CN114836054B - 一种印模材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于印模技术领域，具体涉及一种印模材料及其制备方法和应用。本发明提供的印模材料，所述印模材料以重量份数计包括如下原料：米糠和/或麦麸40‑80份，增稠剂5‑18份，缓凝剂1.4‑4.5份，胶凝剂7‑24份，增强剂0.9‑3份，调节剂0.8‑2.5份。本发明提供的印模材料，以米糠和/或麦麸作为主要填料，配合增稠剂、缓凝剂、胶凝剂、增强剂和调节剂的使用，所得印模材料具有适宜的初凝时间，制备的阴模具有优异的复制再现性、弹性回复能力，压缩应变能力，抗撕裂性能。
Description
技术领域
本发明属于印模技术领域，具体涉及一种印模材料及其制备方法和应用。
背景技术
印模材料是制备阴模时所用的材料，印模材料应富有弹性,且流动性与可塑性良好；凝固后物理性质稳定，形态及体积无改变，凝固时间适宜，凝固后易于将模型取出，不与模型本身发生化学变化，易分离，且具有较好的抗撕裂性。
现有印模材料主要以硅藻土、高岭土、膨润土等矿物土质材料或淀粉基材料作为主要填料，然而上述材料存在着一些缺陷：首先，矿物土质材料不可再生，而且使用过之后也无法降解，会对环境造成一些影响；且矿物土质材料本身带有矿物的味道，在使用者使用的过程中(尤其是婴幼儿使用的过程中)会因为该味道而产生不适感，而且在获取人体(尤其是婴幼儿)手、脚等阴模的过程中，矿物质容易对人体的皮肤产生一定的刺激性；同时印模材料在生产过程中生产工人会吸入大量矿物粉尘，会对工人的身体会造成很大的损伤。其次，淀粉基材料虽然对人体的刺激性较弱，也可实现降解，但上述材料作为印模材料的主要填料时，印模的性能较差，无法有效满足阴模性能的要求，而且使用淀粉基材料会在一定程度上浪费粮食。
基于此，急需开发一种对人体无刺激，材料可降解，具有优异的复制再现性、弹性回复能力，压缩应变能力，抗撕裂性能的印模材料。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是现有印模材料对人体皮肤刺激性较大，不可降解，制备的阴模复制再现性、弹性回复能力，压缩应变能力，抗撕裂性能较差，无法有效满足阴模性能要求的缺陷，从而提供一种印模材料及其制备方法和应用。
为此，本发明采取的技术方案为，
一种印模材料，所述印模材料以重量份数计包括如下原料：
米糠和/或麦麸40-80份，增稠剂5-18份，缓凝剂1.4-4.5份，胶凝剂7-24份，增强剂0.9-3份，调节剂0.8-2.5份。
优选的，所述米糠或麦麸为颗粒状，所述米糠或麦麸的粒度不大于50微米。
本发明中的米糠和麦麸均为现有常规米糠和麦麸，可通过市售或常规制备方法制备得到，其中米糠主要是由果皮、种皮、外胚乳、糊粉层和胚经加工制成的，是稻谷加工的主要副产品；麦麸，即麦皮，是小麦加工面粉的副产品。
优选的，所述印模材料还包括pH调节剂0.3-1.2份。
优选的，所述印模材料还包括表面活性剂2.5-9份。
优选的，所述增稠剂为海藻酸盐，所述缓凝剂为磷酸盐和/或焦磷酸盐，所述胶凝剂为石膏，所述增强剂为氧化锌，所述调节剂为氟钛酸盐。
优选的，所述pH调节剂为碳酸盐或碳酸氢盐，所述表面活性剂为聚乙二醇。本发明不对聚乙二醇的分子量做具体限定，只要其可作为表面活性剂即可，可选的，聚乙二醇可为聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇4000。
优选的，所述海藻酸盐为海藻酸钠，所述磷酸盐为磷酸钠，所述焦磷酸盐为焦磷酸钠，所述氧化锌为纳米氧化锌，所述氟钛酸盐为氟钛酸钾，所述碳酸盐为碳酸钠，所述碳酸氢盐为碳酸氢钠。
优选的，所述印模材料以重量份数计包括如下原料：
米糠和/或麦麸40-80份，海藻酸钠5-18份，焦磷酸钠1.4-4.5份，石膏7-24份，氧化锌0.9-3份，氟钛酸钾0.8-2.5份，碳酸钠0.3-1.2份，聚乙二醇2.5-9份。
优选的，包括如下步骤：将米糠和/或麦麸，增稠剂，缓凝剂，胶凝剂，增强剂，调节剂，pH调节剂和表面活性剂混合，搅拌，即得所述印模材料。本发明不对搅拌时间做具体限定，以将原料混合均匀为准，可选的，所述搅拌转速为100-200r/min，搅拌时间为10-60min。
本发明还提供一种上述所述的印模材料或上述所述印模材料的制备方法制备得到的印模材料在制备阴模中的应用。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明提供的印模材料，所述印模材料以重量份数计包括如下原料：米糠和/或麦麸40-80份，增稠剂5-18份，缓凝剂1.4-4.5份，胶凝剂7-24份，增强剂0.9-3份，调节剂0.8-2.5份。
本发明以米糠和/或麦麸作为印模材料的主要填料，首先，米糠中的谷维素常用作皮肤促进剂、抗炎剂、伤口愈合剂和非离子乳化剂，同时米糠还具有护肤保健的功效，使用米糠作为填料不仅不会刺激皮肤，还对皮肤有一定的亲和力；而麦麸中含有的B族维生素，在体内发挥着许多功能，尤其可以帮助身体组织利用氧气，促进皮肤的获氧量。其次，米糠和/或麦麸非常容易获得，价格低廉，而且在环境中易降解，对环境不会造成破坏；此外，米糠、麦麸本身带有粮食的香味，用米糠、麦麸代替矿物质可以避免各种香精香料的添加，这样就能有效避免部分使用者因香料的添加而产生的不适感。
本发明在传统印模材料的基础上，改变其主要成分，用米糠和/或麦麸代替硅藻土、膨润土、高岭土等矿物质材料、淀粉基材料或藻酸盐类材料，从而避免了传统材料对皮肤的刺激性，同时能够减小材料使用过后对环境造成的污染，且具有消肿的功效。同时本发明以米糠和/或麦麸作为主要填料，配合增稠剂、缓凝剂、胶凝剂、增强剂和调节剂的使用，所得印模材料具有适宜的初凝时间，有利于精准复制物体阴模，制备的阴模具有优异的复制再现性、弹性回复能力，压缩应变能力，抗撕裂性能，可用于手、脚等身体部位模型、器具模型的获取等方面。
2、本发明提供的印模材料，进一步的，所述印模材料还包括pH调节剂0.3-1.2份，和/或表面活性剂2.5-9份，本发明通过向印模材料中加入pH调节剂和/或表面活性剂有利于材料组分之间更好的混合均匀，进而有利于提高印模材料的复制再现性、弹性回复能力，压缩应变能力，抗撕裂性能等性能。
3、本发明提供的印模材料，进一步的，所述增稠剂为海藻酸盐，所述缓凝剂为磷酸盐和/或焦磷酸盐，所述胶凝剂为石膏，所述增强剂为氧化锌，所述调节剂为氟钛酸盐，本发明以米糠和/或麦麸作为主要填料，配合上述增稠剂、缓凝剂、胶凝剂、增强剂和调节剂的使用，所得印模材料具有更适宜的初凝时间，制备的阴模具有更优的复制再现性、弹性回复能力，压缩应变能力，抗撕裂性能，增强了材料的形稳性、机械强度以及变色性等性能。
4、本发明提供的印模材料，进一步的，所述印模材料以重量份数计包括如下原料：米糠和/或麦麸40-80份，海藻酸钠5-18份，焦磷酸钠1.4-4.5份，石膏7-24份，氧化锌0.9-3份，氟钛酸钾0.8-2.5份，碳酸钠0.3-1.2份，聚乙二醇2.5-9份。本发明通过上述组分相互配合可大大提升阴模的复制再现性、弹性回复能力，压缩应变能力，抗撕裂性能等性能，同时印模材料具有更适宜的初凝时间。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：米糠(颗粒状，平均粒度为40微米)40g，海藻酸钠17.8g，焦磷酸钠4.2g，石膏22.9g，氧化锌2.8g，氟钛酸钾2.5g，碳酸钠1.1g，聚乙二醇4000为8.7g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述米糠，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌20min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例2
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：米糠50g(颗粒状，平均粒度为45微米)，海藻酸钠14.8g，焦磷酸钠3.5g，石膏19.1g，氧化锌2.3g，氟钛酸钾2.1g，碳酸钠0.9g，聚乙二醇4000为7.3g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述米糠，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以100r/min的转速搅拌50min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例3
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：米糠60g(颗粒状，平均粒度为30微米)，海藻酸钠11.9g，焦磷酸钠2.8g，石膏15.3g，氧化锌1.9g，氟钛酸钾1.6g，碳酸钠0.7g，聚乙二醇4000为5.3g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述米糠，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以200r/min的转速搅拌20min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例4
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：米糠(颗粒状，平均粒度为20微米)70g，海藻酸钠8.9g，焦磷酸钠2.1g，石膏11.5g，氧化锌1.4g，氟钛酸钾1.2g，碳酸钠0.5g，聚乙二醇4000为4.4g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述米糠，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌22min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例5
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：米糠80g(颗粒状，平均粒度为30微米)，海藻酸钠5.9g，焦磷酸钠1.4g，石膏7.6g，氧化锌0.9g，氟钛酸钾0.8g，碳酸钠0.4g，聚乙二醇4000为2.9g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述米糠，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌22min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例6
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：麦麸40g(颗粒状，平均粒度为40微米)，海藻酸钠17.8g，焦磷酸钠4.2g，石膏22.9g，氧化锌2.8g，氟钛酸钾2.5g，碳酸钠1.1g，聚乙二醇4000为8.7g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述麦麸，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌22min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例7
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：麦麸50g(颗粒状，平均粒度为30微米)，海藻酸钠14.8g，焦磷酸钠3.5g，石膏19.1g，氧化锌2.3g，氟钛酸钾2.1g，碳酸钠0.9g，聚乙二醇4000为7.3g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述麦麸，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌25min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例8
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：麦麸(颗粒状，平均粒度为30微米)60g，海藻酸钠11.9g，焦磷酸钠2.8g，石膏15.3g，氧化锌1.9g，氟钛酸钾1.6g，碳酸钠0.7g，聚乙二醇4000为5.3g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述麦麸，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌25min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例9
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：麦麸(颗粒状，平均粒度为30微米)70g，海藻酸钠8.9g，焦磷酸钠2.1g，石膏11.5g，氧化锌1.4g，氟钛酸钾1.2g，碳酸钠0.5g，聚乙二醇4000为4.4g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述麦麸，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以190r/min的转速搅拌25min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例10
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：麦麸(颗粒状，平均粒度为40微米)80g，海藻酸钠5.9g，焦磷酸钠1.4g，石膏7.6g，氧化锌0.9g，氟钛酸钾0.8g，碳酸钠0.4g，聚乙二醇4000为2.9g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述麦麸，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以190r/min的转速搅拌25min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例11
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：米糠(颗粒状，平均粒度为30微米)40g，麦麸(颗粒状，平均粒度为30微米)20g，海藻酸钠11.9g，焦磷酸钠2.8g，石膏15.3g，氧化锌1.9g，氟钛酸钾1.6g，碳酸钠0.7g，聚乙二醇4000为5.3g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述米糠，麦麸，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，碳酸钠，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌25min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例12
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：麦麸(颗粒状，平均粒度为30微米)60g，海藻酸钠15.9g，焦磷酸钠4.1g，石膏16.0g，氧化锌1.9g，氟钛酸钾1.6g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述麦麸，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌25min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例13
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：米糠(颗粒状，平均粒度为20微米)70g，海藻酸钠11.9g，焦磷酸钠3.5g，石膏12.0g，氧化锌1.4g，氟钛酸钾1.2g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述米糠，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌22min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例14
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：麦麸(颗粒状，平均粒度为30微米)60g，海藻酸钠14.9g，磷酸钠3.8g，石膏16.3g，纳米氧化锌2.2g，氟钛酸钾1.6g，碳酸氢钠0.7g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述麦麸，海藻酸钠，磷酸钠，石膏，纳米氧化锌，氟钛酸钾，碳酸氢钠置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌25min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
实施例15
本实施例提供一种印模材料，所述印模材料包括如下原料：米糠(颗粒状，平均粒度为20微米)70g，海藻酸钠9.4g，焦磷酸钠2.3g，石膏11.0g，氧化锌1.2g，氟钛酸钾1.2g，聚乙二醇4000为4.4g。
上述印模材料的制备方法包括如下步骤：将上述米糠，海藻酸钠，焦磷酸钠，石膏，氧化锌，氟钛酸钾，聚乙二醇置于高速混合机中进行混合，以180r/min的转速搅拌22min，以将上述原料混合均匀，得到所述印模材料。
对比例1
本对比例提供一种印模材料，同实施例4相比区别在于将米糠替换为硅藻土。
对比例2
本对比例提供一种印模材料，同实施例8相比区别在于将麦麸替换为马铃薯淀粉。
试验例
分别将实施例1-15和对比例1-2制备的印模材料和水混合(印模材料和水的质量比为1:2)，混合后的物料进行物体阴模制作，然后对制备的阴模进行性能测试(性能要求参照口腔印模材料行业标准YY1027-2018《牙科学水胶体印模材料》)。测试结果如表1所示。
表1阴模性能测试结果
表1测试结果表明，随着米糠、麦麸所占质量百分比的增加，克隆粉的各项性能(与石膏配伍性复制的线的宽度、弹性回复、压应变百分率，抗撕裂性等)均会有所提高，尤其在与石膏配伍性复制的线的宽度以及抗撕裂性能方面效果提升比较明显，但是与此同时材料的初凝时间也会相对延长，当米糠的质量分数为70％，麦麸的质量分数为60％时，各项性能基本达到最优值，再增加米糠、麦麸的含量，将对材料的各项性能都有不理想的影响。因此，当米糠的质量分数为70％，麦糠的质量分数60％时，以米糠、麦麸为主要填料的印模材料的性能达到最佳。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种印模材料，其特征在于，所述印模材料以重量份数计包括如下原料：
米糠和/或麦麸40-80份，增稠剂5-18份，缓凝剂1.4-4.5份，胶凝剂7-24份，增强剂0.9-3份，氟钛酸盐0.8-2.5份；表面活性剂2.5-9份；pH调节剂0.3-1.2份；
其中，所述米糠和麦麸为颗粒状，所述米糠和麦麸的粒度为30-50微米；
所述增稠剂为海藻酸盐，所述缓凝剂为磷酸盐和/或焦磷酸盐，所述胶凝剂为石膏，所述增强剂为氧化锌。
2.根据权利要求1所述的印模材料，其特征在于，所述pH调节剂为碳酸盐或碳酸氢盐，所述表面活性剂为聚乙二醇。
3.根据权利要求2所述的印模材料，其特征在于，所述海藻酸盐为海藻酸钠，所述磷酸盐为磷酸钠，所述焦磷酸盐为焦磷酸钠，所述氧化锌为纳米氧化锌，所述氟钛酸盐为氟钛酸钾，所述碳酸盐为碳酸钠，所述碳酸氢盐为碳酸氢钠。
4.根据权利要求3所述的印模材料，其特征在于，所述印模材料以重量份数计包括如下原料：
米糠和/或麦麸40-80份，海藻酸钠5-18份，焦磷酸钠1.4-4.5份，石膏7-24份，氧化锌0.9-3份，氟钛酸钾0.8-2.5份，碳酸钠0.3-1.2份，聚乙二醇2.5-9份。
5.一种权利要求1-4任一项所述的印模材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将米糠和/或麦麸，增稠剂，缓凝剂，胶凝剂，增强剂，氟钛酸盐，pH调节剂和表面活性剂混合，搅拌，即得所述印模材料。
6.一种权利要求1-4任一项所述的印模材料或权利要求5所述印模材料的制备方法制备得到的印模材料在制备阴模中的应用。
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