复合材料及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种包含多孔无机－非金属基质与第二种材料的复合材料。所述材料的特征在于，所述多孔无机－非金属基质具有大于或等于４０ＭＰａ的弯曲强度，按照ＩＳＯ　６　８７２测定；所述第二种材料是至少部分地充填所述多孔基质的孔隙的有机材料；并且所述复合材料的弹性模量Ｅ大于或等于２５ＧＰａ，按照ＩＳＯ　１０　４７７测定。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种孔中填充聚合物的多孔无机-非金属网状结构复合材料、其制备方法以及该复合材料的应用。EP-A-1 006 095涉及一种在陶瓷网络基础是制备牙髓病学、正牙学和直接修复物的方法。以玻璃单体为初始物，填充以一种材料，以改进挠曲性和耐磨性。该渗入材料例如可以是将形成具有300～600KHN的硬度和70～80GPa弹性模量的层的玻璃。其弯曲强度介于200～500MPa。在内部，该结构预计具有约150～80MPa的弯曲强度和介于15～25GPa的弹性模量。相应的数值拟通过渗入一种单体，随后进行固化来实现。于是，描述了一种在性质上不同的两层的结构。迄今尚不知道有相应产品。EP-A-0 803 241涉及由充填到义齿、嵌体、高嵌体、牙冠、冠桥内部或者充填到适合CAD/CAM加工的块内的多孔陶瓷材料构成的牙科材料。此种材料经烧结而形成互联孔。随后，浸渍以人造树脂。所描述的此类产品的缺点在于，载体网络的定义和描述不准确。与目前普遍使用的复合材料相比，这将导致许多实施方案的物理-技术数据的逊色。US-A-5,843,348涉及一种由陶瓷悬浮体制备陶瓷网络材料的方法。该方法包括将悬浮体浇铸成具有牙齿形状式样的模具。悬浮体包含分散的氧化铝颗粒，分散在包含pH值介于4～5的去离子水和浓度介于0.5～1重量％的聚乙烯醇的介质中。干燥后，悬浮体放在炉内在1000～1400℃的温度焙烧从而生成陶瓷网络。该多孔结构浸渍以铝硅酸镧玻璃，从而在陶瓷网络内形成厚1～2mm的玻璃层。在《Ullmann工业化学大全》中，描述了保存多孔岩石结构的不同方法。为此，该物体，例如，砂岩或大理石雕像浸渍以疏水试剂，如烷基三烷氧基硅烷，和/或偶合剂，如四乙基原硅酸酯。另外，为使结构稳定化，孔隙可在真空下用单体渗入，例如，甲基丙烯酸甲酯。在压力下热固化后，物体在机械上变得更稳定，更重要的是，由于孔隙被封堵，化学腐蚀基本上得到防止。本专利技术的目的是提供一种复合材料，它具有均质无孔结构以及介于陶瓷与常用充填聚合物材料之间的性质，并提供一种制备此种复合材料的方法。该目的通过一种多孔无机-非金属基质与第二种材料组成的复合材料实现，其特征在于，●所述多孔无机-非金属基质具有大于或等于40MPa的弯曲强度，是按照ISO 6 872测定的；●所述第二种材料是至少部分地充填所述多孔基质的孔隙的有机材料；以及●所述复合材料的弹性模量E，大于或等于25GPa，是按照ISO 10477测定的。本专利技术复合材料之所以优越是因为，获得了一类性能介于陶瓷与塑料之间的新材料。例如，此类材料的特征在于，一方面其脆性比陶瓷材料的低，另一方面比以往无机-充填聚合物更耐磨。本专利技术复合材料的无机-非金属相形成一种网络，其固有强度(渗入以前多孔无机-非金属网络的弯曲强度)σ大于或等于40MPa。这导致复合材料的弹性模量比传统充填复合材料高。本专利技术复合材料主要具有大于或等于100MPa的弯曲强度σ，这是按照ISO 6 872测定的。该多孔网络的孔隙占5％～85％的体积，优选占10％～50％的体积，尤其是占15％～35％的体积。该无机-非金属网络的可控孔隙率的优点在于以后的复合材料的聚合物含量与之相关联这样的事实。聚合物含量的增加与复合材料的冲击强度增加和比重降低相关联。一般，本专利技术复合材料的无机-非金属网络的孔隙大小为0.2～25μm，优选0.5～10μm。要采用的孔隙大小和形状取决于无机与聚合物材料的组合、无机材料与单体或聚合物之间的接触角、预处理和所用渗入方法。作为本专利技术复合材料的中间阶段，多孔无机-非金属网络例如可这样制取粉末状无机物质，尤其是陶瓷物质或物质混合物进行烧结，烧结过程尤其应在闭孔形成之前结束。另外，优选的是，烧结过程仅在颈缩或玻璃流动这样一种通常与无机-非金属网络固有强度突然改变相联系的阶段之后就停止。优选的是，所用粉末状无机物质或物质混合物的粒度表现出双峰粒度分布，例如，细粒度与粗粒度。细颗粒具有较高烧结活性，而大颗粒则决定孔隙的形状。在优选的实施方案中，本专利技术复合材料的无机-非金属网络包含粒度为0.2μm～25μm的粉末状无机物质或物质混合物。所用原料的典型d50值(激光粒度测定法)介于0.5～5μm。本专利技术复合材料的无机-非金属网络优选由至少两种具有不同烧结温度的粉末的混合物组成。烧结活性取决于低熔点粉末成分。该无机-非金属网络的孔隙有利地具有疏水性质的表面。疏水性质例如可通过表面硅烷化来达到。该疏水表面增加多孔网络单体的润湿性。硅烷化借助液相中的硅烷化剂很容易实现。为对多孔无机-非金属网络实施硅烷化，可采用烷氧基硅烷或卤代硅烷，优选使用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。具体地说，本专利技术复合材料的有机相是一种通过预聚物、低聚物或单体在多孔网络孔隙内的聚合就地生成的有机聚合物。该有机聚合物由可热聚合单体和/或通过可聚合单体的化学诱导引发反应和/或由可缩合单体生成。本专利技术复合材料优选是各向同性的。这消除了目前各向异性复合材料的缺点，例如，它们当逆优势方向受到应力时仅具有低强度。然而，可以想象，某些特意追求的各向异性可以引入到本专利技术复合材料中。这例如可通过引入沿其他空间方向选择性交联的纤维来实现。另外，还可通过在无机-非金属网络制备中采用梯度炉制成连续梯度材料。本专利技术复合材料可包含助剂，例如，抗氧化剂和适合相应预定用途的颜料。本专利技术复合材料例如可按以下方法制备●制备无机-非金属原料；●成形无机-非金属相，或者湿态的，例如，采用滑动法，或者干态的，例如采用均衡压制，可能的话可使用适当的粘结剂体系；●将无机-非金属网络烧结至要求的烧结程度和孔隙率；●烧结过程中止于烧结产品内大量形成闭孔之前；●并且在颈缩和/或玻璃流动阶段到达以后；●获得的无机-非金属材料的多孔产品首先涂以润湿剂，优选具有一个适当官能团的硅烷；●随后，将无机-非金属网络用单体彻底渗透；●以及随后按适当方法聚合，例如，借助热聚合或微波。在本专利技术方法中，例如氧化物陶瓷、玻璃、瓷、非氧化物陶瓷及其组合可用作无机材料。在本专利技术方法中，尤其可使用粒度介于0.2μm～25μm，优选0.5～10μm(d50值，按激光粒度测定法测定)的粉末状无机材料。按照本专利技术，优选的是有机材料以液体形式渗入到烧结无机材料中。润湿剂优选以溶液形式使用。稀释的优点是粘度下降。润湿剂必须包含一个能偶合的官能团。按照本专利技术，有机单体或预聚物被引入到烧结的无机-非金属网络内并在网络的孔隙内聚合生成有机材料。按照本专利技术，该有机材料可通过压力渗入被引入到烧结的无机材料中。其优点是迅速实现完全和均匀的渗入。视目标而定，可能有利的是该聚合反应在压力下进行。也许无机-非金属网络和有机单体在渗入之前接受抽真空处理。作为单体，优选使用的有机化合物具有至少一个烯属不饱和结构部分、至少一个可聚合结构部分或至少一个能开环聚合的结构部分或者它们的组合。适合用于聚合的引发剂体系是已知的，并且可从相关文献中查到。为制备适合牙科用途的半透明材料，按照本专利技术，采用含长石粉末和玻璃料作为无机材料，并采用双甲基丙烯酸酯作为有机化合物，并以含过氧化物的化合物作为引发剂。本专利技术的目的还有可按本专利技术制取的牙科使用的复合材料。本专利技术复合材料可优选地用于诸如嵌体、高嵌体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔无机－非金属基质与第二种材料组成的复合材料，其特征在于，　　　　.所述多孔无机－非金属基质具有大于或等于４０ＭＰａ的弯曲强度，是按照ＩＳＯ　　６　　８７２测定的；　　　　.所述第二种材料是至少部分地充填所述多孔基质的孔隙的有机材料；以及　　　　.所述复合材料的弹性模量Ｅ，大于或等于２５ＧＰａ，是按照ＩＳＯ　　１０　　４７７测定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S埃赫特纳，H霍恩伯格，E纳格尔，N蒂尔，
申请(专利权)人：维塔假牙制造厂H劳特有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]