一种钛合金口腔修复体表面美白自清洁涂层及其制备方法

本发明属于口腔修复技术领域，涉及一种钛合金口腔修复体表面美白自清洁涂层及其制备方法。

背景技术：

纯钛及钛合金具有良好的生物相容性、较低的密度及优异的耐腐蚀性能等特点，适用于制作义齿、全冠、支架等口腔修复体，与传统的牙科材料相比更为安全舒适，但由于钛合金与牙齿表面颜色反差大，极大影响美观。目前主要采用刷涂或浸涂等方法在牙科材料表面制备环氧树脂等高分子美白涂层，虽然这些涂层具有一定的美白效果，但存在硬度低、涂层与基体结合力不足、生物相容性不佳、耐磨性差等问题。同时，口腔中的细菌等微生物往往附着在牙齿表面，是导致龋病、牙周组织炎症等口腔常见疾病的主要因素，传统方法是采用刷牙、牙线、专业牙齿洁治等进行预防，但无法提供可长期抑制口腔中的细菌等微生物的生长环境。因此，发明一种在钛合金口腔修复体表面兼具美白和自清洁作用的涂层是非常必要的。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种简单、低成本的钛合金口腔修复体表面美白自清洁涂层及其制备方法。

一种钛合金口腔修复体表面美白自清洁涂层，其特征在于，包括由内至外依次设置白色微弧氧化内层和自清洁外层；所述涂层结构中的微弧氧化内层与钛合金基体之间为冶金结合，所述微弧氧化层的多尺度孔隙表面可作为自清洁涂层的铆接镶嵌基体，提高了自清洁涂层与微弧氧化过渡层之间的结合力。

进一步地，所述制备自清洁涂层采用全氟硅烷或聚四氟乙烯乳液，其中，全氟硅烷为全氟辛基三氯硅烷、全氟癸基三氯硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷中的至少一种。

一种钛合金口腔修复体表面美白自清洁涂层的制备方法，用于制备如上所述的美白自清洁涂层，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对钛合金口腔修复体表面依次进行抛光和清洗处理；

步骤2：利用低能耗微弧氧化技术制备白色微弧氧化内层，将处理后的样品浸到电解液中，钛合金样品与电源正极连接，不锈钢电解槽与电源负极连接，打开电源进行微弧氧化处理，得到表面呈白色的微弧氧化层；

步骤3：制备自清洁外层，将微弧氧化后的样品清洗干燥后，配置用于制备自清洁涂层的溶液，并涂覆于所述白色微弧氧化表面，烘干后，即得到所述钛合金口腔修复体美白自清洁涂层。

进一步地，所述低能耗电解液由40～60g/l的氢氧化物和5～20g/l的磷酸盐组成，所述氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种，所述磷酸盐为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸三钠、焦磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的至少一种。

进一步地，所述低能耗微弧氧化处理的工艺参数包括：选用脉冲电压在恒压模式下，电压为60v～90v、频率为50～2000hz、占空比为5％～30％、处理时间为1min～5min。

如上所述钛合金口腔修复体表面美白自清洁涂层的制备方法，其中所述自清洁溶液配制步骤包括：

步骤1：配制质量分数为10％～60％的聚四氟乙烯乳液，或将一种或以上混合硅烷与乙醇以体积比1:10～1:100的比例混合；

步骤2：将混合后的溶液采用刷涂、浸涂或喷涂的方式涂覆于所述白色微弧氧化层表面；

步骤3：室温晾干并于20～200℃下固化1～5h，随炉冷却至室温，涂层厚度为1～5μm。

本发明的优点和有益效果如下：

本发明提供一种在钛合金口腔修复体表面形成美白自清洁涂层及其制备方法，涂层与金属基体的结合力强，耐磨性好，且涂层颜色与牙齿颜色接近能有效遮蔽钛合金基体自身的金属色，同时，涂层表面可有效抑制细菌和微生物等物质的粘附，起到对修复体表面自清洁的作用。另外，所述美白自清洁涂层，其制备工艺简单易行，成本低，具有潜在的应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例中美白自清洁涂层结构示意图；

图2为本发明实施例中钛合金口腔修复体实物图；

图3为本发明实施例中钛合金口腔修复体表面制备的美白自清洁涂层实物图；

图4为本发明实施例中美白自清洁涂层与水的接触角。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例一

本实施例提供一种钛合金口腔修复体表面美白自清洁涂层及其制备方法，该方法包括如下步骤：

1、在钛合金口腔修复体表面制备白色微弧氧化层

(1)配置的微弧氧化电解液成分为：50g/l氢氧化钠、15g/l三聚磷酸钠，用去离子水溶解并搅拌均匀，制得所需微弧氧化电解液；

(2)以纯钛为阳极，不锈钢容器为阴极，微弧氧化电压为75v、频率500hz、占空比30％，进行微弧氧化过程，反应时间为2min，得到白色微弧氧化层。

2、在微弧氧化层表面制备自清洁涂层

(1)将全氟辛基三氯硅烷与乙醇以体积比1:50的比例混合；

(2)将混合后的溶液采用刷涂的方式涂覆于所述微弧氧化层表面；

(3)室温晾干并于120℃下固化1h，冷却至室温，涂层厚度为3μm。

实施例二

本实施例提供一种钛合金口腔修复体表面美白自清洁涂层及其制备方法，该方法包括如下步骤：

1、在钛合金口腔修复体表面制备白色微弧氧化层

(1)配置的微弧氧化电解液成分为：60g/l氢氧化钠、10g/l三聚磷酸钠，用去离子水溶解并搅拌均匀，制得所需微弧氧化电解液；

(2)以纯钛为阳极，不锈钢容器为阴极，微弧氧化电压为70v、频率700hz、占空比30％，进行微弧氧化过程，反应时间为5min，得到白色微弧氧化层。

2、在微弧氧化层表面制备自清洁涂层

(1)配置质量分数为10％的聚四氟乙烯乳液

(2)将样品浸渍在10％的聚四氟乙烯乳液中30min

(3)将样品取出并于100℃下固化1h，冷却至室温，涂层厚度为5μm。

实施例三

本实施例提供一种钛合金口腔修复体表面美白自清洁涂层及其制备方法，该方法包括如下步骤：

1、在钛合金口腔修复体表面制备白色微弧氧化层

(1)配置的微弧氧化电解液成分为：40g/l氢氧化钠、15g/l六偏磷酸钠，用去离子水溶解并搅拌均匀，制得所需微弧氧化电解液；

(2)以纯钛为阳极，不锈钢容器为阴极，微弧氧化电压为80v、频率500hz、占空比50％，进行微弧氧化过程，反应时间为2min，得到白色微弧氧化层。

2、在微弧氧化层表面制备自清洁涂层

(1)将全氟辛基三氯硅烷与乙醇以体积比1:100的比例混合；

(2)将混合后的溶液采用刷涂的方式涂覆于所述微弧氧化层表面；

(3)室温晾干并于100℃下固化2h，冷却至室温，涂层厚度为2μm。

如图3所示，样品表面呈现与牙齿相接近的白色，具有美白修饰作用；如图4所示，美白自清洁涂层呈现疏水效果(疏水角为99.5°＞90°)，可使污染物难以在表面附着，具有良好的自清洁作用。

综上所述，采用本发明制备的涂层与牙齿颜色接近能有效遮蔽钛合金基体自身的金属色，具有良好的美白功效，同时，表面可有效避免污物的粘附，对修复体表面起到自清洁的作用，且制备方法相对简单

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本行业的技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，可进行各种变化和改进，这些变化和改进也应视为本发明的保护范围。