專(zhuān)利名稱(chēng)：一種陶瓷表面處理劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陶瓷界面化學(xué)領(lǐng)域，涉及硅烷偶聯(lián)劑，尤其是一種陶瓷表面處理劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
表面處理劑(surface treating agent )為了提高粘接性能,用作處理塑料、填料、顏料和粘接載體等表面的物質(zhì)。

近年來(lái)，由于陶瓷修復(fù)體擁有較高的強(qiáng)度和更佳的美學(xué)效果，所以在臨床上，陶瓷借助CAD/CAM技術(shù)被廣泛應(yīng)用于嵌體、貼面以及冠橋修復(fù)等牙齒修復(fù)和口腔重建上。上述陶瓷修復(fù)體需要在其表面粘結(jié)樹(shù)脂，由此通過(guò)粘結(jié)性樹(shù)脂水門(mén)汀提供強(qiáng)大和穩(wěn)固的固位力，而在粘結(jié)樹(shù)脂前需要對(duì)對(duì)陶瓷表面進(jìn)行改性，這種改性通常是先采用氫氟酸酸蝕和粘合劑作表面處理，再粘結(jié)樹(shù)脂。目前，采用硅烷偶聯(lián)劑作為粘合劑增強(qiáng)陶瓷粘結(jié)性的技術(shù)在口腔陶瓷粘結(jié)領(lǐng)域已被廣泛接受，因此，對(duì)硅烷偶聯(lián)劑的不斷改進(jìn)也成為近期研究的熱點(diǎn)，但大多數(shù)改進(jìn)均是針對(duì)硅烷偶聯(lián)劑中與樹(shù)脂發(fā)生反應(yīng)的有機(jī)官能團(tuán)而不是針對(duì)硅烷水解效率所作出的，由于陶瓷晶質(zhì)含量較高、玻璃相有限(低于1%)，改性收效不明顯，不能有效粘結(jié)樹(shù)脂。在硅烷偶聯(lián)劑的使用過(guò)程中，為了促進(jìn)硅烷偶聯(lián)劑中硅烷的水解，通常還在硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理的同時(shí)加入甲基丙烯酸酯類(lèi)等酸性有機(jī)單體作為硅烷水解的引發(fā)劑，但根據(jù)最新研究表明，在對(duì)陶瓷進(jìn)行改性時(shí)，若以甲基丙烯酸酯類(lèi)等酸性有機(jī)單體作為硅烷偶聯(lián)劑的硅烷水解引發(fā)劑，甲基丙烯酸酯會(huì)因其自身和硅烷水解后的硅醇基團(tuán)發(fā)生化學(xué)結(jié)合而破壞了硅烷的水解，阻礙了硅烷在陶瓷表面的化學(xué)結(jié)合，從而影響樹(shù)脂的粘結(jié)強(qiáng)度，因此如何對(duì)陶瓷的表面進(jìn)行改性以提高修復(fù)體與牙體組織的粘結(jié)強(qiáng)度成為目前臨床工作中的難點(diǎn)。經(jīng)檢索，未發(fā)現(xiàn)與本申請(qǐng)內(nèi)容相關(guān)的專(zhuān)利文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足之處，提供一種有效促進(jìn)硅烷水解且具有良好界面吸附力的、提高陶瓷與樹(shù)脂水門(mén)汀粘結(jié)強(qiáng)度的陶瓷表面處理劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種陶瓷表面處理劑，包括液態(tài)混合硅烷，該液態(tài)混合硅烷包含的組分及摩爾百分比分別為I, 2-雙三甲氧基硅基乙烷，液態(tài)l(T50mol%Y _甲基丙稀酸氧基丙基二甲氧基娃燒，液態(tài)50 90mol%。而且，所述液態(tài)混合硅烷包含的組分及優(yōu)選摩爾百分比分別為1，2_雙三甲氧基硅基乙烷，液態(tài)30mol%
Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,液態(tài)70mol%。而且，所述陶瓷表面處理劑還包括硅烷水解引發(fā)劑，硅烷水解引發(fā)劑為鹽酸水溶液，其摩爾濃度為O. 0Γ0. lmol/L。而且，所述鹽酸水溶液的優(yōu)選摩爾濃度為O. 05mol/L。一種陶瓷表面處理劑的制備方法，其步驟為⑴制備液態(tài)混合硅烷將1，2-雙三甲氧基硅基乙烷與Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合后，得到液態(tài)混合硅烷；⑵制備硅烷偶聯(lián)劑溶液將液態(tài)混合硅烷溶解在乙醇中，即得到硅烷偶聯(lián)劑，(TlO°C冷藏保存，待用；⑶制備硅烷水解引發(fā)劑用去離子蒸餾水將鹽酸分別稀釋成O. 0Γ0. lmol/L的鹽酸水溶液，即得到硅烷水解引發(fā)劑，待用； ⑷制備表面處理劑將硅烷偶聯(lián)劑溶液與硅烷水解引發(fā)劑按照體積比為1:1的比例混合，即得到本發(fā)明所提供的陶瓷表面處理劑。而且，步驟⑵所述的液態(tài)混合硅烷與乙醇重量比為1:18 20。而且，步驟⑶所述的去離子蒸餾水的pH值為6. O。一種陶瓷表面處理劑作為陶瓷表面硅烷化的應(yīng)用。而且，所述陶瓷表面硅烷化的方法為室溫下，將混合后的陶瓷表面處理劑均勻涂抹至陶瓷片表面，硅烷化I分鐘后，烘干。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是I、本發(fā)明將1，2-雙三甲氧基硅基乙烷與Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷組合使用作為硅烷偶聯(lián)劑，1，2-雙三甲氧基硅基乙烷具有雙可水解烷氧基基團(tuán)，由此明顯提升了硅烷水解率，可以提升硅烷分子與陶瓷的附著能力，同時(shí)偶聯(lián)劑中還存在著-甲基丙烯酰氧基基團(tuán)，由此保證了其與樹(shù)脂的粘結(jié)強(qiáng)度。2、本發(fā)明采用鹽酸作為硅烷偶聯(lián)劑中硅烷水解的引發(fā)劑，由此使硅烷水解后的硅氧鍵得到了強(qiáng)化了，而烷氧基得到了削弱，有效促進(jìn)了硅醇基的生成，便于硅醇基與陶瓷表面的脫水聚合，最終生成(-Si-O-Si-)的強(qiáng)化學(xué)鍵基團(tuán)，使水解后的硅烷偶聯(lián)劑以化學(xué)鍵形式牢固地附著在陶瓷表面。3、本發(fā)明采用多次冷熱循環(huán)試驗(yàn)和粘結(jié)試驗(yàn)分析，不僅優(yōu)化了硅烷偶聯(lián)劑中1，2-雙三甲氧基硅基乙烷與Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷之間的配比，還根據(jù)硅烷偶聯(lián)劑中兩種原料的水解性和醇解度確認(rèn)了硅烷水解的引發(fā)劑鹽酸的最佳用量并用于口腔陶瓷修復(fù)體的改性，在臨床上具有良好的推廣價(jià)值。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I一種陶瓷表面處理劑，包括液態(tài)混合硅烷及硅烷水解引發(fā)劑，其中，液態(tài)混合硅烷包含的組分及其摩爾百分比分別為
I, 2-雙三甲氧基硅基乙烷(BTS)，液態(tài)10mol%，約為5. 789mgY-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)，液態(tài) 90mol%，約為45.068mg;硅烷水解引發(fā)劑為鹽酸水溶液，其摩爾濃度為O. 01 O. lmol/L。上述用于陶瓷表面處理劑的制備方法為⑴制備液態(tài)混合硅烷將BTS與MPTS按照配比混合后，得到液態(tài)混合硅烷；⑵制備硅烷偶聯(lián)劑取50mg液態(tài)混合硅烷溶解在Iml乙醇中，即得到硅烷偶聯(lián)劑，(TlO°C冷藏保存，待用； ⑶制備硅烷水解引發(fā)劑用去離子蒸餾水(pH=6. O)將鹽酸分別稀釋成O. 0Γ0. lmol/L的鹽酸水溶液，即得到硅烷水解引發(fā)劑，待用；⑷制備表面處理劑將硅烷偶聯(lián)劑與硅烷水解引發(fā)劑按照體積比為1:1的比例混合，即得到本發(fā)明所提供的陶瓷表面處理劑。該陶瓷表面處理劑可作為陶瓷表面硅烷化的應(yīng)用，其陶瓷表面硅烷化方法為室溫下，將混合后的陶瓷表面處理劑均勻涂抹至陶瓷片表面，硅烷化I分鐘后，烘干。本實(shí)施例中，陶瓷片表面積為6mmX 6mm，經(jīng)測(cè)量和實(shí)驗(yàn)，將O. 3mg陶瓷表面處理劑涂于陶瓷片表面，表面處理劑中的乙醇可在I分鐘內(nèi)揮發(fā)，由此在該時(shí)間內(nèi)完成陶瓷片表面的硅烷化。硅烷化后，繼續(xù)在室溫下干燥陶瓷表面2分鐘，最后空氣輕吹10秒，得到試料。實(shí)施例2一種陶瓷表面處理劑，包括液態(tài)混合硅烷及硅烷水解引發(fā)劑，其中，液態(tài)混合硅烷包含的組分及其摩爾百分比分別為1，2-雙三甲氧基硅基乙烷(8了5)，液態(tài)2011101%，約為11. 578mgY-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)，液態(tài) 80mol%，約為40.061mg;硅烷水解引發(fā)劑為鹽酸水溶液，其摩爾濃度為O. 01 O. lmol/L。制備方法和陶瓷表面娃燒化方法同實(shí)施例I。實(shí)施例3 一種陶瓷表面處理劑，包括液態(tài)混合硅烷及硅烷水解引發(fā)劑，其中，液態(tài)混合硅烷包含的組分及其摩爾百分比分別為1，2-雙三甲氧基硅基乙烷(8丁5)，液態(tài)3011101%，約為17. 367mgY -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)，液態(tài) 70mol%，約為35. 120mg ；硅烷水解引發(fā)劑為鹽酸水溶液，其摩爾濃度為0.01 0. lmol/L。制備方法和陶瓷表面娃燒化方法同實(shí)施例I。實(shí)施例4—種陶瓷表面處理劑，包括液態(tài)混合硅烷及硅烷水解引發(fā)劑，其中，液態(tài)混合硅烷包含的組分及其摩爾百分比分別為1，2-雙三甲氧基硅基乙烷化了5)，液態(tài)4011101%，約為22. 056mgY -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)，液態(tài) 60mol%，約為30. 103mg ；硅烷水解引發(fā)劑為鹽酸水溶液，其摩爾濃度為0.01 0. lmol/L。制備方法和陶瓷表面娃燒化方法同實(shí)施例I。實(shí)施例5一種陶瓷表面處理劑，包括液態(tài)混合硅烷及硅烷水解引發(fā)劑，其中，液態(tài)混合硅烷包含的組分及其摩爾百分比分別為1，2-雙三甲氧基硅基乙烷(8了5)，液態(tài)5011101%，約為28. 945mgY -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)，液態(tài) 50mol%，約為25. 086mg ；硅烷水解引發(fā)劑為鹽酸水溶液，其摩爾濃度為O. 01 O. lmol/L。制備方法和陶瓷表面娃燒化方法同實(shí)施例I。試料粘接強(qiáng)度測(cè)定將一內(nèi)徑3. 2mm,厚Imm圓孔的娃橡膠環(huán)放置于實(shí)施例I、中娃燒化后的陶瓷片表面上，將雙固化型水門(mén)汀樹(shù)脂填滿(mǎn)入硅膠環(huán)模型的圓孔之中，并光固化照射。光源強(qiáng)度經(jīng)光強(qiáng)測(cè)試儀檢測(cè)為450-600 mW/cm2，之后小心的去除硅膠環(huán)及多余的樹(shù)脂，得到粘結(jié)好的試料。 將粘接好的試料浸沒(méi)在37 0C的蒸餾水中24h之后分為三組，分別通過(guò)萬(wàn)能空間試驗(yàn)機(jī)檢測(cè)樹(shù)脂和瓷片之間的剪切強(qiáng)度，加載速度為lmm/min，至樹(shù)脂-陶瓷粘接面斷裂，其中一組是冷熱循環(huán)前的試料；另一組是經(jīng)過(guò)5000次冷熱循環(huán)的試料；剩下的一組是經(jīng)過(guò)10000次冷熱循環(huán)的試料；上述冷熱循環(huán)是指將試料在5°C和55°C的水浴內(nèi)分別浸泡60s，移動(dòng)時(shí)間為7s，被認(rèn)定為一次循環(huán)。相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)如下
權(quán)利要求
1. 一種陶瓷表面處理劑,其特征在于包括液態(tài)混合娃燒，該液態(tài)混合娃燒包含的組分及摩爾百分比分別為 1.2-雙三甲氧基硅基乙烷，液態(tài)l(T50mol% Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，液態(tài)5(T90mol%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陶瓷表面處理劑，其特征在于所述液態(tài)混合硅烷包含的組分及優(yōu)選摩爾百分比分別為 I,2-雙三甲氧基硅基乙烷，液態(tài)30mol% Y _甲基丙稀酸氧基丙基二甲氧基娃燒，液態(tài)70mol%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的陶瓷表面處理劑，其特征在于所述陶瓷表面處理劑還包括硅烷水解引發(fā)劑，硅烷水解引發(fā)劑為鹽酸水溶液，其摩爾濃度為0. oro. lmol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的陶瓷表面處理劑，其特征在于所述鹽酸水溶液的優(yōu)選摩爾濃度為 0. 05mol/Lo
5.一種制備如權(quán)利要求3所述的陶瓷表面處理劑的方法，其特征在于其步驟為 ⑴備液態(tài)混合硅烷將1，2-雙三甲氧基硅基乙烷與Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基娃燒混合后，得到液態(tài)混合娃燒； ⑵制備硅烷偶聯(lián)劑溶液將液態(tài)混合硅烷溶解在乙醇中，即得到硅烷偶聯(lián)劑，(TlO°C冷減保存，待用； ⑶制備硅烷水解引發(fā)劑用去離子蒸餾水將鹽酸分別稀釋成0. oro. lmol/L的鹽酸水溶液，即得到硅烷水解引發(fā)劑，待用； ⑷制備表面處理劑將硅烷偶聯(lián)劑溶液與硅烷水解引發(fā)劑按照體積比為1:1的比例混合，即得到本發(fā)明所提供的陶瓷表面處理劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷表面處理劑的制備方法，其特征在于步驟⑵所述的液態(tài)混合硅烷與乙醇重量比為1:18 20。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陶瓷表面處理劑的制備方法，其特征在于步驟⑶所述的去離子蒸餾水的PH值為6.0。
8.一種如權(quán)利要求I所述的陶瓷表面處理劑作為陶瓷表面硅烷化的應(yīng)用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陶瓷表面處理劑作為陶瓷表面硅烷化的應(yīng)用，其特征在于所述陶瓷表面硅烷化的方法為 室溫下，將混合后的陶瓷表面處理劑均勻涂抹至陶瓷片表面，硅烷化I分鐘后，烘干。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陶瓷表面處理劑，包括液態(tài)混合硅烷，該液態(tài)混合硅烷包含的組分及其摩爾百分比分別為1,2-雙三甲氧基硅基乙烷，液態(tài)10~50mol%；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，液態(tài)50~90mol%。本發(fā)明將1,2-雙三甲氧基硅基乙烷與γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷組合使用作為硅烷偶聯(lián)劑，1,2-雙三甲氧基硅基乙烷具有雙可水解烷氧基基團(tuán)，由此明顯提升了硅烷水解率，可以提升硅烷分子與陶瓷的附著能力，同時(shí)偶聯(lián)劑中還存在著-甲基丙烯酰氧基基團(tuán)，由此保證了其與樹(shù)脂的粘結(jié)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C04B41/82GK102765965SQ20121027457
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者孫迎春, 李睿, 王晨, 陳雷 申請(qǐng)人:天津醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院