液相热喷涂制备生物活性玻璃涂层的方法

摘要

本发明属于生物医用材料领域，涉及一种液相热喷涂制备生物活性玻璃涂层的方法。本发明要解决的技术问题是现有的粉末喷涂法中粉末原料制备过程复杂、周期长的缺陷，和溶胶凝胶等湿化学法中制备涂层厚度薄、生产效率低的缺点。解决上述问题的技术方案是提出新制备方法。该方法中，首先按照生物活性玻璃的化学组成称量有机和无机原料，制得溶胶或悬浮液先驱液；然后将此溶胶或悬浮液作为热喷涂原料进行热喷涂，经过液态原料在高温下最后沉积到作为基底的生物医用材料表面形成生物活性玻璃涂层。本发明方法可用于制备生物活性玻璃涂层，具有操作简单，工艺流程少，制备效率高，成本低廉，适合于工业化生产等优点。

主权项

一种制备生物活性玻璃涂层的方法，其特征在于包括以下步骤：a、准备液态生物活性玻璃先驱液；b、使用液态生物活性玻璃先驱液进行等离子喷涂，沉积到作为基底的生物医用材料的表面形成生物活性玻璃涂层；所述步骤a中的液态生物活性玻璃先驱液由以下配比的组分组成：按折合成氧化物质量含量为SiO2 30～60wt％，P2O5 1～40wt％，CaO 20～45wt％，Na2O 0～25wt％，MgO 0～20wt％，Al2O3 0～3wt％，K2O 0～8wt％，CaF2 0～15wt％分别量取硅源、磷源、钙源、钠源、镁源、铝源、钾源、氟源；按照摩尔比为硅源∶乙醇＝1∶2～5，硅源∶H2O＝1∶4～8分别量取乙醇和去离子水；按照质量比为钙源∶H2O＝1∶1～2，钠源∶H2O＝1∶1～2，镁源∶H2O＝1∶1～2，铝源∶H2O＝1∶1.5～2，钾源∶H2O＝1∶3～5，氟源∶H2O＝1∶1～2分别量取去离子水；所述步骤a中的液态生物活性玻璃先驱液按下述方法制备而成：①将量取好的硅源和乙醇混合并搅拌均匀，然后加入去离子水；②调节pH值至1～3，硅源水解形成溶胶，溶液完全澄清后搅拌均匀；③加入磷源并搅拌均匀；④将钙源、钠源、镁源、铝源、钾源和氟源分别加入到去离子水中，完全溶解后加入到水解好的溶胶中，搅拌均匀后即制得热喷涂所用的生物活性玻璃酸性先驱液。或者，步骤a中所述的生物活性玻璃先驱液按下述方法制备而成：①将量取好的硅源和乙醇混合并搅拌均匀，然后加入去离子水；②调节pH值至9～11，硅源水解形成悬浮液，溶液完全浑浊后搅拌均匀；③加入磷源并搅拌均匀；④将钙源、钠源、镁源、铝源、钾源和氟源分别加入到去离子水中，完全溶解后加入到水解好的悬浮液中，搅拌均匀后即制得热喷涂所用的生物活性玻璃碱性先驱液；所述步骤b中等离子喷涂的生物活性玻璃液体先驱液原料用50～200微米小直径导管以直线型射流的方式，直接径向注入等离子火焰中心的高温区域；等离子喷枪口与作为基底的生物医用材料表面之间的距离为10～25cm；等离子喷涂的功率为24～60KW。