发明内容
基于此,有必要针对如何解决应用于多喷嘴喷射(MJP)技术的高性能的牙科用3D打印蜡材稀少的问题,提供一种新型高性能的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材及其制备方法。
一种基于MJP技术牙科用3D打印蜡材,包括按照质量份数的如下原料:
该基于MJP技术牙科用3D打印蜡材具有刚韧平衡、精密度高、运动粘度适中和成膜性能好的特点,应用于MJP技术时不会出现堵头、软塌和铸造失蜡有灰分残留的现象,满足MJP技术打印速度快和精度高要求,而且在铸造中失蜡性能好。另外,上述基于MJP技术牙科用3D打印蜡材能够满足3D打印牙科对于高精密度的要求。
在其中一个实施例中,所述微晶蜡选自70#微晶蜡、80#微晶蜡、85#微晶蜡、180#微晶蜡、182#微晶蜡、185#微晶蜡、682#微晶蜡、160s微晶蜡和W445微晶蜡中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述植物蜡选自1#巴西棕榈蜡、3#巴西棕榈蜡、小烛树蜡、米糠蜡和木蜡中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述增韧剂选自分子量为3000-5000的聚乙烯、低分子聚丙烯、非晶态α-烯烃共聚物、分子量为250-1500的聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚异丁烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
在其中一个实施例中,基于MJP技术牙科用3D打印蜡材,包括按照质量份数的如下原料:
在其中一个实施例中,所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、单硬脂酸甘油酯、山梨坦单硬脂酸酯、聚山梨酯-80和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述稳定剂选自丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺和2,6-二叔丁基对甲酚中至少一种。
在其中一个实施例中,所述色粉选自鑫铂SB3422A、鑫铂SB3602和沪安4382中的至少一种。
一种基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的制备方法,包括以下步骤:
按照质量份数,将20份-50份的微晶蜡、10份-30份的蒙旦蜡、10份-30份的植物蜡和5份-15份的费托蜡混合,均匀熔化后得到基础蜡液;
按照质量份数,将5份-20份的增韧剂加入到所述基础蜡液中,混合均匀之后得到蜡液;以及
将所述蜡液过滤并保留滤液得到基于MJP技术牙科用3D打印蜡材。
上述基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的制备方法,将合理比例的低成本原料混合熔化、搅拌,简单快速的制备得到一种具有刚韧平衡、精密度高、运动粘度适中和成膜性能好的牙科用3D打印蜡材,应用于MJP技术时不会出现堵头、软塌和铸造失蜡有灰分残留的现象。另外,满足MJP技术打印速度快和精度高要求,在铸造中失蜡性能好,不仅能够满足3D打印牙科对于高精密度的要求,而且起到缩短时间和减少成本的效果。
在其中一个实施例中,按照质量份数,将20份-50份的微晶蜡、10份-30份的蒙旦蜡、10份-30份的植物蜡和5份-15份的费托蜡混合,均匀熔化的操作中:维持混合温度为100℃-110℃;
所述混合均匀的操作为:采用搅拌的方式进行混合;其中,维持混合的温度为100℃-110℃,搅拌的速度为650-1100r/min,搅拌的时间为1h-2h。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施方式的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材,包括按照质量份数的如下原料:
其中,微晶蜡作为基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的基础原料。蒙旦蜡、植物蜡、费托蜡可以调节蜡材的硬度和韧性。增韧剂进一步调节蜡材的韧性。
优选地,微晶蜡选自70#微晶蜡、80#微晶蜡、85#微晶蜡、180#微晶蜡、182#微晶蜡、185#微晶蜡、682#微晶蜡、160s微晶蜡和W445微晶蜡中的至少一种。上述微晶蜡熔点较低、铸造失蜡性能好、容易去除且不会出现堵头的现象,而且具有足够的刚韧性,不会出现软榻现象。另外,上述微晶蜡灰分低于0.05%,在应用于MJP技术时不会有灰分残留,满足3D打印牙科的高精度要求。
其中,蒙旦蜡和费托蜡用于调节3D打印蜡材的刚韧性,使得基于MJP技术牙科用3D打印蜡材不会出现软榻的现象。
优选地,植物蜡选自1#巴西棕榈蜡、3#巴西棕榈蜡、小烛树蜡、米糠蜡和木蜡中的至少一种。上述种类的植物蜡可以调节基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的硬度,满足多喷嘴喷射(MJP)技术的要求。
优选地,增韧剂选自分子量为3000-5000的聚乙烯、低分子聚丙烯、非晶态α-烯烃共聚物、分子量为250-1500的聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚异丁烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。上述种类的增韧剂进一步增强基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的刚韧性,防止3D打印蜡材出现软榻现象。
在其中一实施例中,基于MJP技术牙科用3D打印蜡材,包括按照质量份数的如下原料:
优选地,表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、单硬脂酸甘油酯、山梨坦单硬脂酸酯、聚山梨酯-80和聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中的至少一种。上述种类的表面活性剂能使各原料稳定存在,防止其发生沉降,从而防止堵头现象的发生,同时表面活性剂容易热挥发,不会影响失蜡铸造的效果。
优选地,稳定剂选自丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、N-异丙基-N’-苯基对苯二胺和2,6-二叔丁基对甲酚中至少一种。上述种类的稳定剂能够防止3D打印蜡模支撑材料的氧化,尽量避免高温环境对基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的影响。
其中,色粉选自鑫铂SB3422A、鑫铂SB3602和沪安4382中的至少一种。根据需要加入不同颜色的色粉,从而更好的辨识不同的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材,当然,色粉的选择并不限于此。
该基于MJP技术牙科用3D打印蜡材具有刚韧平衡、精密度高、运动粘度适中和成膜性能好的特点,应用于MJP技术时不会出现堵头、软塌和铸造失蜡有灰分残留的现象,满足MJP技术打印速度快和精度高要求,而且在铸造中失蜡性能好。另外,上述基于MJP技术牙科用3D打印蜡材能够满足3D打印牙科对于高精密度的要求。
请参见图1,本发明一实施方式的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的制备方法,包括以下步骤:
S10、按照质量份数,将20份-50份的微晶蜡、10份-30份的蒙旦蜡、10份-30份的植物蜡和5份-15份的费托蜡混合,均匀熔化后得到基础蜡液。
优选地,按照质量份数,将20份-50份的微晶蜡、10份-30份的蒙旦蜡、10份-30份的植物蜡和5份-15份的费托蜡混合,均匀熔化的操作中:维持混合温度为100℃-110℃。上述原料均为固体,维持混合温度为100℃-110℃,可以熔化各个原料,使其更好的均匀混合。
S20、按照质量份数,将5份-20份的增韧剂加入到基础蜡液中,混合均匀之后得到蜡液。
优选地,混合均匀的操作为:采用搅拌的方式进行混合;其中,维持混合的温度为100℃-110℃,搅拌的速度为650-1100r/min,搅拌的时间为1h-2h。
当原料还包括0.1份-1份的表面活性剂、0.01份-0.1份的稳定剂和0份-0.2份的色粉时,步骤S20替换为如下步骤:按照质量份数,将5份-20份的增韧剂、0.1份-1份的表面活性剂、0.01份-0.1份的稳定剂和0份-0.2份的色粉加入到基础蜡液中,混合均匀之后得到蜡液。
S30、将蜡液过滤并保留滤液得到基于MJP技术牙科用3D打印蜡材。
其中,将蜡液过滤的操作为:将蜡液趁热依次通过100μm、20μm和5μm滤芯的抽滤瓶过滤。将蜡液过滤,避免蜡材在应用于MJP技术时出现堵头的现象。
上述基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的制备方法,将合理比例的低成本原料混合熔化、搅拌,简单快速的制备得到一种具有刚韧平衡、精密度高、运动粘度适中和成膜性能好的牙科用3D打印蜡材,应用于MJP技术时不会出现堵头、软塌和铸造失蜡有灰分残留的现象。另外,满足MJP技术打印速度快和精度高要求,在铸造中失蜡性能好,不仅能够满足3D打印牙科对于高精密度的要求,而且起到缩短时间和减少成本的效果。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例中涉及的原料均可从商业渠道获得。
检测标准
熔点:GB/T 2539-2008石油蜡熔点的测定冷却曲线法;
运动粘度:GB/T 265-1998石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法;
针入度:GB/T 4985-2010石油蜡针入度测定法;
体积收缩率:SH/T 0588-1994石油蜡体积收缩率测定法;
线性收缩率:GB/T 14235.4-1993熔模铸造模料线收缩率测定方法;
灰分:GB/T 14235.3-1993熔模铸造模料灰分测定方法。
实施例1
将20g 85#微晶蜡、30g蒙旦蜡、20g木蜡、5g米糠蜡和5g费托蜡加入到反应釜中,控温度为100℃,均匀熔化后得到基础蜡液。
将19.3g乙烯-醋酸乙烯共聚物、0.5g山梨坦单硬脂酸酯、0.1g二丁基羟基甲苯和0.1g鑫铂SB3602加入到上述基础蜡液中,控制温度为110℃,以800r/min的搅拌速度搅拌1.5h之后得到蜡液。
将上述蜡液趁热依次通过100μm、20μm和5μm滤芯的抽滤瓶过滤,滤液灌装得到基于MJP技术牙科用3D打印蜡材。
实施例2
将48.7g 70#微晶蜡、12g蒙旦蜡、18g 3#巴西棕榈蜡和6.5g费托蜡加入到反应釜中,控制温度为100℃,均匀熔化后得到基础蜡液。
将8g分子量为3000-5000的聚乙烯、6.2g非晶态α-烯烃共聚物、0.45g聚山梨酯-80、0.05g 2,6-二叔丁基对甲酚和0.1g鑫铂SB3422A加入到上述基础蜡液中,控制温度为100℃,以650r/min的搅拌速度搅拌2h之后得到蜡液。
将上述蜡液趁热依次通过100μm、20μm和5μm滤芯的抽滤瓶过滤,滤液灌装得到基于MJP技术牙科用3D打印蜡材。
实施例3
将35g 180#微晶蜡、22g蒙旦蜡、10g小烛树蜡和15g费托蜡加入到反应釜中,控制温度为110℃,均匀熔化后得到基础蜡液。
将12.8g分子量为250-1500的聚乙烯、3.6g苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、1g十二烷基苯磺酸钠、0.5g丁基羟基茴香醚和0.1g沪安438加入到上述基础蜡液中,控制温度为110℃,以1000r/min的搅拌速度搅拌1h之后得到蜡液。
将上述蜡液趁热依次通过100μm、20μm和5μm滤芯的抽滤瓶过滤,滤液灌装得到基于MJP技术牙科用3D打印蜡材。
实施例4
将42g 682#微晶蜡、18.5g蒙旦蜡、8g 1#巴西棕榈蜡、14g木蜡和10.5g费托蜡加入到反应釜中,控制温度为110℃,均匀熔化后得到基础蜡液。
将1.8g低分子聚丙烯、4.59g非晶态α-烯烃共聚物、0.5g单硬脂酸甘油酯、0.01g叔丁基对苯二酚和0.1g鑫铂SB3602加入到上述基础蜡液中,控制温度为100℃,以1100r/min的搅拌速度搅拌1h之后得到蜡液。
将上述蜡液趁热依次通过100μm、20μm和5μm滤芯的抽滤瓶过滤,滤液灌装得到基于MJP技术牙科用3D打印蜡材。
实施例5
将21.4g 80#微晶蜡、20g w445#微晶蜡、20g蒙旦蜡、6.5g 3#巴西棕榈蜡、14g米糠蜡和10.5g费托蜡加入到反应釜中,控制温度为110℃,均匀熔化后得到基础蜡液。
将6.9g乙烯-醋酸乙烯共聚物、0.5g单硬脂酸甘油酯、0.1g二丁基羟基甲苯和0.1g鑫铂SB3602加入到上述基础蜡液中,控制温度为100℃,以900r/min的搅拌速度搅拌1h之后得到蜡液。
将上述蜡液趁热依次通过100μm、20μm和5μm滤芯的抽滤瓶过滤,滤液灌装得到基于MJP技术牙科用3D打印蜡材。
对比例1
对比例1的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的制备方法,步骤同实施例1,区别在于:未添加85#微晶蜡。
对比例2
对比例2的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的制备方法,步骤同实施例1,区别在于:未添加蒙旦蜡。
对比例3
对比例3的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的制备方法,步骤同实施例1,区别在于:未添加费托蜡。
对比例4
对比例4的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的制备方法,步骤同实施例1,区别在于:未添加乙烯-醋酸乙烯共聚物。
将以上实施例1-5得到的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材和对比例1-4得到的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材进行性能测试,具体检测参数如表1所示。
表1实施例1-5与对比例1-4的性能对比
由表1可知,本发明实施例1-5的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的熔点、运动粘度、硬度和收缩率适中,同时灰分较低,具有优秀的性能。而且成型刚韧性、铸造失蜡性能很好,没有出现堵头、软榻的现象。
通过将实施例1与对比例1对比可知,当基于MJP技术牙科用3D打印蜡材中未添加微晶蜡——85#微晶蜡时,得到的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材收缩率较大,而且材质太脆。上述结果表明,85#微晶蜡可以增强基于MJP技术牙科用3D打印蜡材的刚韧性。
通过将实施例1与对比例2对比可知,当基于MJP技术牙科用3D打印蜡材中未添加蒙旦蜡时,得到的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材出现软榻的现象,而且成型刚韧性较差。上述结果表明,蒙旦蜡能够避免基于MJP技术牙科用3D打印蜡材出现软榻的现象,而且能够提高成型刚韧性能。
通过将实施例1与对比例3对比可知,当基于MJP技术牙科用3D打印蜡材中未添加费托蜡时,得到的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材出现软榻的现象,而且成型刚韧性较差。上述结果表明,费托蜡能够避免基于MJP技术牙科用3D打印蜡材出现软榻的现象,而且能够提高成型刚韧性能。
通过将实施例1与对比例4对比可知,当基于MJP技术牙科用3D打印蜡材中未添加增韧剂——乙烯-醋酸乙烯共聚物时,得到的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材出现软榻的现象,而且成型刚韧性较差。上述结果表明,费托蜡能够避免基于MJP技术牙科用3D打印蜡材出现软榻的现象,而且能够提高成型刚韧性能。
由此说明,本发明的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材具有优异的性能。需要说明的是,本发明其它可任意组合的实施例的基于MJP技术牙科用3D打印蜡材同样具有相近的性能。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。