一种氧化锆彩色粉料及其制备方法与流程

本发明涉及氧化锆粉料加工领域，具体涉及一种氧化锆彩色粉料及其制备方法。

背景技术：

1、氧化锆粉料广泛应用于医疗和工业科研等领域，在口腔修复邻域，氧化锆材料通常需要着色以匹配天然牙齿的颜色。通过着色，可以使氧化锆修复体更加自然地融入患者的口腔，提高美学效果。在一些工业和科研领域，着色氧化锆粉料制备的氧化锆制品可以用于标识和识别，在产品上标记图案、文字或颜色代码，以便于识别和区分不同的产品或部件。在一些高端产品中，着色氧化锆粉末制品可以用于防伪和品牌认证。通过特定的着色工艺，可以在氧化锆制品上产生特定的颜色图案或标识，以证明产品的真实性和品牌身份。

2、现有的氧化锆着色制品主要有两种途径，预着色氧化锆和非预着色氧化锆，非预着色氧化锆需要用着色液对氧化锆进行浸泡着色，然而这种方式存在多种缺陷，采用着色液浸泡的方式可能对氧化锆的断裂载荷和弯曲强度产生负面影响，着色液会影响氧化锆的机械性能，尤其在酸基着色液中，水性酸基着色液会导致氧化锆的硬度值降低。当着色液中含有铒离子和钕离子时，氧化锆的弯曲强度和断裂韧性均会有所降低。

3、预着色氧化锆则是在氧化锆粉末中添加金属氧化物进行，烧结的色粉和氧化锆基粉混合制成氧化锆彩色粉料。但这种方式存在如下问题。

4、例如，纳米金属颗粒使用效率低下且高度易燃，需要特殊的储存和处理条件(干燥惰性气体密封)。此外这种氧化锆彩色粉料制备方式会影响块状氧化锆的透明度，现有技术研究显示，氧化锆的强度会随着透明度的增加而降低，透明度与弯曲强度呈负相关，常见的方式是提高氧化钇的含量增加透明度，但随着氧化锆中氧化钇含量的增加，弯曲强度又会降低，因此如何在获得高透明度氧化锆的同时提高其弯曲强度和断裂韧性具有重要现实意义。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供了一种氧化锆彩色粉料，包括：

2、色料、超细氧化钇稳定氧化锆粉、钼配位络合物、溶剂、分散剂、活化剂、引发剂、矿化剂以及有机单体，所述矿化剂包括3wt％的氟化钠和4wt％的氯化铵，溶剂为超纯水，分散剂包括柠檬酸氢二铵、乳糖酸、40％丙烯酸聚合物水溶液、35％丙烯酸聚合物胺盐水溶液中的一种或几种的组合，单独使用时的用量分别为0.3wt％的柠檬酸氢二铵、6wt％乳糖酸，1.4wt％的40％丙烯酸聚合物水溶液，0.4wt％的35％丙烯酸聚合物胺盐水溶液，有机单体包括2-羟基乙基丙烯酸酯，活化剂包括l抗坏血酸，引发剂包括5％硫酸铵水溶液。

3、优选的，所述钼配位络合物为乙酰丙酮钼，含量为0-5.2wt％。

4、本发明中的氧化锆粉料中，氧化锆是连续相，分散相以配位络合物乙酰丙酮钼形式添加金属钼，乙酰丙酮钼以黄色粉末的形式使用，密度为1.64g/cm3，本发明以配位络合物乙酰丙酮钼作为增强相，在保持透明度的同时提高氧化锆基体的弯曲强度和断裂韧性。

5、本发明还提供一种氧化锆彩色粉料的制备方法，包括以下步骤：

6、s1，进行色料预配，将色料加超纯水球磨，获得色料浆料，将浆料过400目筛后烘干，再过325目筛；

7、s2，在配置好的色料中加入矿化剂，干式混合2-5h，混合均匀后装入匣体，放入窑炉煅烧合成，从室温至500℃的升温过程中，升温速率为5℃/min，从500℃至850℃的升温过程中，升温速率为1.5℃/min，从850℃至950℃的升温过程中，升温速率为1℃/min，温度达到950℃后，保温60min；

8、s3，将溶剂、分散剂和氧化锆粉混合制成浆料，将浆料在行星式球磨机以300rpm的速度混合1h，加入活化剂，再将有机单体与配位络合物一同加入，然后将浆料在行星式球磨机中再混合10min后，在离心混合机中混合并脱气4min，混合速度为800rpm，脱气速度为1800rpm，置于5℃冷藏15min，随后加入引发剂，将浆料在800rpm下混合30s，在1800rpm下脱气30s，将浆料装入pvc制成的模具中进行聚合48h；

9、s4，将模具中的样品取出，在300℃的空气气氛中烧结2h以去除有机添加剂，在还原气氛下的窑炉中烧结，分别在450℃、1050℃和1550℃的温度下保温60min；

10、s5，将s2中获得的色料样品加入s4中的氧化锆复合样品中，经过球磨机和砂磨机研磨至直径90nm-1um，过筛后经过喷雾干燥塔进行喷雾干燥。

11、本发明在450℃和1050℃的温度下停留可有效还原钼基化合物以及形成的氧化钼，将化合物还原至其升华温度以下，以防止其从样品中释放，从而导致钼含量降低。

12、优选的，步骤s4中所述还原气氛为摩尔比1：4的氢气和氩气。

13、本发明采用配位络合物取代传统的纳米金属粉末，原料可在室温下储存，无需防火措施，简化了生产过程，提高了氧化锆陶瓷的断裂韧性。

14、本发明的制备方法对金属相乙酰丙酮钼的利用率高，所需要的配位络合物原料相较于其他加强相原料大大减少，仅需要很低含量的金属相即可获得断裂韧性和弯曲强度的大幅度提高。

技术特征：

1.一种氧化锆彩色粉料，其特征在于：包括色料、超细氧化钇稳定氧化锆粉、钼配位络合物、溶剂、分散剂、活化剂、引发剂、矿化剂以及有机单体，所述矿化剂包括3wt％的氟化钠和4wt％的氯化铵，溶剂为超纯水，分散剂包括柠檬酸氢二铵、乳糖酸、40％丙烯酸聚合物水溶液、35％丙烯酸聚合物胺盐水溶液中的一种或几种的组合，单独使用时的用量分别为0.3wt％的柠檬酸氢二铵、6wt％乳糖酸，1.4wt％的40％丙烯酸聚合物水溶液，0.4wt％的35％丙烯酸聚合物胺盐水溶液，有机单体包括2-羟基乙基丙烯酸酯，活化剂包括l抗坏血酸，引发剂包括5％硫酸铵水溶液。

2.如权利要求1所述的一种氧化锆彩色粉料，其特征在于：所述钼配位络合物为乙酰丙酮钼。

3.一种如权利要求1-2中任一项所述的氧化锆彩色粉料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的一种氧化锆彩色粉料的制备方法，其特征在于：步骤s4中所述还原气氛为摩尔比1：4的氢气和氩气。

技术总结本发明公开了一种氧化锆彩色粉料及其制备方法，包括色料、超细氧化钇稳定氧化锆粉、钼配位络合物、溶剂、分散剂、活化剂、引发剂、矿化剂以及有机单体，所述矿化剂包括3wt％的氟化钠和4wt％的氯化铵，本发明采用配位络合物取代传统的纳米金属粉末，原料可在室温下储存，无需防火促使，简化了生产过程，提高了氧化锆陶瓷的断裂韧性。技术研发人员：符志红,孙景辉受保护的技术使用者：金业新材料科技（昆山）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9