一种多层聚合物膜片及牙科器具的制作方法

本发明属于高分子材料，涉及一种多层聚合物膜片及牙科器具。

背景技术：

1、隐形矫治器因便利和卫生的用户体验，受到人们的青睐。现有矫治器膜片通常由热塑性聚氨酯(tpu)或聚酯材料(如petg和pctg)制成。他们的安全性和有效性已被充分验证。但这两种材料单独使用都存在一些缺点：热塑性聚氨酯硬度太高，患者在佩戴聚氨酯矫治器的初期，牙齿疼痛概率很高，这会降低患者的舒适度和依从性。聚酯材料硬度适中，但由于该材料在应力作用下容易发生断裂，因而会导致较高的重启率，大大影响了矫正治疗的进度。领先的矫治器公司正使用多层膜片来生产矫治器。

2、align technology(隐适美)公司推出的多层矫治包含硬质共聚酯内层，第一和第二软质热塑性聚氨酯弹性体外层，内层硬质材料被第一和第二外层包裹。外层软质聚氨酯弹性体的弯曲弹性模量大于241.4mpa，邵氏硬度范围为60a-85d，厚度范围为25-100微米。这种结构使用了软质聚氨酯外层，在使用过程中，外层材料容易破损和染色，影响了功能和美观。贝伊材料有限责任公司(us10549511b2)提供了一种三层聚合物膜片，其采用三明治结构，外层为热塑性共聚聚酯材料，中心层为热塑性聚氨酯弹性体，其商品化的产品为zenduratm flx。根据专利及产品介绍可以知道，该种三层结构的产品其表层材料抗染色性好，同时可以提供出色的应力保持效果。但因表层共聚聚酯力学性能欠佳，在应力作用下，共聚聚酯易产生银纹和断裂。研究发现，由该种材料制成的矫治器同样易产生表面破损，影响使用者的体验感，进一步的也会影响矫治进度和矫治效果。

3、在先专利cn 114652465 a公开一种多层聚合物膜片及牙科器具，其膜片包含a层聚合物、b层聚合物和c层聚合物。所述a层材料为共聚聚酯，b层材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物，c层材料为共聚聚酯或聚酰胺。b层聚合物位于a层聚合物和c层聚合物之间。但是该发明的b层材料乙烯-醋酸乙烯共聚物与表层材料的粘结力较弱，同时，由于醋酸乙烯酯加工温度远低于表层的聚酯和聚酰胺，导致共挤出加工时中间层材料流动性波动较大，层厚分布不均匀。

4、此外，已有的解决方案使用的聚氨酯和共聚酯的加工温差较大，通常大于30℃，无法通过共挤出直接层合，通常使用挤出涂布进行生产。这导致多层聚合物间的黏结力不足，同时制品的良率也极大下降。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提供更好的矫治器膜片材料，本发明提供了一种多层聚合物膜片及牙科器具。

2、具体而言，本发明的目的通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种多层聚合物膜片，包含a层聚合物和b层聚合物；a层聚合物为弹性体材料，拉伸弹性模量为50-900mpa，加工温度低于245-265℃；b层聚合物为硬质材料，拉伸弹性模量1000-2000mpa，加工温度240-275℃。

4、所述a层聚合物包括聚氨酯和聚酰胺，其中聚氨酯的邵氏硬度75a-70d；a层聚合物中，聚酰胺的质量分数为30-70％。

5、所述聚酰胺为透明形态或半透明形态。

6、所述b层聚合物包括共聚酯、微晶聚酰胺、非晶聚酰胺、聚氨酯、环烯烃聚合物中的至少一种。

7、所述b层聚合物的邵氏硬度范围为75d-85d。

8、作为本发明的一个实施方案，所述多层聚合物膜片的总厚度为400微米至2500微米。所述a层聚合物的厚度占所述多层聚合物膜片的总厚度的10-30％。

9、所述多层聚合物膜片的拉伸弹性模量为1000-1800mpa。

10、所述a层聚合物厚度为40至250微米；优选100至200微米。当a层聚合物厚度过厚时，材料整体弹性模量偏低，从而引起矫治力不足；当a层厚度过薄时，会导致a层强度不足，从而引起a层易破裂，且a层厚度过薄时，也会影响患者佩戴时的体验。

11、所述a层聚合物和b层聚合物采用共挤出(用各自的温度挤出，温差不能超过30摄氏度)的方式进行层合，制得所述多层聚合物膜片。

12、所述共挤出的方式为模内共挤出。

13、本发明还涉及一种牙科器具，由前述多层聚合物膜片制成，与一颗或多颗牙齿共形。

14、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

15、1、基于本发明的多层聚合物膜片，a层聚合物由于聚酰胺和聚氨酯混合制成，其中聚酰胺耐热性好，提高了a层聚合物的加工温度，使得a层聚合物和b层聚合物可以直接共挤出层合，生产工艺稳定，聚氨酯成分具有良好的黏结性，使得层间结合牢固；基于本发明的多层聚合物膜片，a层聚合物和b层聚合物均具有抗染色性，口腔佩戴时提供更好的美学效果；

16、2、基于本发明的多层聚合物膜片，a层聚合物包括聚氨酯和聚酰胺，其中聚氨酯的邵氏硬度75a-70d，质量含量为30-70％，聚酰胺成分耐磨性好，共混有聚酰胺的a层聚合物具有更好的耐磨耗性能，口腔佩戴时不容易穿层；

17、3、基于本发明的多层聚合物膜片具有改善的模量特性，可提供更舒适的佩戴体验。

技术特征：

1.一种多层聚合物膜片，包含a层聚合物和b层聚合物；其特征在于，

2.根据权利要求1所述的多层聚合物膜片，其特征在于，a层聚合物包括聚氨酯和聚酰胺，其中聚氨酯的邵氏硬度75a-70d，a层聚合物中，聚酰胺的质量分数为30-70％。

3.根据权利要求2所述的多层聚合物膜片，其特征在于，所述聚酰胺为透明形态或半透明形态。

4.根据权利要求1所述的多层聚合物膜片，其特征在于，b层聚合物包括共聚酯、微晶聚酰胺、非晶聚酰胺、聚氨酯、环烯烃聚合物中的至少一种，所述b层聚合物的邵氏硬度范围为75d-85d。

5.根据权利要求1所述的多层聚合物膜片，其特征在于，所述多层聚合物膜片的总厚度为400-2500微米。

6.根据权利要求1所述的多层聚合物膜片，其特征在于，所述a层聚合物的厚度为40-250微米，其占多层聚合物膜片总厚度的10％-30％。

7.根据权利要求1所述的多层聚合物膜片，其特征在于，所述多层聚合物膜片的拉伸弹性模量为1000-1800mpa。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的多层聚合物膜片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：所述a层聚合物和b层聚合物采用共挤出的方式进行层合，制得所述多层聚合物膜片。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述共挤出的方式为模内共挤出。

10.一种牙科器具，由如权利要求1-7中任一项所述的多层聚合物膜片制成，与一颗或多颗牙齿共形。

技术总结
本发明公开了一种多层聚合物膜片及牙科器具：本发明的多层聚合物膜片包含A层聚合物和B聚合物层。A层聚合物为弹性体材料，拉伸弹性模量为50‑900MPa，加工温度245‑265℃；B层聚合物为硬质材料，拉伸弹性模量大于1000‑2000MPa，加工温度240‑275℃。本发明的A层聚合物可与B层聚合物直接共挤出层合，具有稳定的加工工艺，层间结合力强，按照GB/T 9286的方法测试A层聚合物与B层聚合物的黏结力等级为0级。由本发明的多层聚合物膜片制得的牙科器具，在口内佩戴时具有良好的抗污性。

技术研发人员：孙永富,曾鹏
受保护的技术使用者：上海恺皓科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15