一种多孔生物玻璃陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔生物玻璃陶瓷及其制备方法，其多孔生物玻璃陶瓷由以下原料制备而成：生物活性玻璃、聚磷酸钙、硅化钽、硅酸锶、纳米钛酸镁、多聚磷酸钠、壳聚糖纤维、聚乙酰谷氨酸、桉油精、醋酸纤维素、造孔剂。本发明专利技术所提供的多孔生物玻璃陶瓷的孔隙率为35‑39%，同时保持良好的力学性能，其抗弯强度达44.8‑47.2MPa，弹性模量达6.1‑6.8GPa，断裂韧性达1.76‑1.88 MPa·m

Porous biological glass ceramic and preparation method thereof

The invention discloses a porous bioactive glass ceramic and its preparation method, the porous bioactive glass ceramics prepared by the following raw materials: bioactive glass, calcium polyphosphate, tantalum silicide, strontium silicate, magnesium titanate, sodium polyphosphate, chitosan fiber, poly glutamic acid, acetyl eucalyptol, cellulose acetate, pore forming agent. Porous bioactive glass ceramic provided by the invention of the porosity is 35 39%, while maintaining good mechanical properties, the bending strength of 44.8 47.2MPa, elastic modulus of 6.1 6.8GPa, fracture toughness of 1.76 1.88 MPa - M

【技术实现步骤摘要】
一种多孔生物玻璃陶瓷及其制备方法
本专利技术属于生物材料
，尤其涉及一种多孔生物玻璃陶瓷及其制备方法。
技术介绍
生物玻璃是一种硅酸盐类的异质骨移植材料，能与骨组织形成骨性键合，并促进新骨形成。当生物玻璃植入骨缺损部位，在生物玻璃与体液之间会发生迅速的离子交换反应，在生物玻璃表面形成含碳酸根的羟基磷灰石层，通过该类骨羟基磷灰石层使材料与骨形成牢固的化学键合。与生物惰性陶瓷相比，生物玻璃具有独特的生物相容性、成骨作用和骨传导作用，但是其机械强度低，脆性大，在一定程度上限制其应用领域。生物玻璃陶瓷复合材料是由生物陶瓷和生物玻璃所制备而成的复合材料，可以通过调节材料的组成和配比来获得性能更优的生物材料，越来越受关注。常见的生物玻璃陶瓷复合材料多为由生物玻璃和羟基磷灰石所组成，本专利技术提供一种新型的多孔生物玻璃陶瓷，以期获得更佳的应用性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多孔生物玻璃陶瓷及其制备方法，以解决上述至少一种技术问题。本专利技术的技术方案来如下：一种多孔生物玻璃陶瓷，由以下原料制备而成，以重量份计为：生物活性玻璃20-38份、聚磷酸钙15-32份、硅化钽2-6份、硅酸锶1-4份、纳米钛酸镁1-7份、多聚磷酸钠3-8份、壳聚糖纤维2-5份、聚乙酰谷氨酸3-9份、桉油精1-2.4份、醋酸纤维素1-4份、造孔剂2-6份；所述生物活性玻璃由以下质量百分数的组分制备而成：CaO15-30%、P2O58-22%、Na2O2.8-10%、B2O32.1-5%、MgO0.8-3.4%、SrO1.6-4.7%、和PdO2.3-8%，余量为SiO2。上述技术方案中，所述生物活性玻璃的制备步骤为：按上述配比取料后混合均匀，投入60℃，20wt.%硝酸溶液，静置5-10小时，烘干，先在600-850℃下煅烧2-4小时，然后在1280-1370℃下煅烧1-3小时，冷却，粉碎并过200目筛，制成玻璃微粉。上述技术方案中，所述造孔剂为淀粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛和碳粉中的至少两种。上述技术方案中，所述壳聚糖纤维为经过氢氧化钠处理的改性壳聚糖纤维。上述技术方案中，由以下原料制备而成，以重量份计为：生物活性玻璃22-35份、聚磷酸钙17-30份、硅化钽2.3-5份、硅酸锶1.8-3.4份、纳米钛酸镁1.2-6.4份、多聚磷酸钠3.3-7.4份、壳聚糖纤维2.8-4.5份、聚乙酰谷氨酸3.5-8.7份、桉油精1.3-2.2份、醋酸纤维素1.8-3.7份、造孔剂2.4-5.5份。本专利技术的另一技术方案来如下：多孔生物玻璃陶瓷的制备方法，包括以下制备步骤：（1）将生物活性玻璃熔融，然后加入桉油精和壳聚糖纤维，混合均匀，置于马弗炉中，在380-450℃下保温1-4小时，随炉冷却至室温，制得预处理生物活性玻璃粉体；（2）将上述预处理生物活性玻璃粉体、聚乙酰谷氨酸和醋酸纤维素混合，然后加水球磨4-24小时，在-20℃下保温10-20小时，置于马弗炉中烧结，制得烧结料A；（3）将聚磷酸钙、硅化钽、硅酸锶、纳米钛酸镁、多聚磷酸钠、造孔剂和步骤（2）中烧结料A混合，然后加水球磨4-24小时，在-20℃下保温10-20小时，置于马弗炉中烧结，即得多孔生物玻璃陶瓷。上述技术方案中，在步骤（2）中，烧结条件为：450-650℃，40-90分钟。上述技术方案中，在步骤（3）中，烧结条件为：1050-1200℃，1-3小时。由于采用了以上技术方案，本专利技术的有益效果为：本专利技术所提供的多孔生物玻璃陶瓷的孔隙率为35-39%，同时保持良好的力学性能，其抗弯强度达44.8-47.2MPa，弹性模量达6.1-6.8GPa，断裂韧性达1.76-1.88MPa·m1/2，综合性能优秀，可扩大其应用领域。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1一种多孔生物玻璃陶瓷，由以下原料制备而成，以重量份计为：生物活性玻璃20份、聚磷酸钙15份、硅化钽2份、硅酸锶1份、纳米钛酸镁1份、多聚磷酸钠3份、壳聚糖纤维2份、聚乙酰谷氨酸3份、桉油精1份、醋酸纤维素1份、造孔剂2份；所述生物活性玻璃由以下质量百分数的组分制备而成：CaO15%、P2O58%、Na2O2.8%、B2O32.1%、MgO0.8%、SrO1.6%、和PdO2.3%，余量为SiO2。所述生物活性玻璃的制备步骤为：按上述配比取料后混合均匀，投入60℃，20wt.%硝酸溶液，静置5小时，烘干，先在600℃下煅烧2小时，然后在1280℃下煅烧1小时，冷却，粉碎并过200目筛，制成玻璃微粉。所述造孔剂为质量比为1:3的淀粉和聚甲基丙烯酸甲酯。所述壳聚糖纤维为经过氢氧化钠处理的改性壳聚糖纤维。上述多孔生物玻璃陶瓷的制备方法，包括以下制备步骤：（1）将生物活性玻璃熔融，然后加入桉油精和壳聚糖纤维，混合均匀，置于马弗炉中，在380℃下保温1小时，随炉冷却至室温，制得预处理生物活性玻璃粉体；（2）将上述预处理生物活性玻璃粉体、聚乙酰谷氨酸和醋酸纤维素混合，然后加水球磨4小时，在-20℃下保温10小时，置于马弗炉中烧结，制得烧结料A，其烧结条件为：450℃，40分钟；（3）将聚磷酸钙、硅化钽、硅酸锶、纳米钛酸镁、多聚磷酸钠、造孔剂和步骤（2）中烧结料A混合，然后加水球磨4-24小时，在-20℃下保温10-20小时，置于马弗炉中烧结，其烧结条件为：1050℃，1小时，即得多孔生物玻璃陶瓷。实施例2一种多孔生物玻璃陶瓷，由以下原料制备而成，以重量份计为：生物活性玻璃38份、聚磷酸钙32份、硅化钽6份、硅酸锶4份、纳米钛酸镁7份、多聚磷酸钠8份、壳聚糖纤维5份、聚乙酰谷氨酸9份、桉油精2.4份、醋酸纤维素4份、造孔剂6份；所述生物活性玻璃由以下质量百分数的组分制备而成：CaO30%、P2O522%、Na2O10%、B2O35%、MgO3.4%、SrO4.7%、和PdO8%，余量为SiO2。所述生物活性玻璃的制备步骤为：按上述配比取料后混合均匀，投入60℃，20wt.%硝酸溶液，静置10小时，烘干，先在850℃下煅烧4小时，然后在1370℃下煅烧3小时，冷却，粉碎并过200目筛，制成玻璃微粉。所述造孔剂为质量比为1:3:5的聚乙烯醇、石蜡和聚乙烯醇缩丁醛。所述壳聚糖纤维为经过氢氧化钠处理的改性壳聚糖纤维。上述多孔生物玻璃陶瓷的制备方法，包括以下制备步骤：（1）将生物活性玻璃熔融，然后加入桉油精和壳聚糖纤维，混合均匀，置于马弗炉中，在450℃下保温4小时，随炉冷却至室温，制得预处理生物活性玻璃粉体；（2）将上述预处理生物活性玻璃粉体、聚乙酰谷氨酸和醋酸纤维素混合，然后加水球磨24小时，在-20℃下保温20小时，置于马弗炉中烧结，制得烧结料A，其烧结条件为：650℃，90分钟；（3）将聚磷酸钙、硅化钽、硅酸锶、纳米钛酸镁、多聚磷酸钠、造孔剂和步骤（2）中烧结料A混合，然后加水球磨24小时，在-20℃下保温20小时，置于马弗炉中烧结，其烧结条件为：1200℃，3小时，即得多孔生物玻璃陶瓷。实施例3一种多孔生物玻璃陶瓷，由以下原料制备而成，以重量份计为：生物活性玻璃22份、聚磷酸钙17份、硅化钽2.3份、硅酸锶1.8份、纳米钛酸镁1.2份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔生物玻璃陶瓷，其特征在于，由以下原料制备而成，以重量份计为：生物活性玻璃20‑38份、聚磷酸钙15‑32份、硅化钽2‑6份、硅酸锶1‑4份、纳米钛酸镁1‑7份、多聚磷酸钠3‑8份、壳聚糖纤维2‑5份、聚乙酰谷氨酸3‑9份、桉油精1‑2.4份、醋酸纤维素1‑4份、造孔剂2‑6份；所述生物活性玻璃由以下质量百分数的组分制备而成：CaO 15‑30%、P

【技术特征摘要】
1.一种多孔生物玻璃陶瓷，其特征在于，由以下原料制备而成，以重量份计为：生物活性玻璃20-38份、聚磷酸钙15-32份、硅化钽2-6份、硅酸锶1-4份、纳米钛酸镁1-7份、多聚磷酸钠3-8份、壳聚糖纤维2-5份、聚乙酰谷氨酸3-9份、桉油精1-2.4份、醋酸纤维素1-4份、造孔剂2-6份；所述生物活性玻璃由以下质量百分数的组分制备而成：CaO15-30%、P2O58-22%、Na2O2.8-10%、B2O32.1-5%、MgO0.8-3.4%、SrO1.6-4.7%、和PdO2.3-8%，余量为SiO2。2.根据权利要求1所述的多孔生物玻璃陶瓷，其特征在于，所述生物活性玻璃的制备步骤为：按上述配比取料后混合均匀，投入60℃，20wt.%硝酸溶液，静置5-10小时，烘干，先在600-850℃下煅烧2-4小时，然后在1280-1370℃下煅烧1-3小时，冷却，粉碎并过200目筛，制成玻璃微粉。3.根据权利要求1所述的多孔生物玻璃陶瓷，其特征在于，所述造孔剂为淀粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛和碳粉中的至少两种。4.根据权利要求1所述的多孔生物玻璃陶瓷，其特征在于，所述壳聚糖纤维为经过氢氧化钠处理的改性壳聚糖纤维。5.根据权利要求1所述的多孔生物玻璃陶瓷，其特征在于，由以下原料制备而成，以重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘明华，
申请(专利权)人：苏州纳贝通环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32