锆增强的快速处理微晶玻璃及其组合物、制备方法、用途

摘要

本发明公开了一种锆增强的快速处理微晶玻璃及其组合物、制备方法、用途，属于口腔医学技术领域。该组合物，包括以下摩尔分数比的组分：正硅酸乙酯40‑70；硝酸锂10‑20；硝酸钾3‑12；氧氯化锆1‑20；硝酸铝0.5‑15；硝酸钠0.5‑5；荧光剂0.5‑10；光敏剂0.5‑10；玻璃改性剂0‑10；着色剂0‑20。本发明的制备包括以下步骤：溶胶‑凝胶‑熔融‑浇铸/水淬压铸‑结晶‑产品。该方法可在不改变微晶玻璃光学、力学性能的情况下，可包含比一般微晶玻璃更高含量的着色剂；其生产温度低，节约能源。本发明所述的微晶玻璃被用作牙科修复材料。

权利要求

1.一种用于锆增强的快速处理微晶玻璃的组合物，其特征在于，包括以下摩尔分数比的组分：所述硝酸钾的摩尔分数:硝酸锂的摩尔分数为1:1-4。

2.根据权利要求1所述的用于锆增强的快速处理微晶玻璃的组合物，其特征在于，所述荧光剂选自以下元素的硝酸物的至少一种：银、铈、铋、锡、碲、锌。

3.根据权利要求1所述的用于锆增强的快速处理微晶玻璃的组合物，其特征在于，所述光敏剂选自以下元素的硝酸物的至少一种：硒、锶、镉、钛、锡、钨。

4.根据权利要求1所述的用于锆增强的快速处理微晶玻璃的组合物，其特征在于，所述玻璃改性剂选自硼酸、磷酸、硝酸钙、硝酸钡和硝酸镁中的至少一种；

和/或；

所述着色剂选自以下元素的硝酸物的至少一种：铁、钴、镍、硒、铜、锰、稀土元素。

5.一种锆增强的快速处理微晶玻璃的制备方法，其特征在于，使用权利要求1-4任一项所述的组合物进行制备，具体包括以下步骤：步骤一：按权利要求1-4任一项所述的摩尔分数比称量原料，按所有原料总摩尔数与硝酸摩尔数的比例为1:0.5-1.5的用量，加入硝酸配成溶液，搅拌5-250min，然后超声震荡15-

120min混合均匀制成溶胶；

步骤二：将溶胶在50-100℃密封水浴中保温1-24h，形成凝胶；凝胶室温静置12-24小时后，倒入铂金或铂铑坩埚中，加温至1250℃-1450℃时，保温0.5-2h；

步骤三：将步骤二中经过保温的玻璃液冷却成型；

步骤四：将步骤三中所得成型产物，加热升温至800-900℃，保温0.5-3min。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤三的冷却成型包括：将保温的玻璃液浇铸入450℃-600℃预热的模具中成型，并退火0.5-4小时；

或将步骤二中经过保温的玻璃液浇入水中，将所得玻璃渣粉碎成粉，过200-400目筛后干压成型。

7.根据权利要求6所述的制备方法，所述步骤三中，所述干压成型的压力为：10-

100MPa；

和/或；

所述步骤一中，所述硝酸pH值在1.5-3之间。

8.一种锆增强的快速处理微晶玻璃，其特征在于，按照权利要求5-7任一项所述的制备方法制备得到。

9.一种权利要求8所述的锆增强的快速处理微晶玻璃用作牙科修复材料的用途。

说明书

锆增强的快速处理微晶玻璃及其组合物、制备方法、用途

技术领域

[0001] 本发明属于口腔医学技术领域，尤其涉及一种锆增强的快速处理微晶玻璃及其组合物、制备方法、用途。

背景技术

[0002] 陶瓷具有良好的生物安全性和美观性，使其成为临床上最为常用的口腔修复材料。随着人们对牙科美学修复要求的提高，传统陶瓷修复材料，因不具备天然牙半透明、自然光泽等特点，将渐渐被新型材料替代。

[0003] 牙科修复新型材料中，微晶玻璃这种将玻璃部分晶化得到的材料，具备陶瓷高强度、玻璃半透明性，其自然光泽也与天然牙极为相似。与传统强度较低(弯曲强度为120-180MPa)的白榴石微晶玻璃相比，具有较高强度(320-420MPa)的锂基微晶玻璃已成为市场主流牙科修复材料。

[0004] 国内专利中，申请公布号为CN 102741186 A的专利“二硅酸锂玻璃陶瓷、其生产方法及其用途”阐述了普通固相熔融制备二硅酸锂微晶玻璃的过程。其所述方法中，玻璃熔融温度非常高，要达到1500℃左右，为减少气孔率、提高材料均匀性，熔融温度甚至要升到1600℃以上，并且要在该温度长时间保温。再者，中国专利CN 102741186 A由于着色剂是由氧化物的形式加入原料中，在着色剂含量较高时，会使玻璃陶瓷光学性能发生变化，从而导致无法生产颜色较深的产品。除此之外，锂基微晶玻璃使用中，最终晶化热处理过程是由用户完成，而非生产者完成；所以，减少最终热处理过程时间，对用户体验有很大的提升。

[0005] 目前市场上的锂基微晶玻璃存在着价格高、均匀性差、耗能高、气孔率高、无法生产较深颜色产品等问题。

发明内容

[0006] 在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

[0007] 本发明实施例的目的是针对上述现有技术的耗能高的缺陷，提供一种生产温度低，节约能源的锆增强的快速处理微晶玻璃及其组合物、制备方法。

[0008] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

[0009] 一种用于锆增强的快速处理微晶玻璃的组合物，包括以下摩尔分数比的组分：

[0010]

[0011] 本发明还提供一种锆增强的快速处理微晶玻璃的制备方法，使用上述的组合物进行制备，具体包括以下步骤：

[0012] 步骤一：按上述的摩尔分数比称量原料，按所有原料总摩尔数与硝酸摩尔数的比例为1:0.5-1.5的用量，加入硝酸配成溶液，搅拌5-250min，然后超声震荡15-120min混合均匀制成溶胶；

[0013] 步骤二：将溶胶在50-100℃密封水浴中保温1-24h，形成凝胶；凝胶室温静置12-24小时后，倒入铂金或铂铑坩埚中，加温至1250℃-1450℃时，保温0.5-2h；

[0014] 步骤三：将步骤二中经过保温的玻璃液冷却成型；

[0015] 步骤四：将步骤三中所得成型产物，加热升温至800-900℃，保温0.5-3min。

[0016] 本发明又提供一种锆增强的快速处理微晶玻璃，按照上述的制备方法制备得到。

[0017] 本发明再提供一种上述的锆增强的快速处理微晶玻璃用作牙科修复材料的用途。

[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0019] 本发明的微晶玻璃包含高含量锆化合物，可人为调控微晶玻璃的机械性能和光学性能；可在高温下急速发生相变，并且其过程稳定、新生相结构分布均匀。本发明涉及的溶胶凝胶法制备的微晶玻璃，可降低生产温度，节约能源，并提高材料均匀性。本发明的锆增强的快速处理微晶玻璃可以作为牙科修复材料。

具体实施方式

[0020] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0021] 一种用于锆增强的快速处理微晶玻璃的组合物，包括以下摩尔分数比的组分：

[0022]

[0023] 本发明的氧氯化锆摩尔成分在1-20之间，通过改变锆含量，可控制微晶玻璃的机械性能和光学性能。

[0024] 优选地，所述硝酸钾的摩尔分数:硝酸锂的摩尔分数为1:1-4。

[0025] 优选地，所述荧光剂选自以下元素的硝酸物的至少一种：银、铈、铋、锡、碲、锌。

[0026] 优选地，所述光敏剂选自以下元素的硝酸物的至少一种：硒、锶、镉、钛、锡、钨。

[0027] 优选地，所述玻璃改性剂选自以下元素本身酸性物质或其硝酸物的至少一种：钙、硼、磷、钡、镁；

[0028] 优选地，所述着色剂选自以下元素的硝酸物的至少一种：铁、钴、镍、硒、铜、锰、稀土元素。

[0029] 一种锆增强的快速处理微晶玻璃的制备方法，使用上述的组合物进行制备，具体包括以下步骤：

[0030] 步骤一：按上述的摩尔分数比称量原料，按所有原料总摩尔数与硝酸摩尔数的比例为1:1的用量，加入硝酸配成溶液，搅拌5-250min，然后超声震荡15-120min混合均匀制成溶胶；

[0031] 步骤二：将溶胶在50-100℃密封水浴中保温1-24h，形成凝胶；凝胶室温静置12-24小时后，倒入铂金或铂铑坩埚中，加温至1250℃-1450℃时，保温0.5-2h；

[0032] 步骤三：将步骤二中经过保温的玻璃液冷却成型；

[0033] 步骤四：将步骤三中所得成型产物，加热升温至800-900℃，保温0.5-3min。

[0034] 优选地，所述步骤三的冷却成型包括：将保温的玻璃液浇铸入450℃-600℃预热的模具中成型，并退火0.5-4小时；

[0035] 或将步骤二中经过保温的玻璃液浇入水中，将所得玻璃渣粉碎成粉，过300目筛后干压成型。

[0036] 优选地，所述步骤三中，所述干压成型的压力为：10-100MPa。

[0037] 优选地，所述步骤一中，所述硝酸pH值在1.5-3之间。

[0038] 本发明采用的溶胶凝胶法，原料在熔融前已经是分散均匀的凝胶状态，可降低熔融温度至少200℃，并且无需长时间保温，极大降低了耗能。

[0039] 本发明在熔融前，着色剂是以凝胶的方式混合在原料中，使得着色效果增强，并降低着色剂对光学性能的影响，从而使产品中可加入更高含量的着色剂，从而加深产品颜色。

[0040] 本发明使用特定的钾锂比，利用钾元素极性比锂元素高的原理，通过钾极化对锂原子与硅原子的配位产生影响，使其按照预定方向形成化学键，极大缩短了最终晶化热处理时间，使用户在高温下处理0.5-3min后，即可使用。

[0041] 本发明又提供一种锆增强的快速处理微晶玻璃，按照上述的制备方法制备得到。

[0042] 本发明再提供一种上述的锆增强的快速处理微晶玻璃用作牙科修复材料的用途。

[0043] 下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明：

[0044] 实施例1

[0045] 按照以下摩尔分数比配备原料：

[0046]

[0047] 一种锆增强的快速处理微晶玻璃的制备方法，具体包括以下步骤：

[0048] 步骤一：按上述的摩尔分数比称量原料，按所有原料总摩尔数与硝酸摩尔数的比例为1:1的用量，加入硝酸配成溶液，硝酸pH值为2，搅拌150min，然后超声震荡60min混合均匀制成溶胶；

[0049] 步骤二：将溶胶在75℃密封水浴中保温12h，形成凝胶；凝胶室温静置16小时后，倒入铂金或铂铑坩埚中，加温至1350℃时，保温1.5h；

[0050] 步骤三：将步骤二中经过保温的玻璃液浇入水中，将所得玻璃渣粉碎成粉，过300目筛后，采用60MPa的压力干压成型；

[0051] 步骤四：将步骤三中所得成型产物，加热升温至850℃，保温2min。

[0052] 实施例2

[0053] 按照以下摩尔分数比配备原料：

[0054]

[0055] 一种锆增强的快速处理微晶玻璃的制备方法，具体包括以下步骤：

[0056] 步骤一：按上述的摩尔分数比称量原料，按所有原料总摩尔数与硝酸摩尔数的比例为1:0.5的用量，加入硝酸配成溶液，硝酸pH值为2.5，搅拌250min，然后超声震荡15min混合均匀制成溶胶；

[0057] 步骤二：将溶胶在100℃密封水浴中保温1h，形成凝胶；凝胶室温静置12小时后，倒入铂金或铂铑坩埚中，加温至1450℃时，保温0.5h；

[0058] 步骤三：将步骤二中经过保温的玻璃液浇铸入550℃预热的模具中成型，并退火2.5小时；

[0059] 步骤四：将步骤三中所得成型产物，加热升温至900℃，保温0.5min。

[0060] 实施例3

[0061] 按照以下摩尔分数比配备原料：

[0062]

[0063] 一种锆增强的快速处理微晶玻璃的制备方法，具体包括以下步骤：

[0064] 步骤一：按上述的摩尔分数比称量原料，按所有原料总摩尔数与硝酸摩尔数的比例为1:1.5的用量，加入硝酸配成溶液，硝酸pH值为1.5，搅拌5min，然后超声震荡120min混合均匀制成溶胶；

[0065] 步骤二：将溶胶在50℃密封水浴中保温24h，形成凝胶；凝胶室温静置24小时后，倒入铂金或铂铑坩埚中，加温至1250℃℃时，保温2h；

[0066] 步骤三：将步骤二中经过保温的玻璃液浇入水中，将所得玻璃渣粉碎成粉，过400目筛后，100MPa的压力干压成型；

[0067] 步骤四：将步骤三中所得成型产物，加热升温至800℃，保温3min。

[0068] 实施例4

[0069] 按照以下摩尔分数比配备原料：

[0070]

[0071]

[0072] 一种锆增强的快速处理微晶玻璃的制备方法，具体包括以下步骤：

[0073] 步骤一：按上述的摩尔分数比称量原料，按所有原料总摩尔数与硝酸摩尔数的比例为1:1.2的用量，加入硝酸配成溶液，硝酸pH值为3，搅拌10min，然后超声震荡30min混合均匀制成溶胶；

[0074] 步骤二：将溶胶在90℃密封水浴中保温12h，形成凝胶；凝胶室温静置12小时后，倒入铂金或铂铑坩埚中，加温至1300℃时，保温1h；

[0075] 步骤三：将步骤二中经过保温的玻璃液浇铸入450℃预热的模具中成型，并退火4小时；

[0076] 步骤四：将步骤三中所得成型产物，加热升温至800℃，保温1.5min。

[0077] 实施例5

[0078] 按照以下摩尔分数比配备原料：

[0079]

[0080]

[0081] 一种锆增强的快速处理微晶玻璃的制备方法与实施例1的方法相同。

[0082] 实施例6

[0083] 按照以下摩尔分数比配备原料：

[0084]

[0085] 一种锆增强的快速处理微晶玻璃的制备方法与实施例1的方法相同。

[0086] 本发明的实施例1-3中，由于氧氯化铬含量的增加，微晶玻璃透度依次升高；实施例1和实施例6中，由于硝酸铈含量增加，微晶玻璃呈现黄色，并且颜色依次加深。

[0087] 本发明的制备包括以下步骤：溶胶-凝胶-熔融-浇铸/水淬压铸-结晶-产品。该方法可在不改变微晶玻璃光学、力学性能的情况下，可包含比一般微晶玻璃更高含量的着色剂；其生产温度低，节约能源。本发明所述的微晶玻璃被用作牙科修复材料。

[0088] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。