Latex-Formmassen
Die Erfindung betrifft Formmassen aus synthetischen oder natürlichen Kautschuklatex und Zusätzen.
Der Ausdruck Formmassen ist in weitem Sinne zu verstehen und soll Kitte, Vergussmassen, Fugendichtungsmittel, Modelliermassen und ähnliche Materialien zum Füllen, Spachteln, Glätten und Formen, insbesondere Abformen, einschliessen.
Abformmassen, auch Abdruckmassen genannt, werden zur naturgetreuen plastischen Nachbildung von Gegenständen benutzt. Besonders wichtig sind sie schon immer in der Zahntechnik gewesen. Heute sind sie jedoch nicht mehr auf dieses Gebiet beschränkt, sondern finden weite Verwendung für die verschiedensten wissenschaftlichen, technischen und künstlerischen Aufgaben ebenso wie für Unterscheidungszwecke.
Es sind bereits die verschiedensten Abformmassen bekannt, beispielsweise thermoplastische Stoffe (u. a.
solche auf Schellackbasis), die bei Erwärmung erweichen und beim Abkühlen erstarren; Mischungen auf der Basis von Alginaten, die bei Zusatz von Wasser unter Gelieren des Kolloids erhärten; Polysulfid-Kautschuk, der sich durch Kondensationsreaktionen verfestigt, und Silikon-Kautschuk.
Alle diese bekannten Abformmassen haben jedoch entscheidende Nachteile. Zum Teil sind sie - wie Polysulfid-Kautschuk und Silikon-Kautschuk - wegen ihrer hohen Kosten unwirtschaftlich, oder sie sind nicht massbeständig - wie Alginatmassen, die sich mit der Zeit zusammenziehen, weil die in dem Gel enthaltene Feuchtigkeit nach dem Erhärten allmählich abgegeben wird.
Bei Verwendung schwindender Abformmassen muss man also sofort nach dem Abnehmen der Abformung einen Gipsabguss anfertigen. Auch ist das Arbeiten kompliziert, was nicht zuletzt ein Grund dafür ist, dass diese Abdruckmassen keine weitere Verwendung gefunden haben.
Hier schafft die Erfindung Abhilfe. Sie löst die Aufgabe, Formmassen zu entwickeln, die sich leicht aus billigen Ausgangsmaterialien herstellen und einfach verarbeiten lassen und zu festen, wasserbeständigen, nicht schwinden den Produkten, insbesondere exakten Abdrucken von Gegenständen, führen.
Es wurde gefunden, dass bei Vermischung eines Latex von natürlichem oder künstlichem Kautschuk mit einem schwer wasserlöslichen Salz aus einem mehrwertigen Metall und einer starken Säure in kurzer Zeit, gewöhnlich in wenigen Minuten, eine Verfestigung der Mischung eintritt, die sich zur Gewinnung sehr genauer Abformungen eignet und ein hartes, nicht deformierbares Produkt ergibt.
Die erfindungsgemässe Formmasse ist demzufolge dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens ein schwer wasserlösliches Salz eines mehrwertigen Metalls mit einer starken Säure enthält.
Geeignet sind beispielsweise Bleisulfat, Calciumsulfat, Bariumsulfat; sie können einzeln oder in Form von Mischungen miteinander eingesetzt werden.
Für dentale Abformmassen benutzt man vorzugsweiseBariumsulfat, Calciumsulfat, insbesondere in Form von gebranntem Gips, und Bleisulfat.
Das Salz wird vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 25, insbesondere 15, Gew.-O/o, bezogen auf den Latex, verwendet.
Als Latex-Grundmaterial kommen natürliche und synthetische Kautschuklatices, z. B. von Chloropren Kautschuk, Butadien-Styrol-Kautschuk, Isopren-Kautschuk und Acrylnitril-Butadien-Kautschuk in Betracht.
Vermutlich ist der Erstarrungsvorgang auf eine sehr kleine Menge Metallionen zurückzuführen, welche von dem Metallsalz dissoziiert und von dem Latex adsorbiert werden.
Beispielsweise verläuft bei Bleisulfat die Dissoziation nach der Gleichung
EMI1.1
Es wird angenommen, dass die so gebildeten Pb - Ionen durch die Latexteilchen adsorbiert werden und das Latex-Sol instabil machen, während die S04---Io- nen eine Abnahme des pH-Wertes bewirken und die Gelbildung einleiten.
Die Zugabe von Alkalifluorid beschleunigt die Verfestigung des Latex durch Herabsetzen des pH-Wertes.
Es ist ferner möglich, vor allem bei technischen Abformmassen, durch Zugabe eines Vulkanisiermittels, wie Schwefel, und eines Aktivators, wie Zinkoxid, beim Ansetzen der Latex-Mischung eine molekulare Vernetzung des Kautschuks hervorzurufen, so dass ein Produkt von noch grösserer Festigkeit und hoher Elastizität erhalten wird.
Vorzugsweise werden als Grundmaterial für die Formmassen konzentrierte Latices benutzt, und der pH Wert des Latex wird zweckmässig auf 9 bis 12, vorzugsweise etwa 10, eingestellt. Chloropren-Kautschuk Butadien-Styrol-Kautschuk und Isopren-Kautschnk oder ähnliche synthetische Kautschuktypen sind gewöhnlich als Latices mit relativ hoher Konzentration von 60 bis 70 /o erhältlich; sei eignen sich erfindungsgemäss z. B.
für Abformmassen mit hoher Elastizität. Acrylnitril-Butadien-Kautschuklatex liegt meist in einer Konzentration von 40 bis 50 O/o vor und kommt als Grundmaterial vor allem dann in Frage, wenn keine hche Elastizität gefordert wird. Naturkautschuklatex ist ebenfalls in einer Konzentration von etwa 60 lo verfügbar; er eignet sich sehr gut für allgemeine technische Zwecke, jedoch weniger als Dental-Abformmasse, da die Oberflächen von Gipsabgüssen durch organische Substanzen, welche in dem Latexserum enthalten sind, rauh gemacht werden.
Zu der Mischung können Verdickungsmittel, wie Agar-Agar, wasserlösliche Celluloseäther und Polyacrylsäure-Natriumsalz, Füllstoffe, wie Diatomeenerde, Talkum, Calciumcarbonat und Tonerde, Färbemittel, wie Pigmente, Farbstoffe und Indikatoren, Mittel zur Einstellung der Verfestigungsgeschwindigkeit, wie Natriumphosphat und Natriumsilikat, Duftstoffe, wie Menthol, u. a. zugesetzt werden.
Die Bestandteile werden gründlich, beispielsweise etwa 1 Minute lang, miteinander vermischt.
Tabelle 1 gibt einen praktischen Vergleich einer er flndungsgemässen Abformmasse auf Basis Latex + gebrannter Gips, einer Polysulfid-Abformmasse und einer Alginat-Abformmasse.
Tabelle 1
Latex mit Gips Polysulfid Alginat Erstarrungszeit variierbar durch Einstellung schlecht variierbar variierbar, aber Aushärtung der Gipsmenge nicht gleichförmig Exaktheit der erhal- sehr genau, keine Defcrmierung wie bei Latex schlecht, Deformierung durch tenen Abformungen durch Kontraktion Kontraktion Festigkeit und sehr hoch (Shore-Härte 80) gering zerbrechlich, leicht ver Hirse der erhal- änderlich tenen Abformungen Geruch gut schlecht gut Schwierigkeit des sehr leicht, da es nur notwendig ist, Vermischung muss unter be- leicht Abformverfahrens den gebrannten Gips dem Latex stimmten Bedingungen durch einzuverleiben geführt werden Kosten billig teuer billig
Wie in der Tabelle gezeigt ist,
hat die Abformmasse wesentliche Vorteile gegenüber den herkömmlichen Pro edukten. Auch den Siliconkautschuk-Abformmassen ist sie in ihren Eigenschaften überlegen; ausserdem lassen sich mit ihrer Hilfe die Abformungen leichter gewinnen als mit jenen, und die Kosten sind nur etwa ein Viertel so hoch wie dort.
Die Formmassen sind jedoch nicht auf die Gewinnung von Abdrücken oder Abgüssen beschränkt, sondern eignen sich, wie eingangs angedeutet, auch beispielsweise als Kitt, als Fugendichtungsmittel für Betonbauten, als Fensterkitt u. dgl.
Ferner können, insbesondere wenn Calciumsulfat als Verfestigungsmittel eingemischt ist, sehr feste Bauteile hergestellt werden, wie sich die Formmassen auch für Beton eignen. In jedem Fall haben sie neben ihren hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften den Vorteil, dass sie sich durch einfaches Vermischen der Bestandteile gewinnen lassen.
Es folgen einige Ausführungsbeispiele zur Veranschaulichung der Erfindung:
Beispiel 1 Zusammensetzung des Grundmaterials
Butadien-Styrol-Kautschuklatex 30,0 g (Konzentration etwa 60 /o, pH-Wert etwa 9,5)
Agar-Agar 0,3 g
Trinatriumphosphat 0,5 g
Duftstoff und Färbemittel kleine Menge Zusammensetzung des Verfestigungsmittels:
Natriumfluorid 2,0 g
Bleisulfat 2,0 g
Calciumcarbonat 4,0 g
Beispiel 2 Zusammensetzung des Grundmaterials:
Chloropren-Kautschuklatex 30,0 g (Konzentration etwa 60 O/o, pH-Wert 12)
Polyacrylsäure-Natriumsalz 0,3 g
Trinatriumphosphat 0,55 g
Duftstoff und Färbemittel kleine Menge Zusammensetzung des Verfestigungsmittels:
Bleisulfat 4,0 g
Tonerde 4,0 g
Beispiel 3 Zusammensetzung des Grundmaterials:
:
Isopren-Kautschuklatex 30,0 g (Konzentration etwa 60 o/o, pH-Wert 10,5)
Bentonit 0,3 g
Trinatriumphosphat 0,5 g
Duftstoff und Färbemittel kleine Menge Zusammensetzung des Verfestigungsmittels:
Calciumsulfat 2,0 g
Bleisulfat 2,0 g
Diatomeenerde 4,0 g
Beispiel 4 Zusammensetzung des Orundmaterials:
Chloropren-Kautschuklatex 30,0 g (Konzentraticn etwa 60 O/o, pH-Wert 12)
Polyacrylsäure-Natriumsalz 0,3 g
Trinatriumphosphat 1,0 g
Duftstoff und Färbemittel kleine Menge Zusammensetzung des Verfestigungsmittels:
Aluminiumsulfat, wasserfrei 3,0 g
Talkum 3,0 g
Man vermischt das Grundmaterial und das Verfestigungsmittel (gemäss Beispiel 1 bis 4) gleichmässig etwa 1 Minute. Die Mischung erstarrt innerhalb 3 bis 5 Minuten zu dem gewünschten Produkt.
Beispiel 5 Zusammensetzung des Grundmaterials:
Butadien-Styrol-Kautschuklatex 167,0 g
N-Diäthyl-dithiocarbaminsäure-Zinksalz 1,0 g
Schwefel 2,0 g mit Styrol aralkyliertes Phenol 1,0 g
Zinkoxid 2,0 g
Cellulosemethyläther 1,5 g
Trinatriumphosphat 2,5 g
Duftstoff und Färbemittel kleine Menge Zusammensetzung des Verfestigungsmittels: Natriumfluorsilikat 20,0 g
Bleisulfat 22,0g
Calciumcarbonat 40,0 g
Wie in den vorhergehenden Beispielen vermischt man das Grundmaterial und das Verfestigungsmittel, knetet das Ganze gründlich durch und lässt es erstarren.
Das Produkt unterwirft man 20 bis 30 Minuten einer Wärmebehandlung unter einem Wasserdampfdruck von 2 kg/cm2, wobei es ausvulkanisiert.
Latex molding compounds
The invention relates to molding compositions made from synthetic or natural rubber latex and additives.
The term molding compounds is to be understood in a broad sense and is intended to include putties, casting compounds, joint sealants, modeling compounds and similar materials for filling, leveling, smoothing and molding, in particular molding.
Impression compounds, also known as impression compounds, are used for the lifelike three-dimensional reproduction of objects. They have always been particularly important in dental technology. Today, however, they are no longer limited to this area, but are widely used for a wide variety of scientific, technical and artistic tasks as well as for differentiation purposes.
A wide variety of molding compounds are already known, for example thermoplastic materials (e.g.
those based on shellac), which soften when heated and solidify when cooled; Mixtures based on alginates, which harden when water is added to gel the colloid; Polysulfide rubber, which solidifies through condensation reactions, and silicone rubber.
However, all of these known impression materials have significant disadvantages. Some of them - like polysulfide rubber and silicone rubber - are uneconomical because of their high costs, or they are not dimensionally stable - like alginate masses that contract over time because the moisture contained in the gel is gradually released after hardening.
When using dwindling impression materials, you have to make a plaster cast immediately after removing the impression. Working is also complicated, which is one of the reasons why these impression materials have not been used any further.
The invention provides a remedy here. It solves the problem of developing molding compounds that can be easily produced from cheap raw materials and processed easily and lead to solid, water-resistant, non-shrinking products, in particular exact replicas of objects.
It has been found that when a latex of natural or synthetic rubber is mixed with a sparingly water-soluble salt of a polyvalent metal and a strong acid, the mixture solidifies in a short time, usually in a few minutes, which is suitable for obtaining very precise impressions and results in a hard, non-deformable product.
The molding composition according to the invention is accordingly characterized in that it contains at least one sparingly water-soluble salt of a polyvalent metal with a strong acid.
For example, lead sulfate, calcium sulfate, barium sulfate are suitable; they can be used individually or in the form of mixtures with one another.
Barium sulfate, calcium sulfate, especially in the form of plaster of paris, and lead sulfate are preferably used for dental impression compounds.
The salt is preferably used in an amount of 5 to 25, in particular 15% by weight, based on the latex.
Natural and synthetic rubber latices, e.g. B. of chloroprene rubber, butadiene-styrene rubber, isoprene rubber and acrylonitrile-butadiene rubber into consideration.
The solidification process is believed to be due to a very small amount of metal ions which are dissociated from the metal salt and adsorbed by the latex.
In the case of lead sulfate, for example, the dissociation proceeds according to the equation
EMI1.1
It is assumed that the Pb ions formed in this way are adsorbed by the latex particles and make the latex sol unstable, while the SO4 ions cause a decrease in the pH value and initiate gel formation.
The addition of alkali fluoride accelerates the solidification of the latex by lowering the pH.
It is also possible, especially in the case of technical impression compounds, by adding a vulcanizing agent, such as sulfur, and an activator, such as zinc oxide, to cause molecular crosslinking of the rubber when preparing the latex mixture, so that a product of even greater strength and high elasticity is obtained.
Concentrated latices are preferably used as the base material for the molding compounds, and the pH of the latex is expediently adjusted to 9 to 12, preferably about 10. Chloroprene rubber, butadiene-styrene rubber and isoprene rubber or similar synthetic rubbers are usually available as latices with a relatively high concentration of 60 to 70%; be suitable according to the invention z. B.
for impression materials with high elasticity. Acrylonitrile butadiene rubber latex is usually present in a concentration of 40 to 50% and is particularly suitable as a base material if high elasticity is not required. Natural rubber latex is also available in a concentration of about 60 lo; it is very suitable for general technical purposes, but less as a dental impression material, since the surfaces of plaster casts are made rough by organic substances contained in the latex serum.
Thickening agents such as agar-agar, water-soluble cellulose ethers and polyacrylic acid sodium salt, fillers such as diatomaceous earth, talc, calcium carbonate and clay, coloring agents such as pigments, dyes and indicators, agents for adjusting the solidification rate such as sodium phosphate and sodium silicate, fragrances can be added to the mixture , such as menthol, etc. a. can be added.
The ingredients are mixed together thoroughly, for example for about 1 minute.
Table 1 gives a practical comparison of an impression material according to the invention based on latex + baked plaster of paris, a polysulfide impression material and an alginate impression material.
Table 1
Latex with plaster of paris polysulphide alginate solidification time can be varied by setting it is difficult to vary, but the amount of plaster does not harden uniformly the exactness of the received - very precise, no definition as with latex bad, deformation due to ten impressions due to contraction contraction strength and very high (Shore hardness 80) Slightly fragile, easily broken Millet of the available molds odor good bad good Difficulty very easy, since it is only necessary to mix the baked plaster of paris under certain conditions under certain conditions to incorporate the baked plaster of paris cost cheap expensive cheap
As shown in the table,
the molding compound has significant advantages over conventional products. It is also superior to silicone rubber molding compounds in terms of its properties; In addition, it makes it easier to take impressions than with those, and the costs are only about a quarter as high as there.
However, the molding compounds are not limited to the production of impressions or casts, but are also suitable, as indicated at the beginning, for example as putty, as joint sealants for concrete structures, as window putty and the like. like
Furthermore, especially when calcium sulfate is mixed in as a solidifying agent, very solid components can be produced, as the molding compounds are also suitable for concrete. In any case, in addition to their excellent physical and chemical properties, they have the advantage that they can be obtained by simply mixing the components.
A few exemplary embodiments follow to illustrate the invention:
Example 1 Composition of the base material
Butadiene-styrene rubber latex 30.0 g (concentration approx. 60 / o, pH value approx. 9.5)
Agar-agar 0.3 g
Trisodium phosphate 0.5 g
Fragrance and colorant small amount Composition of the solidifying agent:
Sodium fluoride 2.0 g
Lead sulfate 2.0 g
Calcium carbonate 4.0 g
Example 2 Composition of the base material:
Chloroprene rubber latex 30.0 g (concentration approx. 60 O / o, pH value 12)
Polyacrylic acid sodium salt 0.3 g
Trisodium phosphate 0.55 g
Fragrance and colorant small amount Composition of the solidifying agent:
Lead sulfate 4.0 g
Alumina 4.0 g
Example 3 Composition of the base material:
:
Isoprene rubber latex 30.0 g (concentration about 60 o / o, pH value 10.5)
Bentonite 0.3 g
Trisodium phosphate 0.5 g
Fragrance and colorant small amount Composition of the solidifying agent:
Calcium sulfate 2.0 g
Lead sulfate 2.0 g
Diatomaceous earth 4.0 g
Example 4 Composition of the orund material:
Chloroprene rubber latex 30.0 g (concentrate approx. 60%, pH value 12)
Polyacrylic acid sodium salt 0.3 g
Trisodium phosphate 1.0 g
Fragrance and colorant small amount Composition of the solidifying agent:
Aluminum sulfate, anhydrous 3.0 g
Talc 3.0 g
The base material and the solidifying agent (according to Examples 1 to 4) are mixed evenly for about 1 minute. The mixture solidifies within 3 to 5 minutes to form the desired product.
Example 5 Composition of the base material:
Butadiene-styrene rubber latex 167.0 g
N-diethyl dithiocarbamic acid zinc salt 1.0 g
Sulfur 2.0 g phenol aralkylated with styrene 1.0 g
Zinc oxide 2.0 g
Cellulose methyl ether 1.5 g
Trisodium phosphate 2.5 g
Fragrance and colorant small amount Composition of the solidifying agent: Sodium fluorosilicate 20.0 g
Lead sulfate 22.0g
Calcium carbonate 40.0 g
As in the previous examples, mix the base material and the solidifying agent, knead the whole thing thoroughly and let it solidify.
The product is subjected to a heat treatment under a water vapor pressure of 2 kg / cm2 for 20 to 30 minutes, during which it is fully vulcanized.