一种含有纳米金刚石的牙线及其制备方法技术

一种含有纳米金刚石的牙线，由以下重量百分比的原料制成：聚四氟乙烯91～96%、表面改性纳米金刚石2～4%、活性活性轻质碳酸钙1～3%、液体石蜡1～2%。同时本发明专利技术聚四氟乙烯中加入纳米金刚石不仅对牙线进行改性，具有较小摩擦力，提高了牙线品质，而且使牙线不易断股。

【技术实现步骤摘要】
一种含有纳米金刚石的牙线及其制备方法
本专利技术属于牙线
，尤其涉及一种含有纳米金刚石的牙线及其制备方法。
技术介绍
牙线是现代人常用的清洁用具，而我们现在购买的方便舒适的现代牙线，诞生至今只有短短两个世纪的历史。在这两个世纪中，从牙医的猜想、专利技术、宣传、被人们怀疑到小公司的小规模生产，昂贵的牙线价格降低，观念逐渐被人接受，牙线的发展是一部曲折的进化史。牙线和心脏，看上去风马牛不相及，事实并非如此。美国衰老学专家迈克尔·罗伊森更指出，坚持每天使用牙线，能让你多活6.4年。临床上发现，经常患牙髓炎、牙周炎的人，心脏病的发病率也会增加。这是因为牙髓和牙周组织的感染可以导致细菌毒素进入血液循环系统，最终使你的心脏受“牵连”。牙线在市场上的出现，堪称清洁牙齿方式的一次新的革命，成千上万的人从中受益匪浅，解除了牙科疾病的困扰，保持牙周健康，也减少了因牙科疾病而引发的其他疾病。牙线在发达国家的使用已经是极为普遍，是人们居家旅游不可缺少的生活必需品，而饭后使用牙线对牙齿进行自我清理，就像人们饭前洗手，饭后漱口一样，成为日常生活中必不可少的一个程序。与牙线相比，由于牙签较粗，不能深入到齿缝中，清洁效果大打折扣。牙线则能有效剔除牙缝里的残留物及牙齿邻面上的菌斑。工业快速发展带来的环境污染和健康问题，迫使当代社会人们越来越重视养生，对饮食起居的需求也发生了变化，牙刷只能刷到牙齿上表的70％，牙线弥补了牙刷的不足之处。轻轻的将牙线放入齿缝间，上下齿缓慢咬合使牙线慢慢滑入牙缝，前后移动剔除齿垢。但目前生活中牙线的种类繁多，根据不同的材质、生产方式、功能、用途等分为含蜡牙线、不含蜡用牙线、聚四氟乙烯牙线、带棒牙线、矫味剂牙线(如薄荷味牙线、水果味牙线)、无味牙线、带状牙线。聚四氟乙烯(PTFE)，一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料”。具有相对分子质量较大，低的为数十万，高的达一千万以上，一般为数百万(聚合度在104数量级，而聚乙烯仅在103)。一般结晶度为90～95％，熔融温度为327～342℃。聚四氟乙烯(PTFE)分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较碳稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。聚四氟乙烯(PTFE)分子式如下所示：聚四氟乙烯(PTFE)的这种分子结构决定了其具有良好的性能：耐高温——使用工作温度达250℃。耐低温——具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196℃，也可保持5％的伸长率。耐腐蚀—对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。耐气候—有塑料中最佳的老化寿命。高润滑—是固体材料中摩擦系数最低者。无毒害—具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。不粘性—PTFE具有突出的不粘性，是极好的防粘材料，这种性能使其与其他物件的表面不易粘合。与其他材质的牙线相比，聚四氟乙烯(PTFE)的耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐气候、高润滑、无毒害、不粘性等这些优异的性能决定了其是作为牙线的良好材质。聚四氟乙烯(PTFE)的高润滑决定了其是固体材料中摩擦系数最低者。聚四氟乙烯是所有固体材料中摩擦力最小的材料，虽然能够方便，迅速的滑入牙齿缝隙中，但在与牙齿摩擦，清洁牙结石、牙菌斑过程中，牙线硬度低，摩擦力较小，容易断股，不能快速有效的清除牙齿缝隙中的牙结石和牙菌斑。因此，需要在现有的牙线基础上，对牙线进行改性，提高牙线品质，研究开发出一款不易断股、摩擦力小，且能够快速、高效清洁牙齿的新型牙线。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种含有纳米金刚石的牙线，同时提供其制备方法是本专利技术的又一专利技术目的。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种含有纳米金刚石的牙线，由以下重量百分比的原料制成：聚四氟乙烯91～96％、表面改性纳米金刚石2～4％、活性轻质碳酸钙1～3％、液体石蜡1～2％。所述表面改性纳米金刚石由以下步骤制得：a)等离子表面处理将60～6000g纳米金刚石放入等离子处理系统中，在纯氢气条件下处理30min，处理温度200℃，氢气流量60cm3/min，获得表面改性的纳米金刚石；通过在氢气中放电，使氢气分离成氢离子和电子，电子质量小，可以获得比自由基更高的能量，与纳米金刚石表面的氧原子发生反应，使得纳米金刚石具有更多的反应自由基，增加纳米金刚石表面活性，获得表面处理的纳米金刚石；b)超声波分散将表面处理的纳米金刚石加入到其10倍重量的去离子水中超声搅拌30～35min得到超声波分散液；超声波频率为35～40KHz，搅拌转速控制在30～35rpm；c)偶联剂活化向超声波分散液中加入质量分数为1％(纳米金刚石质量计)的偶联剂A-171在水浴加热80～90℃下搅拌30～35min，充分水解后过滤；d)烘干、灭菌烘干、灭菌目的是将处理过原料中的溶剂、灰分以及细菌除去。烘干工艺采用阶梯式进行：常温升温至60℃，升温速率为2℃/min，恒温保温30min；升温至130℃，升温速率为0.5℃/min，恒温保温40min；升温至160℃，升温速率为1℃/min，恒温保温60min；升温至250℃，升温速率为2℃/min，恒温保温3h，自然冷却到常温，即得表面改性纳米金刚石。所述的含有纳米金刚石的牙线的制备方法，包括以下步骤：1)纳米金刚石与聚四氟乙烯溶液的复配按比例称取表面改性纳米金刚石、聚四氟乙烯、活性轻质碳酸钙，同时加入2倍聚四氟乙烯质量的乙醇溶液搅拌混合，搅拌时间为60～100min，搅拌转速为100rpm；然后将混合料进行烘干，烘干采用阶梯式进行，常温升温至80℃，升温速率为2℃/min，恒温保温30min；升温至130℃，升温速率为0.5℃/min，恒温保温240min；自然冷却到常温，得到纳米金刚石、活性轻质碳酸钙、聚四氟乙烯的混合料；将混合料粉碎，加入液体石蜡继续搅拌混合得到预混料，混料时间为30～60min，转速为200rpm；2)含有纳米金刚石牙线的制备将预混料通过微量混合流变仪进行熔融共混挤出，挤出压力为15～20MPa，螺杆转速为50～80rpm，通过狭长模孔的喷头挤出，形成薄膜，将挤出后的薄膜样品置于120℃烘箱中干燥1h；烧结升温曲线采用阶梯式升温：室温升温至200℃，升温速率为1.2℃/min，200℃升温至380℃，升温速率为1℃/min，恒温保温240min，自然冷却至室温，然后在350℃条件下，经过拉伸即得含有纳米金刚石的牙线。步骤1)中，纳米金刚石的粒度范围为5～10nm，聚四氟乙烯平均粒径为5～10μm，活性轻质碳酸钙粒度分布范围为1～3μm。与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：1)纳米金刚石是一种表面圆滑，对人体无毒、无害、无副作用的新型纳米材料，但其具有硬度高、耐磨，对牙齿和牙龈具有较好的摩擦与按摩作用；2)活性活性轻质碳酸钙是一种白色、无毒、无臭、无刺激性、颗粒表面粗糙、比表面积大的骨架材料，对牙齿和牙龈具有较好的摩擦与按摩作用；3)聚四氟乙烯中加入纳米金刚石和活性活性轻质碳酸钙，提高了聚四氟乙烯复合材料的硬度，提高了牙线的锋利度，降低牙线断裂的几率；4)裸露在外面的活性活性轻质碳酸钙和纳米金刚石，硬度高，对牙菌斑具有较好的清除效果；5)聚四氟乙烯中加入纳米金刚石不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有纳米金刚石的牙线，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：聚四氟乙烯91～96%、表面改性纳米金刚石2～4%、活性活性轻质碳酸钙1～3%、液体石蜡1～2%。

【技术特征摘要】
1.一种含有纳米金刚石的牙线，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：聚四氟乙烯91～96%、表面改性纳米金刚石2～4%、活性活性轻质碳酸钙1～3%、液体石蜡1～2%。2.权利要求1中所述的含有纳米金刚石的牙线，其特征在于，所述表面改性纳米金刚石由以下步骤制得：a）等离子表面处理将60～6000g纳米金刚石放入等离子处理系统中，在纯氢气条件下处理30min，处理温度200℃，氢气流量60cm3/min，获得表面处理的纳米金刚石；b）超声波分散将表面处理的纳米金刚石加入到其10倍重量的去离子水中超声搅拌30～35min得到超声波分散液；超声波频率为35～40KHz，搅拌转速控制在30～35rpm；c）偶联剂活化向超声波分散液中加入质量分数为1%(纳米金刚石质量计)的偶联剂A-171在水浴加热80～90℃下搅拌30～35min，充分水解后过滤；d）烘干、灭菌烘干工艺采用阶梯式进行，常温升温至60℃，升温速率为2℃/min，恒温保温30min；升温至130℃，升温速率为0.5℃/min，恒温保温40min；升温至160℃，升温速率为1℃/min，恒温保温60min；升温至250℃，升温速率为2℃/min，恒温保温3h，自然冷却到常温，即得表面改性纳米金刚石。3.权利要求1或2所述的含有纳米金刚石的牙线的制备方法，其特征在于，包括以下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岚，赵国磊，武艳强，
申请(专利权)人：河南省豫星微钻有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41