[发明专利]聚芳醚酮复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于口腔医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种聚芳醚酮复合材料及其制备方法。

背景技术

随着人口的老龄化，许多人存在牙体缺损、牙列缺损或缺失的问题。对于牙体缺损和牙列缺损，目前较多采用金属冠桥、金瓷冠桥或全瓷冠桥等来固定修复，或金属支架活动义齿修复。但是含有金属的修复体会影响牙齿检查时核磁共振的拍摄，其次较多病人对金属过敏，导致金属材料使用受限；对于不含金属的全瓷固定修复体，由于玻璃陶瓷强度不足，无法用于后牙和桥的修复；对于高强度氧化锆全瓷修复体，由于太硬，严重磨损对牙合的天然牙；对不含金属的活动义齿，由于树脂基托强度不足，不仅无法用于多牙缺失的修复，而且易于损伤颞下颌关节。因此，现有的修复材料无法满足牙修复领域的需要，急需一种新型的高强度无金属修复材料。

聚芳醚酮树脂机械强度大，广泛用于制作医疗用的椎间融合器，但是用做医疗级的牙齿修复材料，强度、硬度和耐磨性等性能还达不到要求，无法单独使用。为了增加该材料的强度、硬度和耐磨性，多填充纤维或无机颗粒填料等。但对于纤维增强材料，其材料强度与纤维方向有很大关系，对于口腔修复体，受力方向复杂，单一纤维方向增强的材料难以满足口腔复杂受力的需求；对于无机填料增强材料，可以增加材料的硬度，改善耐磨性能，但是对于弯曲强度增强有限。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种聚芳醚酮复合材料及其制备方法，所述聚芳醚酮复合材料各个方向的机械强度一致，且弯曲强度大于200Mpa，能够满足牙齿的复杂受力情况，硬度和耐磨性能够满足牙齿修复领域的需要。

为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种聚芳醚酮复合材料，其包括聚芳醚酮树脂、立体纤维网、无机填料，重量配比为100:10～20:5～40。

进一步地，所述聚芳醚酮至少包括聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮、聚醚醚酮酮和聚醚酮醚酮酮中的一种。

进一步地，所述立体纤维网由石英纤维、玻璃纤维及碳纤维中的一种编织而成。

进一步地，所述立体纤维网的厚度为0.1-20cm，孔径大小为10-1000μm。

进一步地，所述无机填料至少包括氧化锆、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、羟基磷灰石中的一种。

进一步地，所述无机填料的粒径为20nm-50μm。

进一步地，所述聚芳醚酮复合材料各个方向的机械强度一致，各个方向的弯曲强度大于200Mpa。

为了实现上述目的，在第二方面，本发明提供了一种聚芳醚酮复合材料的制备方法，其包括步骤：(1)混料：将聚芳醚酮粉末无机填料和无机填料聚醚醚酮粉末按重量配比100:5～40混合，得到混合料；(2)制粉：将所述混合料挤出机造粒，研磨成粉，得到粒径为1～9μm的待成型粉料；(3)铺粉：在模具内铺垫立体纤维网后铺上所述待成型粉料，以频率100-5000赫兹震荡10分钟，使待成形粉料填充在立体纤维网的孔隙中，得到待压料；(4)压制成型：对所述待压料以压力5-300MPa预压排气，升温至150～250℃，保持压力10～20MPa，保压5-20分钟，再升温至350～450℃烧结，保持压力2～10MPa，保压1-5分钟，然后降至室温，得到初级胚料；(5)退火：将所述初级胚料加热至150-250℃，再以2-5℃/分钟的降温速度降至室温，去除内应力，得到三维立体网络增强的聚醚醚酮聚芳醚酮复合材料。

为了实现上述目的，在第三方面，本发明提供了一种聚芳醚酮复合材料的制备方法，其包括步骤：(1)混料：将聚芳醚酮粉末和无机填料按重量配比100:5～40混合，得到混合料；(2)造粒：将所述混合料挤出机造粒，得到待成型粒料；(3)成膜：将所述待成形粒料放入成膜设备，制备膜厚度在10～500μm厚度的膜；(4)压制成型：在模具内交替铺垫立体纤维网和步骤(3)中所述的膜后，然后以压力5-300MPa预压排气，升温至150～250℃，保持压力10～20MPa，保压5-20分钟，再升温至350～450℃烧结，保持压力2～10MPa，保压1-5分钟，然后降至室温，得到初级胚料；(5)退火：将所述初级胚料加热至150-250℃，再以2-5℃/分钟的降温速度降至室温，去除内应力，得到三维立体网络增强的聚芳醚酮复合材料。

进一步地，步骤(1)之前，对立体纤维网和无机填料进行预处理，所述的预处理包括：硅烷化处理石英纤维网和玻璃纤维网、硅烷化处理无机填料、氧化处理碳纤维网。

本发明具有以下有益效果：