220-245°C。
[0083] 有利的是,在将本发明牙齿正畸矫治材料所包含的各个组分熔融共混之前,将这 些组分干燥。为此,将聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯在60-65 °C的温度下 干燥,干燥时间取决于原料具体状况可以为4-6小时,例如在65°C下干燥;将聚碳酸酯在 100-120°C的温度下干燥,干燥时间取决于原料具体状况可以为4-6小时,例如在120°C下 干燥6h ;将热塑性聚氨酯弹性体在70-90°C的温度下干燥,干燥时间取决于原料具体状况 可以为4-6小时,例如在80°C下干燥5h。然后,将纳米二氧化硅、干燥后的聚对苯二甲酸乙 二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、聚碳酸酯和热塑性聚氨酯弹性体等所有组分按照所需配比 熔融共混,挤出造粒。
[0084] 根据本发明的再一方面,提供了本发明牙齿正畸矫治材料在制造牙齿正畸矫治器 件中的用途。所述器件优选为牙套。
[0085] 在制得本发明的牙齿正畸矫治材料之后,可通过常规的塑料加工工艺制造牙齿正 畸矫治器件,包括制备矫治用膜片和牙套。在制得矫治用膜片后,根据患者具体情况,将膜 片制成具体的牙套材料。膜片和牙套的制备对于本领域技术人员而言是常规的。例如,可 将通过本发明方法制得的牙齿正畸矫治材料粒料先干燥,例如于80°C下干燥5h,然后在注 塑机中进行注塑成型,注塑温度控制在220-245?之间,得到标准的热压模正畸材料,如矫 治用膜片。
[0086] 本发明的有益效果是:
[0087] (1)本发明牙齿正畸矫治材料的优点在于具有良好的卫生性能,其中聚对苯二甲 酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯和聚碳酸酯如使用的话提供足够的应力以及强度,而热 塑性聚氨酯弹性体如使用的话提供较强的弹性回复力,从而保证正畸矫治用热压膜材料的 性能
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