一种单组分低过氧化氢浓度可见光催化牙齿美白凝胶及制备和应用制造技术

本发明专利技术属于牙齿美白技术领域，涉及一种单组分低过氧化氢浓度可见光催化的牙齿美白凝胶及制备和应用。该牙齿美白凝胶由铜铁共掺杂纳米二氧化钛、光稳定剂、凝胶剂、过氧化氢、脱敏剂、美白填料、助剂和去离子水组成。其中牙齿美白凝胶中纳米二氧化钛由水热法制备，具备可见光催化活性，可协同催化分解过氧化氢。美白凝胶中过氧化氢的质量浓度小于3％，室温存储时间超过12个月，使用10次以后可显著提高对牙齿的美白效果。齿的美白效果。齿的美白效果。

【技术实现步骤摘要】
一种单组分低过氧化氢浓度可见光催化牙齿美白凝胶及制备和应用


[0001]本专利技术属于牙齿美白
，涉及一种单组分低过氧化氢浓度可见光催化的牙齿美白凝胶及制备和应用。

技术介绍

[0002]纳米二氧化钛是20世纪80年代末才发展起来的一种新型无机纳米材料。其比表面积大、紫外线吸收能力强、热导性好、表面活性大、分散性好，受到广泛关注。但纳米二氧化钛较大的禁带宽度决定其只能被能量较高的紫外光激发，无法实现可见光催化，限制了纳米二氧化钛在可见光催化牙齿美白凝胶领域的应用。在牙齿美白凝胶中，普遍采用可见光催化美白凝胶实现对牙齿的美白功能，限制了纳米二氧化钛在美白凝胶中的应用。金属离子掺杂法是指把金属离子掺杂到二氧化钛晶格中，形成杂质能级，减小禁带宽度，从而拓展二氧化钛的光响应范围，实现可见光催化的效果。美白凝胶是一项流行于欧美的牙齿美白技术，虽然该美白凝胶技术已较为成熟，但是目前市场上的可见光辐照牙齿美白凝胶产品仍存在一些问题。首先是凝胶中的过氧化氢浓度比较高，一般过氧化氢浓度都超过5％，部分产品甚至达到10％，高浓度过氧化氢会具有较好的美白效果，但同时破坏牙龈和口腔，使用后牙齿酸痛感明显；其次是可见光美白凝胶对过氧化氢的利用率低，可见光辐照对过氧化氢催化氧化性能有限，在短时间内美白凝胶无法达到美白牙齿效果。同时现有美白凝胶的存储稳定性不佳，美白凝胶在存储和运输时会产生明显稀化现象。
[0003]因此，如何开发一种由温和光线，比如可见光，便能催化氧化，且能协同过氧化氢分解产生
·
OH的牙齿美白凝胶，同时延长美白凝胶的存储时间，是提高牙齿美白技术的安全可靠性急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种单组分低过氧化氢浓度可见光催化的牙齿美白凝胶及制备和应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用技术方案为：
[0006]一种单组分低过氧化氢浓度可见光催化牙齿美白凝胶，牙齿美白凝胶包括按重量份计的如下组分：铜铁共掺杂纳米二氧化钛10～15份、光稳定剂0.01～0.1份、凝胶剂2～3份、质量分数为30％过氧化氢3～9份、脱敏剂0.1～2份、助剂0.1～0.5份、美白填料0.5～1.0份，去离子水10～82份。
[0007]所述铜铁共掺杂纳米二氧化钛由水热法制备获得多孔球形的铜铁共掺杂纳米二氧化钛。
[0008]进一步的说，具体将钛酸丁酯溶于丁醇溶液，记为溶液A，将硝酸铁和硝酸铜溶液加入到浓盐酸溶液中记为溶液B，在低速搅拌下，将溶液B滴加到A中后形成混合溶液，将混合溶液在150～300℃的反应釜中水热反应8～12小时，然后离心分离，依次用乙醇、去离子
水洗涤，在马弗炉中500
‑
650℃煅烧3～4小时，即得铜铁共掺杂二氧化钛纳米粉体。
[0009]所述铜铁共掺杂纳米二氧化钛为将钛酸丁酯溶于丁醇溶液，记为溶液A，将硝酸铁和硝酸铜溶液加入到浓盐酸溶液中记为溶液B，在低速搅拌下，将溶液B滴加到A中后形成混合溶液，将混合溶液在150～300℃的反应釜中水热反应8～12小时，然后离心分离，离心洗涤后，在马弗炉中500
‑
650℃煅烧3～4小时，即得铜铁共掺杂二氧化钛纳米粉体。
[0010]所述美白填料为经有机树脂对填料物质进行表面化学接枝改性所得；其中，填料物质为纳米氧化锌、石英粉和/或钛白粉中的一种或几种。
[0011]所述表面化学接枝改性为采用有机树脂在有机溶剂中对填料物质的表面进行化学接枝改性；其中，有机树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂中的一种或几种；有机溶剂为二甲苯、正丁醇、乙酸乙酯中的一种或几种。
[0012]所述机树脂和填料物质的质量比为1：20～1：50。
[0013]所述稳定剂由按质量比为1：1～1：5的抗氧剂和光吸收剂组成，其中，抗氧剂为2,6
‑
三级丁基
‑4‑
甲基苯酚和/或双(3,5
‑
三级丁基
‑4‑
羟基苯基)硫醚，光吸收剂为双氢青蒿素、红霉素、卡那霉素。
[0014]所述凝胶剂为卡波姆和/或羧甲基纤维素；脱敏剂为氟化钙、单氟磷酸钠、氟化锶或醋酸锶；助剂为乙二胺四乙酸二钠、甘油或聚乙二醇。
[0015]一种单组分低过氧化氢浓度可见光催化牙齿美白凝胶的制备方法：
[0016]1)将凝胶剂加至去离子水中浸泡，加入助剂，超声分散后，得混合物A；
[0017]2)混合物A中加入稳定剂均匀搅拌后，再加入铜铁共掺杂二氧化钛，搅拌均匀得混合物B；
[0018]3)将填料物质均匀分散到有机溶剂中，添加有机树脂对填料物质进行化学接枝改性，离心分离，去离子水清洗，即得美白填料C；
[0019]4)混合物B与美白填料C进行混合，然后加入质量分数为30％过氧化氢，混匀后，再加入脱敏剂和稳定剂，用碱溶液调节pH值，得混合物D，即得牙齿美白凝胶。
[0020]步骤1)中，凝胶剂浸泡时间为12～24小时，浸泡温度为5～35℃；
[0021]步骤2)中，搅拌时间为2～4小时，转速为200～400r/min；
[0022]步骤3)中，有机树脂对填料的化学接枝改性时间为6～12小时；
[0023]步骤4)中，碱溶液调节凝胶pH值的范围为pH6.5～7.5。
[0024]一种单组分低过氧化氢浓度可见光催化牙齿美白凝胶的应用，所述牙齿美白凝胶在光催化下对牙齿美白中的应用。
[0025]所述光催化剂可见光的波长为400～800nm、照射时间为30～60min。
[0026]该应用过程是取所述牙齿美白凝胶涂抹于牙齿上，经LED可见光照射一定时间，通过可见光催化纳米二氧化钛产生氧化电子空穴、双氧水产生强氧化性的羟基自由基(
·
OH)和美白填料，三者协同完成牙齿美白效果。
[0027]本专利技术与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
[0028]本专利技术的牙齿美白凝胶，其活性成分铜铁共掺杂二氧化钛具有可见光激发活性，在可见光照射下形成强氧化性的电子空穴，同时也可以协同催化分解过氧化氢产生
·
OH，电子空穴和
·
OH都可以快速氧化牙齿表面色素和污垢，提升美白凝胶对牙齿的美白效果；
[0029]本专利技术的牙齿美白凝胶，添加了有机树脂化学介质改性美白填料，美白填料可以
提升凝胶对牙齿的美白效果，同时不降低美白凝胶的存储稳定性。
[0030]本专利技术的牙齿美白凝胶，是一种单组分凝胶，过氧化氢的浓度小于3％，对牙龈伤害小，安全高效，操作方便，适于工业化生产。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例提供的实施例1制备铜铁共掺杂二氧化钛纳米粉体的紫外漫反射光谱图。
[0032]图2为本专利技术实施例提供的实施例1制备铜铁共掺杂二氧化钛纳米粉体的XRD谱图。
[0033]图3为本专利技术实施例提供的实施例2制备铜铁共掺杂二氧化钛纳米粉体的电子扫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单组分低过氧化氢浓度可见光催化牙齿美白凝胶，其特征在于：牙齿美白凝胶包括按重量份计的如下组分：铜铁共掺杂纳米二氧化钛10～15份、光稳定剂0.01～0.1份、凝胶剂2～3份、质量分数为30％过氧化氢3～9份、脱敏剂0.1～2份、助剂0.1～0.5份、美白填料0.5～1.0份，去离子水10～82份。2.按权利要求1所述的单组分低过氧化氢浓度可见光催化牙齿美白凝胶，其特征在于：所述铜铁共掺杂纳米二氧化钛由水热法制备获得多孔球形的铜铁共掺杂纳米二氧化钛。3.按权利要求2所述的单组分低过氧化氢浓度可见光催化牙齿美白凝胶，其特征在于：所述铜铁共掺杂纳米二氧化钛为将钛酸丁酯溶于丁醇溶液，记为溶液A，将硝酸铁和硝酸铜溶液加入到浓盐酸溶液中记为溶液B，在低速搅拌下，将溶液B滴加到A中后形成混合溶液，将混合溶液在150～300℃的反应釜中水热反应8～12小时，然后离心分离，离心洗涤后，在马弗炉中500
‑
650℃煅烧3～4小时，即得铜铁共掺杂二氧化钛纳米粉体。4.按权利要求1所述的单组分低过氧化氢浓度可见光催化牙齿美白凝胶，其特征在于：所述美白填料为经有机树脂对填料物质进行表面化学接枝改性所得；其中，填料物质为纳米氧化锌、石英粉和/或钛白粉中的一种或几种。5.按权利要求4所述的单组分低过氧化氢浓度可见光催化牙齿美白凝胶，其特征在于：所述表面化学接枝改性为采用有机树脂在有机溶剂中对填料物质的表面进行化学接枝改性；其中，有机树脂为环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂中的一种或几种；有机溶剂为二甲苯、正丁醇、乙酸乙酯中的一种或几种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱秋雨，赵霞，刘敏，郭小平，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：