CN114085486A - 口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈及其制备方法，该橡皮圈包括以下重量份的原料组分：热塑性弹性体30～95、基础油0～60,热塑性树脂0～15，填料0～5，加工助剂0～3。制备方法是将上述各组分按比例进行物理共混形成混合料，加入到挤出机中挤出成型为中空管件，经切割得到正畸橡皮圈。本发明采用热塑性加工工艺，制备过程环保、安全、洁净、高效。本发明的橡皮圈无毒无味，符合生物相容性要求，不含任何过敏源，能够解决现有技术中乳胶橡皮圈容易引起过敏现象的问题。本发明的橡皮圈能够达到现有乳胶橡皮圈的牵引力，且具有较高的牵引力保持率，弹性优异，可满足长时间使用的要求，提高矫治效果。

Description

口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈及其制备方法
技术领域
本发明涉及口腔正畸技术领域，尤其涉及一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈及其制备方法。
背景技术
随着我国经济文化发展，大众对口腔健康有了更深层次的了解，对口腔美学有了更高的需求，我国人口众多，口腔正畸案例复杂多样，促使我国口腔正畸行业不断进步。
口腔正畸临床治疗中，正畸橡皮圈是比较常用与重要的矫治力施力器械，材料多为乳胶，用途是在正畸过程中保持牵引力的持续、稳定。然而乳胶材料正畸橡皮圈含有乳胶蛋白，可能引起医护人员及使用者发生乳胶过敏，造成接触性皮肤炎及呼吸道过敏现象，严重者甚至造成休克。此外，天然胶乳的炼胶工艺导致胶乳橡皮圈表观为黄色或淡黄色，并且有明显的橡胶异味，不美观且可能引起使用者不适。
因此，亟待提供一种能够安全无毒、不发生过敏、美观可隐形的口腔正畸橡皮圈。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种口腔正畸橡皮圈，解决现有的正畸橡皮圈采用乳胶容易引起过敏现象的问题，还能达到无味、隐形和美观的效果。
本发明的再一目的在于提供一种上述口腔正畸用橡皮圈的制备方法。
本发明实现上述目的采取的技术方案是：
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其特征在于，包括以下重量份的原料：热塑性弹性体30～95、基础油0～60,热塑性树脂0～15，填料0～5，加工助剂0～3。
本发明口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈的进一步改进在于，所述热塑性弹性体原料选自苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯/异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
本发明口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈的进一步改进在于，所述热塑性树脂原料选自聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳氢树脂、氢化碳氢树脂、纯单体树脂中的一种或多种。
本发明口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈的进一步改进在于，所述基础油选自矿物基础油和合成基础油中的任意一种。
本发明口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈的进一步改进在于，还包括重量份为0～5的填料。
本发明口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈的进一步改进在于，所述填料采用气相法二氧化硅、沉淀法二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉、硅灰石、玻璃纤维、金属粉或者聚四氟乙烯。
本发明口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈的进一步改进在于，还包括重量份为0～3的加工助剂。
本发明口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈的进一步改进在于，所述加工助剂包括抗氧剂和/或润滑剂。
本发明口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈的进一步改进在于，其特征在于，所述热塑性弹性体在200℃，5kg荷重条件下的熔体流动速率为0.1～100g/10min，邵A硬度为15～50。
本发明还提供了一种针对口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：配置原料，所诉原料包括：热塑性弹性体35～95重量份、基础油0～50重量份,热塑性树脂0～15重量份，填料0～5重量份，加工助剂0～3重量份；
步骤B：将步骤A的混合料加入双螺杆或单螺杆挤出机造粒得到混合料；
步骤C：将步骤B所述混合料经挤出机加热挤出成型为中空管件；
步骤D：将步骤C所述中空管件切割得到正畸橡皮圈。
所述热塑性弹性体混合料在200℃，5kg荷重条件下的熔体流动速率为0.1～100g/10min，邵A硬度为15～50。
与现有技术相比，本发明的正畸橡皮圈采用热塑性弹性体材料，采用热塑性加工工艺，制备过程环保、安全、洁净、高效。本发明的热塑性弹性体橡皮圈无毒无味，符合生物相容性要求，不含任何过敏源，能够解决现有技术中乳胶橡皮圈容易引起过敏现象的问题。本发明的热塑性弹性体橡皮圈能够达到现有乳胶橡皮圈的牵引力，且具有较高的牵引力保持率，弹性优异，可满足长时间使用的要求，提高矫治效果。本发明的热塑性弹性体橡皮圈透明度好，与现有乳胶橡皮圈比具有美观和隐形效果。
附图说明
图1为本发明实施例9的热塑性弹性体橡皮圈与现有技术的乳胶橡皮圈在37℃下300％拉伸的牵引力保持率的变化曲线图。
具体实施方式
本发明实施案列提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，包括以下重量份的原料组成：热塑性弹性体30～95，基础油0～60,热塑性树脂0～15，填料0～5，加工助剂0～3。
进一步的，重量份的原料组成优选是：热塑性弹性体35～60、基础油30～50,热塑性树脂0～10，填料0～3，加工助剂0～2。
本发明实施案例中，热塑性弹性体原料选自苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，氢化苯乙烯-丁二烯/异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
热塑性弹性体原料优选为氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，氢化苯乙烯-丁二烯/异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
进一步的，热塑性弹性体原料的苯乙烯含量在10％～40％之间，丁二烯含量在60％～90％之间，分子量位于50000～500000之间，优选分子量在100000～350000之间，更为合适的是在150000～300000。
所述的热塑性弹性体原料，具体的例如，美国科腾聚合物公司的(Kraton)G系列产品，较佳采用Kraton 1651，Kraton G1650,Kraton G1652，Kraton G1642。SEB,日本可乐丽公司(Kuraray)的Septon 4055，Septon 4044或台橡公司(TSRC)的Taipol 6150。
本发明实施案例中，基础油选自矿物基础油和合成基础油中的任意一种。矿物基础油采用直链烷烃和环烷烃混合(两者之和为100％)的矿物基础油，可采用石蜡油。合成基础油是由天然气裂解再合成形成的合成基础油。优选是石蜡油。
基础油40℃的运动粘度是50～200mm2/s，优选是100～150mm2/s。
所述的基础油，具体的例如，比如壳牌(Shell)的Ondina 100白矿油，埃克森美孚公司(Exxonmobil)的Primol 352白矿油或美国卡鲁梅公司Calumet Penreco的Drakeol34。
本发明实施案例中，所述热塑性树脂原料选自聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳氢树脂、氢化碳氢树脂、纯单体树脂的一种或多种。
所述的聚丙烯包括无规共聚聚丙烯，三元共聚聚丙烯，添加透明及改性的聚丙烯，α-烯烃改性的聚丙烯中的一种或多种。
进一步的，优选是无规共聚聚丙烯。
所述的聚丙烯，具体例如巴塞尔(Basell)的SM170G和RP346R，北欧化工(Borealis)的RB206MO，还可以采用韩国乐天(RANPELEN)的SFC-750D。
本发明实施案例中，所述的聚乙烯包括低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯的一种或多种，优选是低密度聚乙烯。
所述的聚乙烯，具体例如北欧化工(Borealis)的PE RB206MO。
本发明实施案例中，所述的聚烯烃弹性体包括α-烯烃的共聚物，如乙烯、丙烯共聚物，乙烯/1-丁烯共聚物，乙烯/1-辛烯共聚物，丙烯/1-丁烯共聚物，丙烯/1-辛烯共聚物的一种或多种。
具体的例如，陶氏化学(Dow)的ENGAGE 8842,7447,VERSIFY 2200,2400,埃克森美孚公司(Exxonmobil)的Vistamaxx 6200等。
本发明实施案例中，所述的热塑性树脂原料还包括碳氢树脂、氢化碳氢树脂、纯单体树脂的一种或多种，优选是纯单体树脂。
具体的例如，伊士曼公司(Eastman)的纯单体树脂Kristalex 5140或PiccolasticD125。
在本发明的实施案例中，所述填料可采用气相法二氧化硅、沉淀法二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉、硅灰石、玻璃纤维、金属粉或者聚四氟乙烯等，优选为气相法二氧化硅。
所述填料具体例如欧米亚公司(Omya)的Durcal 5，益瑞石公司Imerys2500C，赢创公司(Evonik)的Aerosil 380或R202等。
本发明的实施方式中，所述的加工助剂包括抗氧剂和/或润滑剂。
所述加工助剂具体例如德国巴斯夫(BASF)Irganox1010抗氧剂，润滑剂采用美国龙沙(Lonza)的EBS或美国PMC公司Armoslip E。
本发明还提供了上述热塑性弹性体橡皮圈的制备方法，包括下述步骤：
步骤A：配置原料，所述原料包括：热塑性弹性体35～95重量份、基础油0～50重量份,热塑性树脂0～15重量份，填料0～5重量份，加工助剂0～3重量份；
步骤B：将步骤A的混合料加入双螺杆或单螺杆挤出机造粒得到混合料；
步骤C：将步骤B所述混合料经挤出机加热挤出成型为中空管件；
步骤D：将步骤C所述中空管件切割得到正畸橡皮圈。
下面结合具体实施例和图表对本发明作进一步说明。组分均由产品型号表示，各产品型号在前述内容部分均已作详细说明。
实施例1
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其原料包含以重量份计的下述组分：
Figure BDA0003446129660000051
提供上述组分混合，将混合物采用双螺杆挤出机进行混炼造粒，然后经挤出机挤出成型为直径为3.175mm中空管件，经切割得到热塑性弹性体橡皮圈。
实施例2
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其原料包含以重量份计的下述组分：
Figure BDA0003446129660000052
Figure BDA0003446129660000061
热塑性弹性体橡皮圈制备工艺与实施例1相同。
实施例3
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其原料包含以重量份计的下述组分：
Figure BDA0003446129660000062
热塑性弹性体橡皮圈制备工艺与实施例1相同。
实施例4
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其原料包含以重量份计的下述组分：
Figure BDA0003446129660000063
热塑性弹性体橡皮圈制备工艺与实施例1相同。
实施例5
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其原料包含以重量份计的下述组分：
Figure BDA0003446129660000064
Figure BDA0003446129660000071
热塑性弹性体橡皮圈制备工艺与实施例1相同。
实施例6
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其原料包含以重量份计的下述组分：
Figure BDA0003446129660000072
热塑性弹性体橡皮圈制备工艺与实施例1相同。
实施例7
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其原料包含以重量份计的下述组分：
Figure BDA0003446129660000073
热塑性弹性体橡皮圈制备工艺与实施例1相同。
实施例8
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其原料包含以重量份计的下述组分：
Figure BDA0003446129660000074
热塑性弹性体橡皮圈制备工艺与实施例1相同。
实施例9
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其原料包含以重量份计的下述组分：
Figure BDA0003446129660000081
热塑性弹性体橡皮圈制备工艺与实施例1相同。
实施例10
本发明提供了一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其原料包含以重量份计的下述组分：
Figure BDA0003446129660000082
热塑性弹性体橡皮圈制备工艺与实施例1相同。
实施例1-10的热塑性弹性体混合料的性能如表1所示。
表1.实施例热塑性弹性体混合料的性能
Figure BDA0003446129660000083
实施例1-10制备的十种橡皮圈和市场现用的一款乳胶橡皮圈直径相同，均为3.175mm，利用拉力计测试拉伸3倍直径下橡皮圈的拉力，即拉住橡皮圈相对的两端并拉伸至直径的3倍，拉伸长度为9.525mm，令橡皮圈处于300％拉伸状态，并保持该拉伸状态24小时，实施获取对应橡皮圈的拉力值，并计算得到24小时拉力保持率。
上述的十种橡皮圈的直径相同，均为3.175mm，利用拉力计测试拉伸3倍直径下橡皮圈的牵引力，即拉住橡皮圈相对的两端并拉伸至直径的3倍，拉伸长度为9.525mm，令橡皮圈处于300％拉伸状态，保持该拉伸状态一定时间后读取对应橡皮圈的牵引力值，计算得到牵引力保持率。牵引力保持率的测试如图1所示。图1中的虚线表示现有技术的乳胶橡皮圈在37℃下300％拉伸的牵引力保持率的变化曲线，图1中的实线表示本发明实施例9的热塑性弹性橡皮圈在37℃下300％拉伸的牵引力保持率的变化曲线。
实施例1-10的热塑性弹性体橡皮圈与市场现用的一款乳胶橡皮圈的24小时牵引力保持率如表2所示。
Figure BDA0003446129660000091
表2.实施例热塑性弹性体橡皮圈和乳胶橡皮圈的性能对比
表2所示，与市场现用的乳胶橡皮圈相比，本发明的口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈可提供相当的牵引力和牵引力保持率。乳胶橡皮圈的24小时牵引力保持率为65％，实施例1、3、6、8、9可提供更优异的牵引力保持率。
对乳胶橡皮圈和实施例9橡皮圈依据ASTM D5712的测试方法测试两种橡皮圈中的天然蛋白源的含量，第一种橡皮圈的天然蛋白源含量为1.7％，而实施例9橡皮圈的天然蛋白源为0。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，实施例1，3，6，8，9仅为本发明的较佳实施案例，热塑性弹性体领域的一般技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其特征在于，包括以下重量份的原料：热塑性弹性体30～95、基础油0～60,热塑性树脂0～15，填料0～5，加工助剂0～3。
2.如权利要求1所述的口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其特征在于，所述热塑性弹性体原料选自苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯/异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其特征在于，所述热塑性树脂原料选自聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃弹性体、碳氢树脂、氢化碳氢树脂、纯单体树脂中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其特征在于，所述基础油选自矿物基础油和合成基础油中的任意一种。
5.如权利要求1所述的口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其特征在于，还包括重量份为0～5的填料。
6.如权利要求5所述的口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其特征在于，所述填料采用气相法二氧化硅、沉淀法二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、云母粉、硅灰石、玻璃纤维、金属粉或者聚四氟乙烯。
7.如权利要求1所述的口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其特征在于，还包括重量份为0～3的加工助剂。
8.如权利要求7所述的口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其特征在于，所述加工助剂包括抗氧剂和/或润滑剂。
9.如权力要求1至8中任一项所述的口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈，其特征在于，所述热塑性弹性体在200℃，5kg荷重条件下的熔体流动速率为0.1～100g/10min，邵A硬度为15～50。
10.一种针对权力要求1所述的口腔正畸用热塑性弹性体橡皮圈的制备方法，包括如下步骤：
步骤A：配置原料，所述原料包括：热塑性弹性体30～95重量份、基础油0～60重量份,热塑性树脂0～15重量份，填料0～5重量份，加工助剂0～3重量份；
步骤B：将步骤A的混合料加入双螺杆或单螺杆挤出机造粒得到混合料；
步骤C：将步骤B所述混合料经挤出机加热挤出成型为中空管件；
步骤D：将步骤C所述中空管件切割得到正畸橡皮圈。
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