热塑性聚氨酯膜和由其形成的牙科矫治器制造技术

本发明专利技术提供了一种方法，该方法包括反应性地挤出聚合物组合物以形成膜。该聚合物组合物包含多异氰酸酯和至少一种二聚体脂肪二醇。包含多异氰酸酯和至少一种二聚体脂肪二醇。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热塑性聚氨酯膜和由其形成的牙科矫治器

技术介绍

[0001]正畸处理涉及重新定位未对准的牙齿以及改善咬合构型，以改善外表外观和牙科功能。通过在延长的处理时间段内向患者的牙齿施加受控的力来实现重新定位牙齿。
[0002]可通过将牙科矫治器诸如聚合物增量位置调整矫治器(通常称为正畸对准器或正畸对准器托盘)放置在患者的牙齿上来重新定位牙齿。正畸对准托盘包括聚合物壳体，该聚合物壳体具有被构造用于接纳患者的一颗或多颗牙齿的多个腔。聚合物壳体中的各个腔被成形为对一颗或多颗牙齿施加力，以弹性地且递增地重新定位上颌或下颌中的所选择的牙齿或牙齿组。提供了一系列正畸对准器托盘以供患者在正畸处理的每个阶段期间顺序且交替地佩戴，从而将牙齿从未对准的牙齿布置结构逐渐重新定位到连续的较对准的牙齿布置结构，直到最终实现期望的牙齿对准条件。一旦实现期望的对准条件，对准器托盘或一系列对准器托盘可在患者的口中周期性地或连续地使用，以保持牙齿对准。此外，在初始正畸处理之后，正畸保持器托盘可以用于延长的时间段，以保持牙齿对准。
[0003]正畸治疗的阶段可需要聚合物正畸保持器或对准器托盘在数天、数周或甚至数月的延长处理时间段内每天在患者的口中保持高达22小时。
[0004]为正畸保持器或对准器托盘选择的聚合物材料应满足不同性能要求的组合。当牙科矫治器在延长的处理时间内反复接触患者的口腔组织或舌时，聚合物材料应有效地对患者的牙齿施加稳定且一致的重新定位力(力性能持久性)而不太硬并引起患者不适。聚合物材料应在口腔内温暖潮湿环境中抗吸湿和溶胀(防潮性)，所述吸湿和溶胀可损害牙科矫治器的牙齿重新定位机械特性。聚合物材料应具有良好的耐刮擦性和耐磨性，这可防止牙科矫治器的暴露表面与患者牙齿反复接触之后损坏该牙科矫治器。当患者反复将牙科矫治器置于牙齿上时，聚合物材料应抵抗局部开裂。聚合物材料还应为相对透明或半透明的，并且当在牙科矫治器处于口中时被牙科清洁产品或患者食用的常见牙齿染色食物(例如，咖啡、茶和红酒)反复接触时具有良好的抗污性。聚合物材料还应易于通过常用方法诸如热成形加工成牙科矫治器，并且应易于修整以将牙科矫治器最终装配到患者的牙齿和口部。
[0005]如果聚合物材料在这些领域中的任一者中具有不太理想的性能，则受损的机械特性可降低牙齿重新定位效率并且不利地延长启动所需牙齿对准条件所需的处理时间，并且牙科矫治器可随延长的处理时间而变色或损坏。
[0006]热塑性聚氨酯(TPU)是当多异氰酸酯和一种或多种二醇之间发生加聚反应(这形成重复的氨基甲酸酯基团)时形成的独特的聚合物材料家族。TPU可包括硬微域和软微域，所述硬微域和软微域通过氨基甲酸酯键强化学键合在一起。通过组合硬区域和软区域，一些TPU能够提供良好的强度和韧性，同时保持相对柔性。
[0007]在一些应用中，氨基甲酸酯键的强度可为TPU提供优于其他常用树脂(诸如聚乙烯(PETG)、聚丙烯(PP)和共聚酯)的优点，所述其他常用树脂在一些情况下韧性、强度和柔性的组合不太理想。TPU已用于制造牙科矫治器，诸如例如正畸对准器托盘、正畸保持器托盘、临时牙桥和外科夹板。

技术实现思路

[0008]需要改善的TPU，其为牙科矫治器提供力性能持久性、患者舒适度、防潮性、耐刮擦性和耐磨性、透明度和抗污性的可接受的组合。用于形成TPU的组分应在相对低的温度下可反应，这可降低或消除残余的异氰酸酯或其他低分子量物质保留在最终聚合物产物中的可能性。
[0009]一般来讲，本公开涉及包含TPU聚合物的膜，该TPU聚合物具有衍生自多异氰酸酯、至少一种二聚体脂肪二醇和任选的羟基官能化扩链剂的单体单元。在一些实施方案中，多异氰酸酯具有与该任选的扩链剂和该二聚体脂肪二醇的高反应性，以分别在TPU聚合物中形成硬域和软域。在一些实施方案中，TPU聚合物可通过在不存在催化剂的情况下，在低于200℃的温度下反应性挤出组合物来反应并形成膜，该组合物包含多异氰酸酯、至少一种二聚体脂肪二醇、以及任选的羟基官能化扩链剂，这可使残余异氰酸酯最少化并减少低分子量物质在挤出膜中的形成。包含TPU聚合物的膜可任选地用交联剂进一步改性，或可用辐射进行后处理以增强由该膜形成的牙科矫治器的所选特性，诸如例如力持久性、尺寸稳定性和韧性中的任一者或全部。
[0010]当将含TPU聚合物的膜热成形或注塑到牙科矫治器(诸如正畸对准器或保持器托盘、临时牙桥和外科夹板)中时，该牙科矫治器提供最佳力性能与患者舒适度，并且具有良好的抗污性、防潮性和机械耐久性。
[0011]在一个方面，本公开涉及一种方法，该方法包括反应性地挤出聚合物组合物以形成膜，该聚合物组合物包含多异氰酸酯和至少一种二聚体脂肪二醇。
[0012]在另一方面，本公开涉及一种用于制造牙科矫治器的方法。该方法包括反应性地挤出聚合物组合物以形成膜，其中该聚合物组合物包含多异氰酸酯和至少一种二聚体脂肪二醇；以及热成形该膜以在其中形成被构造成接纳一颗或多颗牙齿的腔，并且形成牙科矫治器。
[0013]在另一方面，本公开涉及一种聚合物膜构造，其包括：热塑性聚氨酯的第一膜层，该热塑性聚氨酯包含多异氰酸酯和至少一种二聚体脂肪二醇；以及第二膜层，该第二膜层包含聚酯、聚碳酸酯、以及它们的混合物和组合物。
[0014]在另一方面，本公开涉及一种聚合物膜构造，该聚合物膜构造包括：第一膜层，该第一膜层包含聚酯、聚碳酸酯以及它们的混合物和组合物；第二膜层，该第二膜层包含聚酯、聚碳酸酯、以及它们的混合物和组合物；以及中间膜层，该中间膜层介于第一膜层和第二膜层之间，其中中间膜层为热塑性聚氨酯，该热塑性聚氨酯包含多异氰酸酯和至少一种二聚体脂肪二醇。
[0015]在另一方面，本公开涉及一种聚合物膜构造，其包括：热塑性聚氨酯的第一膜层，该热塑性聚氨酯包含多异氰酸酯和至少一种二聚体脂肪二醇；热塑性聚氨酯的第二膜层，该第二膜层包含多异氰酸酯和至少一种二聚体脂肪二醇；以及中间膜层，该中间膜层介于第一膜层和第二膜层之间，其中中间膜层包含聚酯、聚碳酸酯、以及它们的混合物和组合物。
[0016]在另一方面，本公开涉及一种制造牙科矫治器的方法。该方法包括共挤出以下物质：第一聚合物膜组合物，该第一聚合物膜组合物包含多异氰酸酯和至少一种二聚体脂肪二醇；和第二聚合物膜组合物，该第二聚合物膜组合物包含至少一种聚酯，以形成具有第一
聚合物膜组合物的至少一个膜层和第二聚合物膜组合物的至少一个膜层的多层膜；以及热成形多层膜以在其中形成用于接纳一颗或多颗牙齿的多个腔并制造牙科矫治器。
[0017]在另一方面，本公开涉及一种制造牙科矫治器的方法。该方法包括在低于约200℃的温度下挤出聚合物膜组合物以形成聚合物膜，该聚合物膜组合物包含多异氰酸酯、至少一种二聚体脂肪二醇和羟基官能化扩链剂；以及热成形聚合物膜以在其中形成用于接纳一颗或多颗牙齿的多个腔并制造牙科矫治器。
[0018]在另一方面，本公开包括一种制造牙科矫治器的方法。该方法包括在低于约200℃的温度下挤出聚合物膜组合物以形成聚合物膜，该聚合物膜组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，所述方法包括反应性地挤出聚合物组合物以形成膜，所述聚合物组合物包含多异氰酸酯和至少一种二聚体脂肪二醇。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物组合物在低于约200℃的温度下挤出。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述多异氰酸酯包含官能度为至少2的异氰酸酯。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述异氰酸酯是芳族的并且选自甲苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、4,4'
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二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、2,4'
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二苯甲烷二异氰酸酯、聚甲亚基聚苯基二异氰酸酯、3,3'
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二甲基
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4,4'
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联苯二异氰酸酯、3,3'
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二甲基
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4,4'
‑
二苯甲烷二异氰酸酯、3,3
‑
二氯
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4,4'
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联苯二异氰酸酯、1,5
‑
萘二异氰酸酯、氢化MDI(4,4'
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甲亚基双(环己基异氰酸酯))及其脲酮亚胺改性的化合物。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述异氰酸酯为4,4'
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二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中所述二聚体脂肪二醇衍生自具有C10至C30烷基链的脂肪酸。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述脂肪酸选自油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈油酸、反油酸、以及它们的混合物和组合物。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中所述聚合物组合物还包含选自脂族多元醇的羟基官能化扩链剂，并且其中所述多元醇是烷基多元醇。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中所述聚合物组合物包含约20重量％至约80重量％的多异氰酸酯和约5重量％至约70重量％的二聚体脂肪二醇。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述聚合物组合物包含约0重量％至约35重量％的扩链剂。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的方法，所述方法还包括使所述膜交联。12.根据权利要求1至11中的任一项所述的方法，其中所述聚合物组合物还包含交联剂，所述交联剂选自具有式HX...

【专利技术属性】
技术研发人员：余大华，蒂莫西，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：