一种仿象牙材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种仿象牙材料的制备方法，本发明专利技术采用共混复合的方法，选用聚甲基丙烯酸甲酯聚合物基体，复合其他聚合物(包括ASA、PC、尼龙PA 66、PET中的一种或几种)、填料(包括羟基磷灰石、磷酸三钙、高岭土、蒙脱土、6mm短切玻璃纤维、7mm短切芳纶纤维(PA1313

【技术实现步骤摘要】
一种仿象牙材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子
，具体涉及一种仿象牙材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]象牙是乳白(黄)色、不透明的物体，具有各种优良的特性，名贵而不可多得。随着人民生活水平的不断提高，各种象牙制品越来越倍受人们的青睐。而钢琴作为一种大型奢侈品，使用象牙作为琴键的制造原料，无疑能为高档钢琴加分不少，随着人们生活水平及品鉴水平的提高，具有象牙质感及吸汗功能的仿象牙材料制品将是未来钢琴琴键制作的一个主要应用领域。但由于过于泛滥的屠杀，使得大象逐渐成为一种受保护的动物，国际上已严禁象牙交易。象牙的来源受限，因此仿象牙材料的研究，具有很好的社会效益及广阔的应用前景。
[0003]仿象牙材料是指通过人工方法制备，在外观、手感、性质等方面具有与真象牙相类似的特征，在一定程度上可以代替真象牙使用的材料。一般仿象牙材料有以下几种：1)人造象牙，通过化学工艺合成类似象牙的聚合物制品，常见的有硝化纤维素塑料、酚醛树脂、干酪素塑料、胶原蛋白复合材料、丙烯酸酯等；2)鱼牙仿制品，通过海洋中的大型鱼类的牙齿仿制，如海象牙、海猪牙等；3)动物骨骼仿制品，常见的有猪、羊、牛、马等动物的四肢骨骼进行处理仿制；4)动物犄角，一般采用山羊角、羚羊角、鹿角等加工而成；5植物果实，如象牙棕榈和杜姆棕榈的果实
[1
‑
3]。
[0004]对于仿象牙材料的制备研究，日本在这方面研究的较多。他们主要使用蛋白、己内酰胺等制备仿象牙制品；在国内，初期的仿象牙材料主要使用酚醛树脂，其优势在于材料来源广，价格低廉，且合成方法、工艺都比较完善，可以利用简单的浇铸方法进行生产。陆光月等通过改变催化剂的种类、用量以及各种助剂的用量，以苯酚和甲醛为原料制备了具有良好机械性能的仿象牙材料，并在国内推广
[4]。此后随着技术的进步，研究人员发现不饱和聚酯树脂和丙烯酸脂树脂的固化产物也具有与象牙类似的物理化学性能，且比酚醛树脂更容易制造成型。此后研究人员通过不同丙烯酸脂单体的共聚物制备了具有优良性能的仿象牙材料用于装饰材料
[5
‑
6]。然而，以往仿象牙材料制作的制品均存在一定的缺陷，有的不具有良好的触感和吸湿性，有的不具有良好的光泽和纹路，有的不具备良好的力学性能
[7
‑
8]。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种仿象牙材料及其制备方法。
[0006]本专利技术的目的之一是提供一种仿象牙材料的配方，先以聚甲基丙烯酸甲酯为基体，复合增韧聚合物、填料、加工助剂、着色剂，通过挤出成型制备象牙色细丝，再以高粘流温度聚合物为基体，复合增韧聚合物、填料、加工助剂、着色剂，通过挤出成型制备条纹色细丝，然后将两种色号细丝经混合、压制成型得到一种具有象牙外观、手感、性质的仿象牙材料，产物的密度为1.25
‑
1.5g/cm3，拉伸强度为30
‑
60 MPa，弯曲强度为60
‑
120MPa，铅笔硬度
为2H
‑
5H，杨氏模量为0.5
‑
3GPa，吸水率为1
‑
4％。
[0007]按上述方案，所述象牙色细丝中基体为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，其用量为100份。
[0008]按上述方案，所述象牙色细丝和条纹色细丝中的增韧聚合物均为丙烯腈
‑
苯乙烯
‑
丙烯酸酯三元共聚物(ASA)，其用量为30份
‑
60份。
[0009]按上述方案，所述条纹色细丝中高粘流温度聚合物为PC、PA 66、PET中的一种。其用量为100份。
[0010]按上述方案，所述象牙色细丝和条纹色细丝中的填料均为羟基磷灰石(HAP)、磷酸三钙、高岭土、蒙脱土、短切玻璃纤维(GF
‑
6)、芳纶纤维(PA1313
‑
7)中的一种或几种。优选为HAP加上其他任意一种填料，如HAP+磷酸三钙，或HAP+高岭土，或HAP+蒙脱土，或HAP+GF
‑
6，或HAP+PA 1313
‑
7，其中HAP的用量为10份
‑
30 份，其他填料的用量为10份
‑
20份；
[0011]按上述方案，所述象牙色细丝和条纹色细丝中的加工助剂均为聚乙烯蜡、滑石粉、硬脂酸、硬脂酸锌中的一种或几种。优选为聚乙烯蜡+滑石粉+硬脂酸+硬脂酸锌，其用量为0.25
‑
3份，更优选为聚乙烯蜡2份、滑石粉0.5份、硬脂酸0.5份、硬脂酸锌0.5份；
[0012]按上述方案，所述象牙色细丝和条纹色细丝中的着色剂均为氧化锌、二氧化钛、二氧化锆、木质素中的一种或几种，优选为木质素加上其他的任意一种填料，如木质素+氧化锌，或木质素+二氧化钛，或木质素+二氧化锆，木质素用量为0.2
‑
0.4份，氧化锌、或二氧化钛、或二氧化锆的用量为4份
‑
8份，象牙色细丝配方中木质素的用量比条纹色细丝配方中低0.1份。
[0013]本专利技术的目的之二在于提供上述仿象牙材料的制备方法，具体步骤如下：将如上所述聚合物、填料、加工助剂、着色剂经共混造粒后，先经挤出成型制备直径为 0.1
‑
0.5mm的象牙色细丝和条纹色细丝，然后将两种色号细丝经无规共混、压制成型制备仿象牙材料。
[0014]按上述方案，所述共混条件为：密炼机共混，加工温度：220
‑
240℃；转子转速为30
‑
50r/min，密炼时间为5
‑
10min。
[0015]按上述方案，所述挤出成型条件为：同向啮合双螺杆挤出机，直径1mm圆形口模；加工温度区间：220℃
‑
260℃，优选为：220℃，250℃，260℃，260℃，260℃；挤出机转速为30
‑
60r/min，牵引速度为5
‑
10m/min。
[0016]按上述方案，所述压制成型条件为：预热温度220℃，预压压力5MPa，预压时间2min；放气10s；压制温度220℃，压制压力10MPa，压制时间为3min；冷压压力10MPa，冷压时间2min。
[0017]本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术制备的仿象牙材料具有真象牙类似的外观，表面为象牙白色或稍带黄色，光泽度高，具有类似真象牙“施雷格”线的纹路；2、本专利技术制备的仿象牙材料具有真象牙材料类似的手感，密度为1.25
‑
1.5g/cm3，吸水率为1
‑
4％；3、本专利技术制备的仿象牙材料具有良好的力学性能，拉伸强度为30
‑
60 MPa，弯曲强度为60
‑
120MPa，铅笔硬度为2H
‑
5H，杨氏模量为0.5
‑
3GPa；4、本专利技术提供的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿象牙材料，其特征在于，先选用聚甲基丙烯酸甲酯基体，添加增韧聚合物、填料、加工助剂、着色剂，通过挤出成型制备象牙色细丝，再以高粘流温度聚合物为基体，添加增韧聚合物、填料、加工助剂、着色剂，通过挤出成型制备条纹色细丝，然后将两种色号细丝经混合、压制成型得到一种具有象牙外观、手感、性质的仿象牙材料，产物的密度为1.25
‑
1.5g/cm3，拉伸强度为30
‑
60MPa，弯曲强度为60
‑
120MPa，铅笔硬度为2H
‑
5H，杨氏模量为0.5
‑
3GPa，吸水率为1
‑
4％。2.根据权利要求1所述的仿象牙材料，其特征在于，所述象牙色细丝中基体为PMMA，其用量为100份。3.根据权利要求1所述的仿象牙材料，其特征在于，所述象牙色细丝和条纹色细丝中增韧聚合物均为丙烯腈
‑
苯乙烯
‑
丙烯酸酯三元共聚物(ASA)，其用量为30份
‑
60份。4.根据权利要求1所述的仿象牙材料，其特征在于，所述条纹色细丝中高粘流温度聚合物为聚碳酸酯(PC)、尼龙(PA66)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中的一种，其用量为100份。5.根据权利要求1所述的仿象牙材料，其特征在于，所述象牙色细丝和条纹色细丝中的填料均为羟基磷灰石(HAP)、磷酸三钙、高岭土、蒙脱土、6mm短切玻璃纤维(GF
‑
6)、7mm短切芳纶纤维(PA 1313
‑
7)中的一种或几种；优选为HAP加上其他的任意一种填料，如HAP+磷酸三钙，或HAP+高岭土，或HAP+蒙脱土，或HAP+GF
‑
6，或HAP+PA1313
‑
7，其中HAP的用量为10份
‑
30份，其他填料的用量为10份
‑
20份。6.根据权利要求1所述的仿象牙材料，其特征在于，所述象牙...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾岳，张小川，崔瑞雪，刘奭，谢东，陈晞，王钧，杨小利，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：