一种多孔耐磨生物陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔耐磨生物陶瓷材料及其制备方法，涉及生物陶瓷材料技术领域。本发明专利技术的生物陶瓷材料包括如下重量份的原料：磷酸三钙40～60份、硅酸钙15～30份、硅酸锆10～20份、凹凸棒土6～12份、纳米二氧化钛10～20份、氮化硼3～8份、三氧化铝1～5份、木质纤维3～8份、羧甲基纤维素钠1～3份、稳定剂0.5～3份；其制备方法包括搅拌混合、球磨、烧制成型。本发明专利技术的生物陶瓷材料气孔率高、耐磨抗折、抗拉伸、柔韧性强、生物活性优良，再生处理容易，适合作为理想的骨骼修复替代材料。

A porous and wear-resistant bioceramic material and its preparation method

The invention discloses a porous wear-resistant bioceramic material and a preparation method, which relates to the technical field of bioceramic material. Biological ceramic material of the invention comprises the following raw materials: calcium phosphate, calcium silicate 40~60 copies of 15~30 copies, 10~20 copies of zirconium silicate, attapulgite, 6~12 nanometer titanium dioxide 10~20, boron nitride 3~8 copies, 1~5 copies, three alumina wood fiber 3~8, sodium carboxymethyl cellulose 1~3, stabilizer 0.5 - 3; the preparation method comprises mixing, milling and baking process. The bioceramic material of the invention has high porosity, wear-resistance, flexibleness, tensile strength, flexibility and excellent biological activity, and is easy to regenerate, so it is suitable for ideal bone repair substitute material.

【技术实现步骤摘要】
一种多孔耐磨生物陶瓷材料及其制备方法
：本专利技术涉及生物陶瓷材料
，具体涉及一种多孔耐磨生物陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
：生物陶瓷是指与生物体或生物化学有关的新型陶瓷，包括精细陶瓷、多孔陶瓷、某些玻璃和单晶。常用的生物陶瓷有氧化铝陶瓷和单晶氧化铝、磷酸钙系陶瓷、微晶玻璃、氧化锆烧结体等，它们在临床上用作人造牙、人造骨、人造心脏瓣膜、人造血管和其他医用人造气管穿皮接头等。生物陶瓷还需要具备较为良好的力学性能，如具备理想的气孔率、硬度、柔韧性、压缩强度和弯曲强度等。目前常见的生物陶瓷材料上述的各项性能较差，因此需要有效的提高多项力学性能的生物陶瓷材料及其制备方法。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种多孔耐磨生物陶瓷材料及其制备方法，该生物陶瓷材料气孔率高、耐磨抗折、生物活性优良，再生处理容易。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种多孔耐磨生物陶瓷材料，包括如下重量份的原料：磷酸三钙40～60份、硅酸钙15～30份、硅酸锆10～20份、凹凸棒土6～12份、纳米二氧化钛10～20份、氮化硼3～8份、三氧化铝1～5份、木质纤维3～8份、羧甲基纤维素钠1～3份、稳定剂0.5～3份。优选地，所述生物陶瓷材料包括如下重量份的原料：磷酸三钙52份、硅酸钙23份、硅酸锆16份、凹凸棒土8份、纳米二氧化钛15份、氮化硼6份、三氧化铝3份、木质纤维5份、羧甲基纤维素钠2份、稳定剂2.2份。优选地，所述稳定剂选自二盐基性硬脂酸铅、二盐基性亚磷酸铅、三盐基性顺丁烯二酸铅、二盐基性碳酸铅、硬脂酸镁、硬脂酸钡中的一种或多种的混合物。上述多孔耐磨生物陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：1)搅拌混合：按照重量份称取磷酸三钙、硅酸钙、硅酸锆、凹凸棒土、纳米二氧化钛、氮化硼、三氧化铝、木质纤维、羧甲基纤维素钠、稳定剂，置于反应釜中，于40～60℃下高速搅拌30～40min得到混合物料；2)球磨：将混合物料置于行星式球磨机中湿法球磨2～3小时；研磨完毕后，使用乙醇淋洗，离心分离5～10min，过滤得到湿料；3)烧制成型：将湿料通入120～160℃的螺杆挤出机中挤出造粒，再通入高温窑炉内，窑炉内温度从200℃程序升温至1250～1320℃，保温1～2小时，自然冷却至室温，得到该生物陶瓷材料。优选地，所述步骤2)湿法球磨具体为：加入混合物料质量8～12倍的乙醇，再加入陶瓷球，保持球料比为30:1～40:1，转速为400～600r/min。优选地，所述步骤3)窑炉内温度从200℃程序升温至1250～1320℃具体为：以10～20℃/min升温至320～360℃，保温20～30min；以15～25℃/min升温至650～760℃，保温30～40min；以20～30℃/min升温至1250～1320℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术的生物陶瓷材料气孔率高、耐磨抗折、抗拉伸、柔韧性强、生物活性优良，再生处理容易，适合作为理想的骨骼修复替代材料；该生物陶瓷材料以磷酸三钙、硅酸钙、硅酸锆为主要成分，可缓慢地释放钙磷锆离子，生物相容性好，但是活性较差，配合疏松多孔、粘结性能优异的轻质填料凹凸棒土、木质纤维、纳米二氧化硅，以及耐高温、强度大、耐腐蚀的氮化硼，无机阻燃剂三氧化铝，优良的黏结剂、抗沉凝剂羧甲基纤维素钠，大大提高了生物陶瓷材料的多项力学性能和生物活性。而且制备方法简单可控，球磨法节约能耗，适合大规模工业化生产。具体实施方式：为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。实施例1一种多孔耐磨生物陶瓷材料，包括如下重量的原料：磷酸三钙52g、硅酸钙23g、硅酸锆16g、凹凸棒土8g、纳米二氧化钛15g、氮化硼6g、三氧化铝3g、木质纤维5g、羧甲基纤维素钠2g、稳定剂三盐基性顺丁烯二酸铅2.2g。上述多孔耐磨生物陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：1)搅拌混合：按照重量称取磷酸三钙、硅酸钙、硅酸锆、凹凸棒土、纳米二氧化钛、氮化硼、三氧化铝、木质纤维、羧甲基纤维素钠、稳定剂，置于反应釜中，于40℃下高速搅拌40min得到混合物料。2)球磨：将混合物料置于行星式球磨机中湿法球磨2.2小时；研磨完毕后，使用乙醇淋洗，离心分离7min，过滤得到湿料；其中，湿法球磨具体为：加入混合物料质量10倍的乙醇，再加入陶瓷球，保持球料比为36:1，转速为600r/min。3)烧制成型：将湿料通入152℃的螺杆挤出机中挤出造粒，再通入高温窑炉内，窑炉内温度从200℃程序升温至1295℃，保温1.6小时，自然冷却至室温，得到该生物陶瓷材料。程序升温具体为：以20℃/min升温至360℃，保温30min；以25℃/min升温至725℃，保温32min；以30℃/min升温至1300℃。实施例2一种多孔耐磨生物陶瓷材料，包括如下重量的原料：磷酸三钙45g、硅酸钙20g、硅酸锆13g、凹凸棒土8g、纳米二氧化钛15g、氮化硼6g、三氧化铝2g、木质纤维4g、羧甲基纤维素钠1g、稳定剂二盐基性碳酸铅0.9g。上述多孔耐磨生物陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：1)搅拌混合：按照重量称取磷酸三钙、硅酸钙、硅酸锆、凹凸棒土、纳米二氧化钛、氮化硼、三氧化铝、木质纤维、羧甲基纤维素钠、稳定剂，置于反应釜中，于48℃下高速搅拌33min得到混合物料。2)球磨：将混合物料置于行星式球磨机中湿法球磨2.5小时；研磨完毕后，使用乙醇淋洗，离心分离8min，过滤得到湿料；其中，湿法球磨具体为：加入混合物料质量8倍的乙醇，再加入陶瓷球，保持球料比为38:1，转速为500r/min。3)烧制成型：将湿料通入145℃的螺杆挤出机中挤出造粒，再通入高温窑炉内，窑炉内温度从200℃程序升温至1315℃，保温1.8小时，自然冷却至室温，得到该生物陶瓷材料。程序升温具体为：以16℃/min升温至355℃，保温30min；以25℃/min升温至760℃，保温40min；以28℃/min升温至1300℃。实施例3一种多孔耐磨生物陶瓷材料，包括如下重量的原料：磷酸三钙50g、硅酸钙23g、硅酸锆15g、凹凸棒土10g、纳米二氧化钛16g、氮化硼6g、三氧化铝2g、木质纤维6g、羧甲基纤维素钠2g、稳定剂硬脂酸钡2.5g。上述多孔耐磨生物陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：1)搅拌混合：按照重量称取磷酸三钙、硅酸钙、硅酸锆、凹凸棒土、纳米二氧化钛、氮化硼、三氧化铝、木质纤维、羧甲基纤维素钠、稳定剂，置于反应釜中，于48℃下高速搅拌34min得到混合物料。2)球磨：将混合物料置于行星式球磨机中湿法球磨2.6小时；研磨完毕后，使用乙醇淋洗，离心分离10min，过滤得到湿料；其中，湿法球磨具体为：加入混合物料质量11倍的乙醇，再加入陶瓷球，保持球料比为34:1，转速为600r/min。3)烧制成型：将湿料通入160℃的螺杆挤出机中挤出造粒，再通入高温窑炉内，窑炉内温度从200℃程序升温至1270℃，保温1.8小时，自然冷却至室温，得到该生物陶瓷材料。程序升温具体为：以16℃/min升温至350℃，保温28min；以23℃/min升温至715℃，保温38min；以30℃/min升温至1315℃。实施例4一种多孔耐磨生物陶瓷材料，包括如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔耐磨生物陶瓷材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：磷酸三钙40～60份、硅酸钙15～30份、硅酸锆10～20份、凹凸棒土6～12份、纳米二氧化钛10～20份、氮化硼3～8份、三氧化铝1～5份、木质纤维3～8份、羧甲基纤维素钠1～3份、稳定剂0.5～3份。

【技术特征摘要】
1.一种多孔耐磨生物陶瓷材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：磷酸三钙40～60份、硅酸钙15～30份、硅酸锆10～20份、凹凸棒土6～12份、纳米二氧化钛10～20份、氮化硼3～8份、三氧化铝1～5份、木质纤维3～8份、羧甲基纤维素钠1～3份、稳定剂0.5～3份。2.根据权利要求1所述的多孔耐磨生物陶瓷材料，其特征在于：所述生物陶瓷材料包括如下重量份的原料：磷酸三钙52份、硅酸钙23份、硅酸锆16份、凹凸棒土8份、纳米二氧化钛15份、氮化硼6份、三氧化铝3份、木质纤维5份、羧甲基纤维素钠2份、稳定剂2.2份。3.根据权利要求1所述的多孔耐磨生物陶瓷材料，其特征在于：所述稳定剂选自二盐基性硬脂酸铅、二盐基性亚磷酸铅、三盐基性顺丁烯二酸铅、二盐基性碳酸铅、硬脂酸镁、硬脂酸钡中的一种或多种的混合物。4.根据权利要求1-3任一项所述的多孔耐磨生物陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)搅拌混合：按照重量份称取磷酸三钙、硅酸钙、硅酸锆、凹凸棒土、纳米二氧化钛、氮化硼、三氧化铝、木质纤维、羧甲基纤维素钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：许纯荣，
申请(专利权)人：安徽青花坊瓷业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34