CZ303284B6 - Leucite obtained synthetically in hydrothermal environment and intended for preparing ceramo-metallic or all-ceramic dental prostheses - Google Patents

Leucite obtained synthetically in hydrothermal environment and intended for preparing ceramo-metallic or all-ceramic dental prostheses Download PDF

Info

Publication number
CZ303284B6
CZ303284B6 CZ20110253A CZ2011253A CZ303284B6 CZ 303284 B6 CZ303284 B6 CZ 303284B6 CZ 20110253 A CZ20110253 A CZ 20110253A CZ 2011253 A CZ2011253 A CZ 2011253A CZ 303284 B6 CZ303284 B6 CZ 303284B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
leucite
crystalline
particles
range
analcime
Prior art date
Application number
CZ20110253A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2011253A3 (en
Inventor
Kohoutová@Martina
Kloužková@Alexandra
Šatava@Vladimír
Mrázková@Martina
Original Assignee
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká škola chemicko-technologická v Praze filed Critical Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority to CZ20110253A priority Critical patent/CZ2011253A3/en
Publication of CZ303284B6 publication Critical patent/CZ303284B6/en
Publication of CZ2011253A3 publication Critical patent/CZ2011253A3/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Abstract

The present invention relates to leucite for preparing ceramo-metallic or all-ceramic dental prostheses, obtained synthetically in hydrothermal environment and having the chemical formula Ki2O.Ali2Oi3.4SiOi2, or KAlSii2Oi6. Leucit is made in powder form, see Figure No. I. The content of leucite in spherical crystal paricles is in the range of 95 to 99.9 percent.

Description

Leucit pro výrobu kovokeramických či celokeramických zubních náhrad, synteticky získaný v hydrotermálních podmínkáchLeucite for the production of metal-ceramic or all-ceramic dental restorations, synthetically obtained under hydrothermal conditions

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká leucitu pro výrobu kovokeramických či celokeramických zubních náhrad, synteticky získaného v hydrotermálních podmínkách, o chemickém vzorci ICO.AI2O3.4SiO2 respektive KAlSi?O6. Leucit je vytvořený ve formě homogenní práškové směsi.The technical solution concerns leucite for producing metal-ceramic or all-ceramic dental restorations synthetically obtained under hydrothermal conditions, the chemical formula 2 or ICO.AI2O3.4SiO Kalsi? O sixth Leucite is formed in the form of a homogeneous powder mixture.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

První nálezy primitivních „dentálních implantátů“ pocházejí již ze starého Egypta. V Evropě vzniká stomatologie jako samostatný obor v 18. století. Na začátku 18. století se začínají používat první zubní protézy ze slonoviny a kovu, jako je např. zlato a stříbro, později se objevují i protézy z porcelánu a plastu.The first findings of primitive "dental implants" come from ancient Egypt. In Europe, dentistry originated as an independent field in the 18th century. At the beginning of the 18th century the first dental prostheses made of ivory and metal, such as gold and silver, began to be used, and later also porcelain and plastic prostheses appeared.

Výhodou dentální keramiky je snadno dosažitelná barva a stálost barevných odstínů, tvrdost a odolnost proti korozi v kyselém i alkalickém prostředí a především biosnášenlívost. Např. živcový porcelán užívaný v zubní protetice má tedy radu požadovaných vlastností chemických i estetických, zásadním nedostatkem je jeho křehkost.Advantages of dental ceramics are easy-to-reach color and color fastness, hardness and corrosion resistance in acidic and alkaline environments and above all biocompatibility. E.g. feldspar porcelain used in dental prosthetics therefore has a number of required properties, both chemical and aesthetic, a major drawback is its fragility.

Současný výzkum v oblasti dentálních materiálů se zaměřuje na hledání vhodné technologie prí25 pravý materiálu, který lze spájet s kovy, a který navíc vykazuje i vysokou hodnotu lomové houževnatosti keramiky. Tento problém je řešen spájením dentálního porcelánu s kovovou výztuží, avšak, rozdíl v teplotních roztažnostech obou materiálů brání vytvoření pevného spoje mezi kovem a keramikou. Na základě zjištění, že např. leucit, vykrystalizovaný pri chlazení výrobku, zvýší koeficient teplotní roztažnosti na hodnotu blízkou kovům (13 až 15x 10 6K“'), byl připraven leucitový porcelán, který lze spájet s kovy.Recent research in the field of dental materials is focused on the search for a suitable technology for genuine materials that can be soldered with metals, and which also exhibits a high value of the fracture toughness of ceramics. This problem is solved by joining dental porcelain with metal reinforcement, however, the difference in thermal expansion of the two materials prevents the formation of a strong bond between the metal and the ceramic. Based on the finding that, for example, leucite, crystallized upon cooling of the product, will increase the coefficient of thermal expansion to a value close to metals (13 to 15x10 6 K -1), a leucite porcelain that can be soldered with metals was prepared.

Leucit je draselný aluminosilikát, o chemickém složení K2OAl2Ov4SiO2, resp. KAlSi2O6. Patří do třídy silikátů, podtřídy tektosilikátů a skupiny feldspatoidů - minerálů vyvřelých hornin s nízkým obsahem SiO2. V přírodě krystalizuje v kubické formě ve vulkanických horninách bohatých na draslík a deficitních na křemík. Za běžných podmínek není stabilní a mění se na směs nefelínu a ortoklasu, tzv. pseudoleucit. Pro leucit jsou typické dvě polymorfní modifikace. Za vysokých teplot je stabilní kubická forma, při ochlazení na teplotu 605 ± 5 °C dochází k bezdifúzní martenzitické fázové přeměně na formu tetragonální.Leucite is a potassium aluminosilicate with the chemical composition of K 2 OAl 2 Ov 4 SiO 2 , respectively. KAlSi 2 O 6 . It belongs to the class of silicates, subclass of tectosilicates and group of feldspatoids - minerals of igneous rocks with low content of SiO 2 . In nature, it crystallizes in cubic form in volcanic rocks rich in potassium and silicon deficient. It is not stable under normal conditions and changes into a mixture of nepheline and orthoclase, called pseudoleucite. Two polymorphic modifications are typical of leucite. At high temperatures, the cubic form is stable, while cooling to 605 ± 5 ° C, a diffusion-free martensitic phase conversion to the tetragonal form occurs.

Leucit je hlavní krystalickou fází ve většině živcových dentálních keramik používaných v zubním lékařství k výrobě kovokeramických náhrad. Jeho přítomnost ve skelné matrici zvyšuje hodnotu lineárního koeficientu teplotní roztažnosti výsledného kompozitního materiálu a umožňuje tak jeho spájení s kovovou výztuží. Leucitová keramika navíc oproti klasickému živcovému dentálnímu porcelánu vykazuje vyšší hodnoty lomové houževnatosti.Leucite is the major crystalline phase in most feldspar dental ceramics used in dentistry to manufacture metal-ceramic restorations. Its presence in the glass matrix increases the value of the linear coefficient of thermal expansion of the resulting composite material and thus allows it to be soldered to the metal reinforcement. In addition, Leucite ceramics exhibits higher fracture toughness values than conventional feldspar dental porcelain.

V současné době existuje několik odlišných způsobů přípravy leucitu. Jedním z možných způsobů je krystalizace roztavené skleněné frity, kdy druh konečných fází je řízen počátečním složením frity a přídavkem vhodných nukleačních činitelů [1]. Nukleace a růst leucitových krystalů z taveniny jsou však děje neobyčejně pomalé a výpal proto vyžaduje mnoho desítek hodin. Rov50 něž reprodukovatelné řízení mikrostruktury je při tomto postupu velmi nesnadné. Zejména dosažení uniformní velikosti krystalů a homogenity, a jejich rozložení ve skelné matrici, se touto technologií zatím nepodařilo [2, 3, 4, 5].Currently, there are several different ways to prepare leucite. One possible way is to crystallize the molten glass frit, where the type of final phases is controlled by the initial composition of the frit and the addition of suitable nucleation agents [1]. However, nucleation and growth of leucite crystals from the melt are extremely slow, and therefore firing requires many tens of hours. Equally reproducible microstructure control is very difficult in this process. In particular, uniformity of crystal size and homogeneity, and their distribution in the glass matrix, have not yet been achieved by this technology [2, 3, 4, 5].

Leucit má bod tání 1693 °C, což značně znesnadňuje syntézu čistého leucitu za relativně nízkých teplot. Pokud se podaří leucit připravit, většinou je znečištěn přítomností ostatních fází, kteréLeucite has a melting point of 1693 ° C, which makes it difficult to synthesize pure leucite at relatively low temperatures. If we manage to prepare it, it is usually contaminated by the presence of other phases that

- 1 CZ 303284 Bó negativně ovlivňují výsledné mechanické a estetické vlastnosti dentální keramiky. I. L. Dendry a spol. potvrdili přítomnost san id i nu ve vícenásobně kalcínované leueitem vyztužené dentální keramice [6], Další možností jak připravit leueit je metoda sol-gel. L. M. Erbe a R. S. Sapieszko pomocí metody sol-gel při teplotě 1000 °C připravili leueit, který byl však znečištěn kalsilitem [7|, Liu a spol. syntetizovali leueit za relativně nízké teploty 900 °C, ale s přítomností velkého množství skelné fáze 181.B0 negatively affects the resulting mechanical and aesthetic properties of dental ceramics. I. L. Dendry et al. confirmed the presence of sanidium in multiple calcined leueite-reinforced dental ceramics [6]. Another possibility to prepare leueite is the sol-gel method. L. M. Erbe and R. S. Sapieszko prepared a leueite using the sol-gel method at 1000 ° C, but was contaminated with kalsilite [7], Liu et al. synthesized leueite at a relatively low temperature of 900 ° C, but with the presence of a large amount of glass phase 181.

US 5,662,551 A (29. 10. 1993) popisuje synteticky získaný leueit, který je vhodný jako složka dentálního porcelánu. Leueit se připraví ze stabilní disperze z prekurzoru draslíku, hliníku a křeio míku. Jako prekurzory draslíku jsou uvedeny: sole draslíku, zejména acetáty, nitráty, chloridy, karboxyly, sírany, perchloridy nebo jejich směsi. Jako nejvýhodnější je uveden acetát draslíku, který je stabilní v prekurzoru křemíku. Jako prekurzory hliníku jsou uvedeny: soli hliníku, přednostně ve vodném roztoku, a to bazické karboxy laty, zásadité dusičnany, zejména hydrolyzovaný alkoxid, a to formacetát hliníku. Jako prekurzory křemíku jsou uvedeny: vypálený residuálníUS 5,662,551 A (Oct. 29, 1993) discloses synthetically obtained leueite which is useful as a component of dental porcelain. Leueite is prepared from a stable dispersion of potassium precursor, aluminum precursor and silicon precursor. Potassium precursors include: potassium salts, in particular acetates, nitrates, chlorides, carboxyls, sulfates, perchlorides or mixtures thereof. Most preferred is potassium acetate which is stable in the silicon precursor. Aluminum precursors which may be mentioned are: aluminum salts, preferably in aqueous solution, namely basic carboxylates, basic nitrates, in particular hydrolyzed alkoxides, namely aluminum formacetate. Silicon precursors include: fired residual

SiO2, vodný sol křemíku, roztoky alkoxylanů nebo siloxany polymerů a oligomerů. Křemičitý sol by měl mít pH ne větší než 4.SiO 2 , aqueous silicon sol, alkoxylan solutions or siloxanes of polymers and oligomers. The silica sol should have a pH of not more than 4.

K disperzi se přidávají různá aditiva, která usnadňují zpracování disperze nebo vytváření konečného produktu, jako jsou např. přechodové kovové kationty, látky kontrolující sušení, tenzidy, změkčovadla, monomery, polymery, případně organická rozpouštědla jako je aceton, metyletylketon, metanol či etanol. Jako pomocný kompatibilní prostředek se přidává roztok nebo sol, který zabraňuje zpevňování, fl oku láci, srážení nebo dělení na táze po dobu alespoň jedné hodiny od času přidání aditiva k disperzi. U žívají se též nukleační prostředky, např. částice krystalického leucitu.Various additives are added to the dispersion to facilitate processing of the dispersion or formation of the end product, such as transition metal cations, drying control agents, surfactants, plasticizers, monomers, polymers, or organic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methanol or ethanol. A solution or sol is added as a compatible compatibilizer to prevent solidification, flocculation, precipitation or slurrying for at least one hour from the time the additive is added to the dispersion. Nucleating agents such as crystalline leucite particles are also used.

Prekurzor draslíku, hliníku a křemíku v daném poměru se smísí za tvorby stabilní vodné disperze. Disperze se vysuší a následně vypaluje při teplotě okolo 960 °C, ne větší než 1170 °C. Získaný produkt obsahuje krystalickou a amorfní fází, kde krystalická fáze obsahuje tetragonální leueit. Je uvedeno, že získaná sloučenina obsahuje nejméně 40 % případně 75 % až 95 % teoretického so množství krystalického leucitu. Vytvářejí se jemné granulky leucitu, rozptýlené uniformě v amorfní matrici o shodném chemickém složení.The potassium, aluminum and silicon precursor in a given ratio are mixed to form a stable aqueous dispersion. The dispersion is dried and then fired at a temperature of about 960 ° C, not more than 1170 ° C. The product obtained contains a crystalline and amorphous phase, wherein the crystalline phase comprises tetragonal leueite. The compound obtained is said to contain at least 40% or 75% to 95% of the theoretical amount of crystalline leucite. Fine granules of leucite are formed, dispersed in uniform in an amorphous matrix of identical chemical composition.

Nevýhodou tohoto postupu je poměrně velká složitost postupu, množství přídavných látek a vysoká teplota výpalu.The disadvantage of this process is the relatively high process complexity, the amount of additives and the high firing temperature.

V patentu LT 4357 B (28.7.1997) je uveden způsob přípravy zeolitů, konkrétně sodných hlinitokřemičitanů, které mohou být použity jako prací prostředky, prostředky pro měkčení vody, jako sorbenty a jako nosiče katalyzátorů v olejářském a chemickém průmyslu. Jako vstupní reakční složky jsou využity odpady z průmyslové výroby, jako je SKXnFLO, kontaminovaný příměsí fluoridů. Způsob přípravy těchto zeolitů je založen na reakci sodných alkálií s amorfním křemičitým gelem ve vodném prostředí. Získaný produkt je filtrován, ze směsi jsou vymyty příměsí nezreagovaných fluoridů a vysušen. Reakce je prováděna za atmosférického tlaku nebo v autoklávu pří 90 až 200 °C, po dobu 0,5 až 2 hodin. Takto jsou synteticky získány sodné zeolíty, a to amalcim a hydrosodalit.LT 4357 B (July 28, 1997) discloses a process for preparing zeolites, particularly sodium aluminosilicates, which can be used as laundry detergents, water softening agents, sorbents, and catalyst carriers in the oil and chemical industries. Industrial feedstocks such as SKXnFLO contaminated with fluoride admixture are used as feed reactants. The process for preparing these zeolites is based on the reaction of sodium alkali with an amorphous silica gel in an aqueous medium. The product obtained is filtered, the mixture is washed with impurities of unreacted fluorides and dried. The reaction is carried out at atmospheric pressure or in an autoclave at 90 to 200 ° C for 0.5 to 2 hours. Thus, sodium zeolites are synthetically obtained, namely amalcim and hydrosodalite.

V patentu je popsána výroba sodných hlinitokřemičitanů hydrotermální metodou z odpadního silikagelu za přítomnosti fluortdových iontů. Výsledný produkt obsahuje NaF, což u uvedeného použití nevadí, ale pro využití v dentální protetice je tento produkt nevhodný. Čistota obou získaných sloučenin a velikost zm nejsou uvedeny, protože nejsou důležité pro uvedené průmyslové účely.The patent describes the production of sodium aluminosilicates by the hydrothermal method from waste silica gel in the presence of fluoride ions. The resulting product contains NaF, which does not matter in the mentioned application, but this product is unsuitable for use in dental prosthetics. The purity of the two compounds obtained and the magnitude of the changes are not given, since they are not important for said industrial purposes.

US 2008 138 768 Al (19.1.2006), korespondující s DE 10 2005 003 755 B4, popisuje povlakovaný anorganický dentální prášek, který je pokryt nejméně jednou vrstvou, obsahující anorganické a/nebo organické složky nebo jejich směsi, a uvádí rovněž proces jeho přípravy. Anorganický dentální prášek obsahující sklo nebo sklokeramiku nebo aluminosilikát, aluminofosfosilikát neboUS 2008 138 768 A1 (19.1.2006), corresponding to DE 10 2005 003 755 B4, discloses a coated inorganic dental powder which is coated with at least one layer containing inorganic and / or organic components or mixtures thereof, and also discloses a process for its preparation . Inorganic dental powder containing glass or glass ceramics or aluminosilicate, aluminophosphosilicate or

-2CZ 303284 B6 aluminoborosilikát, má nanesenou alespoň jednou vrstvou anorganické nebo organické substance nebo směs obojího. l ato vrstva může mít tloušťku 0,5 nm až 1 pm, s výhodou 0.5 až 200 pm. Průměrná velikost částic prášku může být 50 nm až 100 pm, s výhodou 5 až 50 pm. Dentální prášek může obsahovat jednu nebo více krystalických fází. Krystalickou fází může být leucit nebo fluorapatit nebo jejich směs. Proces výroby anorganického dentálního prášku spočívá vc dvou krocích 1 a II. Krok 1 spočívá v zavedení organické složky do destilované vody a přidání dentálního prášku. Poté se provádí homogenizace a následuje oddělení kapalné formy od prášku, které může být provedeno filtrací. Krok II představuje zpracování vodné kapaliny s anorganickou složkou, přidání prášku povlakovaného organickou látkou podle kroku I, homogenizace a sušení io při teplotách 80 až 200 °C. Povlak anorganické dentálního prášku může obsahovat jako krystalickou fázi leucit, avšak je většinou uváděn s fluorapatitem.Aluminoborosilicate having at least one layer of an inorganic or organic substance or a mixture of both. The layer may have a thickness of 0.5 nm to 1 µm, preferably 0.5 to 200 µm. The average particle size of the powder may be 50 nm to 100 µm, preferably 5 to 50 µm. The dental powder may comprise one or more crystalline phases. The crystalline phase may be leucite or fluorapatite or a mixture thereof. The process for producing an inorganic dental powder consists of two steps 1 and II. Step 1 consists in introducing the organic component into distilled water and adding the dental powder. Thereafter, homogenization is carried out, followed by separation of the liquid form from the powder, which may be accomplished by filtration. Step II is treatment of the aqueous liquid with the inorganic component, addition of the powder coated with the organic substance of step I, homogenization and drying at temperatures of 80 to 200 ° C. The inorganic dental powder coating may contain leucite as the crystalline phase, but is mostly referred to with fluorapatite.

V příkladech provedení je jako anorganický dentální prášek uváděna pouze leucito-apatitová sklokeramika, pro povlakování různými složkami, není uveden čistý leucit. Na připojených obrázcích jsou znázorněny shluky nepravidelně rozmístěných částic velmi rozdílných tvarů a velikostí. Též způsob přípravy je poměrně velmi komplikovaný a je zřejmě pro speciální nárokované využití.In the examples, only leucito-apatite glass ceramics is mentioned as inorganic dental powder, for the coating of the various components pure leucite is not mentioned. The attached figures show clusters of irregularly spaced particles of very different shapes and sizes. Also, the method of preparation is quite complicated and is obviously for the special claimed use.

WO 00/10509 (17. 8. 1998), korespondující s US 6 527 846 Bl, popisuje sklokeramický materiál pro dentální výplně a způsob jeho výroby. Sklokeramický materiál obsahuje krystalický leucit ve tvaru jehliček nebo válečků o tloušťce 0.3 až 1,5 pm a délce 7,5 až 20 pm. Sklokeramický materiál obsahuje SiO2, A12O3, Na2O, K2O, CaO, BaO, a též CeO2, TiO2, a Br2O3. Výchozí směs silikátů, uhličitanů nebo oxidů se taví za vysokých teplot okolo 1500 °C. Jedná se o typ leucitové keramiky s obsahem velkého množství složek.WO 00/10509 (Aug. 17, 1998), corresponding to US 6,527,846 B1, discloses a glass ceramic material for dental fillers and a process for its manufacture. The glass ceramic material comprises crystalline needles in the form of needles or cylinders having a thickness of 0.3 to 1.5 µm and a length of 7.5 to 20 µm. The glass ceramic material contains SiO 2 , Al 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O, CaO, BaO, and also CeO 2 , TiO 2 , and Br 2 O 3 . The starting mixture of silicates, carbonates or oxides melts at high temperatures of about 1500 ° C. It is a type of leucite ceramic containing a large number of components.

Sférický tvar krystalů leucitu a způsob jejich výroby uvádí JP2001 134 82 20 A (1.6. 2000). Vynález řeší vytvoření sférických částic krystalického leucitu a homogenní rozptýlení předepsaného množství v matricí. Sférické leucitové krystaly jsou vyráběny procesem smíchání K2SO4, AI2(SO4)3 a SiO2 v definovaném poměru a zahřívání vzniklé směsi na 900 až 1200 °C.The spherical shape of the leucite crystals and the method for their production are disclosed in JP2001 134 82 20 A (1.6. 2000). The invention solves the formation of spherical particles of crystalline leucite and homogeneous distribution of the prescribed amount in the matrix. The spherical leucite crystals are produced by a process of mixing K 2 SO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 and SiO 2 in a defined ratio and heating the resulting mixture to 900 to 1200 ° C.

WO 2009/038 800 (2U9.2007) popisuje řízení mikrostruktury keramiky, konkrétněji řízení velikosti krystalů leucitu, elipsoidního typu, které se získají ze skelné frity rozemletím a roztříděním na určitou velikost částic a následným vypálením. Nevýhodou je třídění krystalů na různé typy velikostí, což je poměrně zdlouhavá záležitost a je nutný výpal disperze na vysokou teplotu.WO 2009/038 800 (2U9.2007) discloses controlling the microstructure of a ceramic, more particularly controlling the size of leucite crystals, of the ellipsoidal type, which are obtained from a glass frit by grinding and screening to a particular particle size and subsequent firing. The disadvantage is the sorting of crystals into different types of sizes, which is a relatively lengthy matter and it is necessary to burn the dispersion to a high temperature.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u leucitinu podle tohoto technického řešení, kde leucit je synteticky získaný v hydrotermálních podmínkách, o chemickém vzorci K2O.A12O3.4SiO2 respektive KAlSi2O6, s vysokou čistotou a bez příměsí chemických nečistot a dalších minerálů, vytvořený ve formě homogenní práškové směsi, podle tohoto technického řešení. Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že homogenní prášková směs leucitu je tvořena pouze plně krystalickými částicemi leucitu kulovitého tvaru, o obsahu 95 až 99,9 % hmotn. leuci45 tinu v konečném produktu, s vysokou chemickou a mineralogickou čistotou, bez zjistitelného amorfního podílu leucitu. Kulovitý tvar krystalických částic leucitu má uniformní velikost částic v rozmezí 0,1 μηι až 100 pm, a vykazuje poměr nejdelší a nejkratší osy v rozmezí 1:1 až 1:1,5; přitom rozptyl velikosti krystalických částic leucitu je v rozmezí 5 ± 4 pm. Výchozím prekurzorem krystalických částí leucitu jsou krystalické částice analcimu pro následnou hydrotermální syntézu iontovou výměnu sodíku Na za draslík K. Analcim o chemickém složení NaAlSi2O3.H2O je sodným analogem draselného leucitu. Krystalické částice leucitu i analcimu mají v podstatě shodnou a/nebo blízkou velikost, tvar a rozptyl velikosti částic, takže krystalické částice prekurzoru analcimu odpovídají finální velikosti, tvaru a rozptylu velikosti krystalických částic leucitu.These disadvantages are eliminated or substantially reduced for leucitin according to the present invention, where leucite is synthetically obtained under hydrothermal conditions, of the chemical formula K 2 O.A1 2 O 3 .4SiO 2 and KAlSi 2 O 6 , with high purity and free of chemical additions impurities and other minerals formed in the form of a homogeneous powder mixture according to the present invention. The essence of this technical solution consists in that the homogeneous powder mixture of leucite consists only of fully crystalline spherical leucite particles having a content of 95 to 99.9% by weight. leuci45 tin in the final product, with high chemical and mineralogical purity, without detectable amorphous leucite content. The spherical shape of the crystalline leucite particles has a uniform particle size in the range of 0.1 µm to 100 µm, and has a ratio of the longest and shortest axes in the range of 1: 1 to 1: 1.5; wherein the size distribution of the crystalline leucite particles is in the range of 5 ± 4 µm. The starting precursor of the crystalline moieties of leucite is the crystalline particles of analcime for subsequent hydrothermal synthesis of sodium Na-potassium ion exchange. Analcim with the chemical composition of NaAlSi 2 O 3 .H 2 O is the sodium analogue of potassium leucite. The crystalline particles of both leucite and analcime have substantially identical and / or close particle size, shape and dispersion, so that the crystalline particles of the analcum precursor correspond to the final size, shape and size dispersion of the crystalline leucite particles.

-3 CZ 303284 B6-3 CZ 303284 B6

Hlavní výhodou tohoto technického řešení je nízkoteplotní syntéza krystalického tetragonálního leueitu s uniformní velikostí kulovitých částic v definovaném rozmezí velikosti částic a rozptylu. Předností je vysoká homogenita částic, jejich konečná chemická i mineralogická Čistota, která při dodržení technologického postupu dosahuje až 99 % hmotn., navíc bez nežádoucího amorfního podílu leueitu, který muže způsobovat potíže zpracování při následné přípravě dentální keramiky. I lvdrotermální podmínky syntézy snižují energetické nároky na výrobu Icuciíu. Při hydrotermální syntéze leueitu je prvním krokem nízkoteplotní výroba analcimu v hydrotcrmálních podmínkách, po níž následuje druhý důležitý krok, iontová výměna sodných iontů za draselné. Velkou předností je shodná nebo podobná velikost krystalických částic analcimu a konečného produktu leueitu, což usnadňuje řízení velikosti částic konečného práškového produktu.The main advantage of this invention is the low-temperature synthesis of crystalline tetragonal leueite with uniform spherical particle size within a defined particle size and scattering range. The advantage is the high homogeneity of the particles, their final chemical and mineralogical purity, which, while adhering to the technological process, reaches up to 99 wt. Also, the hydrothermal conditions of the synthesis reduce the energy requirements for the production of Icucia. In the hydrothermal synthesis of leueite, the first step is the low-temperature production of analcime under hydrothermal conditions, followed by the second important step, the sodium-potassium ion exchange. A great advantage is the same or similar crystalline particle size of the analcime and the leueite end product, which facilitates particle size control of the final powder product.

Za těchto podmínek se získají částice leueitu která jsou plně krystalické, a za pokojové teploty v tetragonální modifikaci, bez nežádoucího amorfního podílu.Under these conditions, leueite particles are obtained which are fully crystalline, and at room temperature in tetragonal modification, without undesirable amorphous fraction.

Je výhodné, když kulovitý tvar krystalů leueitu vykazuje poměr nejdelší a nejkratší osy krystalických částic leueitu i analcimu v rozmezí 1 : I až 1 : 1,1, což představuje optimální tvar, nejvíce se blížící ideálnímu kulovému tvaru.It is preferred that the spherical shape of the leueite crystals exhibit a ratio of the longest and shortest axis of both the leueite crystalline particles and the analcime in the range of 1: 1 to 1: 1.1, representing the optimal shape closest to the ideal spherical shape.

Kulovitý tvar krystalických částic leueitu i analcimu, vykazující velikost I až 10 pm, je vhodný pro výrobu dentálních leucítových surovin s homogenní disperzí leucitových částic. Z takto připravených leucitových surovin lze získat leucitové dentální kompozity s velmi příznivými mechanickými vlastnostmi pro výrobu zubních náhrad.The spherical shape of the crystalline particles of leueite and analcim having a size of 1 to 10 µm is suitable for the production of dental leucite raw materials with a homogeneous dispersion of leucite particles. From such prepared leucite raw materials, leucite dental composites with very favorable mechanical properties for dental restorations can be obtained.

Z hlediska výjimečně dobrých vlastností dentálních kompozitů z hlediska mechanických parametrů a možnosti spájitelnosti s různými konstrukčními materiály je výhodné, když rozptyl velikosti krystalických částic leueitu i analcimu je v rozmezí 2 ± 1 pm. Tohoto velmi úzkého rozptylu se dosáhne řízením podmínek hydrotermální syntézy.In view of the exceptionally good properties of dental composites in terms of mechanical parameters and the possibility of solderability to various construction materials, it is preferable that the dispersion size of both leueite and analcime crystalline particles is in the range of 2 ± 1 µm. This very narrow dispersion is achieved by controlling the hydrothermal synthesis conditions.

K syntetickému získání analcimu je výhodné, když pro krystalické částice analcimu je vstupní surovinou zdroj obsahující křemík Si, hliník Al a sodík Na ve vodné disperzi. Vodná disperze umožňuje poměrně nenáročné podmínky přípravy nezatížené použitím organických rozpouštědel a komplikovaných příměsí.In order to synthetically obtain analcime, it is preferred that for the crystalline particles of analcime the feedstock is a silicon containing Si, aluminum Al and sodium Na in an aqueous dispersion. The aqueous dispersion allows relatively undemanding preparation conditions free of the use of organic solvents and complicated admixtures.

Je výhodné, když pro krystalické částice analcimu je vstupní surovinou zdroj, obsahující křemík Si, vybraný ze skupiny, obsahující alespoň jednu složku, zahrnující amorfní práškový SiO2, bílé saze SiO2, metakaolinit AI2O3.2SiO2 a vypálený kaolin při teplotě 700 °C ± 20 °C. Jedná se o běžné dostupné suroviny.Preferably, for the crystalline particles of analcime, the feedstock is a Si-containing source selected from the group consisting of at least one component comprising amorphous SiO 2 powder, white SiO 2 , metakaolinite Al 2 O 3 .SiO 2 and baked kaolin at temperature 700 ° C ± 20 ° C. These are commonly available raw materials.

Též je výhodné, když pro krystalické částice analcimu je vstupní surovinou zdroj, obsahující hliník Al, vybraný ze skupiny alespoň jedné složky, zahrnující amorfní práškový hliník Al, oxid hlinitý At2O3, metakaolinit Al2O3.2SiO2 nebo vypálený kaolin při teplotě 700 °C ± 20 °C. Také se jedná o dostupné suroviny.Also preferably, for the crystalline particles of analcim, the feedstock is an aluminum-containing source selected from at least one of amorphous powdered aluminum Al, aluminum oxide At 2 O 3 , metakaolinite Al 2 O 3 .SiO 2 or baked kaolin at temperature 700 ° C ± 20 ° C. They are also available raw materials.

Také je výhodné, když pro krystalické částice analcimu je vstupní surovinou zdroj, obsahující sodík Na v zásaditém roztoku, jako je vodný roztok hydroxidu sodného NaOH, s výhodou zásaditý vodný roztok hydroxidu sodného NaOH o molaritě v rozmezí ÍM - 5M. Jedná se též o běžnou surovinu, ekonomicky nenáročnou, s optimální molaritou pro hydrotermální syntézy.It is also preferred that for the crystalline particles of analcime the feedstock is a sodium Na-containing source in a basic solution, such as aqueous sodium hydroxide solution NaOH, preferably a basic aqueous sodium hydroxide solution having a molarity in the range of 1M - 5M. It is also a common raw material, economically undemanding, with optimal molarity for hydrothermal syntheses.

Pro získání chemicky čistého jemně krystalického analcimu je výhodné, když jsou vstupní surovinové zdroje křemíku Si a hliníku AI, a/nebo jejich oxidů (SiO2, A12O3) nebo jejich solí, při optimálním poměru Si ku Al, nebo SiO2 ku A12O3 v rozmezí 2,5 až 7 ku 1.In order to obtain a chemically pure finely crystalline analcim, it is preferable that the feedstock sources of Si and Al, and / or their oxides (SiO 2 , Al 2 O 3 ) or salts thereof, at an optimal Si to Al or SiO 2 to Si ratio Al 2 O 3 in the range of 2.5 to 7 to 1.

Pro krystalické částice analcimu je vhodným vstupním surovinovým zdrojem oxid křemíku SiO2 ve vodné disperzi, kde poměr vody H2O ku SiO2 v rozmezí 6 až 28, což zajistí průběh hydrotermální syntézy s konečným produktem analcimu při vysoké výtěžnosti.For crystalline particles of analcime, a suitable feedstock is silicon dioxide SiO 2 in an aqueous dispersion where the ratio of water H 2 O to SiO 2 is in the range of 6 to 28, ensuring the hydrothermal synthesis with the end product of analcime at high yield.

-4CZ 303284 B6-4GB 303284 B6

Je výhodné, když pro analcim, který je prekurzorem leucitu pro iontovou výměnu v hydrotermálních podmínkách, je vstupní surovinou zdroj obsahující draslík K ve vodném roztoku, jako je hydroxid draselný KOH, chlorid draselný KCI, dusičnan draselný KNO3, uhličitan draselnýPreferably, for the analcime, which is the precursor of the ion exchange leucite under hydrothermal conditions, the feedstock is a potassium K-containing source in an aqueous solution such as potassium hydroxide KOH, potassium chloride KCl, potassium nitrate KNO 3 , potassium carbonate

K2CO3, hydrogen-uhličitan draselný KHCO3. Pří použití těchto surovin dochází k vysokému stupni iontové výměny. Tato iontová výměna probíhá pri relativně nízkých teplotách 100 až 250 °C, které nejsou pro syntézy keramických surovin pro dcntální účely běžné. Přináší tak úsporu energetickou, časovou a v důsledku toho i nákladovou.K2CO3, potassium bicarbonate KHCO3. The use of these raw materials leads to a high degree of ion exchange. This ion exchange takes place at relatively low temperatures of 100 to 250 ° C, which are not common for synthesis of ceramic raw materials for secondary purposes. It brings energy, time and consequently cost savings.

Iontová výměna poměrně úspěšně probíhá pri využití prostředí vodného roztoku chloridu draselného s molaritou 1 až 5M, jedná se o běžnou chemikálii s optimálně volenou molaritou.Ion exchange is relatively successful using an aqueous solution of potassium chloride with a molarity of 1 to 5M, it is a common chemical with optimally selected molarity.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení je podrobně popsáno dále na příkladných provedeních a blíže je objasněno na připojených obrázcích, z nichž představuje obr. 1 schematické znázornění výroby leucinu, obr. 2 difrakční spektrum připraveného analcimu, obr. 3 difrakční spektrum připraveného leucitu, obr. 4 snímky A-l, A-2, A-3 připraveného analcimu a obr. 5 snímky B-l, B-2, B-3 připraveného leucitu.The technical solution is described in detail below in the exemplary embodiments and is illustrated in more detail in the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a schematic representation of leucine production, FIG. 2 diffraction spectrum prepared by analcime, FIG. 3 diffraction spectrum prepared leucite; A-2, A-3 prepared by analcime, and FIG. 5 shows images of B1, B-2, B-3 prepared by leucite.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Dále jsou popsány neomezující příklady provedení technického řešení.Non-limiting examples of embodiments of the invention are described below.

Příklad 1 (Obr. 1)Example 1 (Fig. 1)

Na připojeném obr. 1 je schématicky znázorněna příprava leucitu iontovou výměnou analcimu v jednotlivých technologických krocích.The attached Fig. 1 shows schematically the preparation of leucite by an ion exchange ion exchange in individual technological steps.

Leucit o chemickém vzorci K2O.Al2O3.4SiO2 respektive KAlSi2O6 je vyrobený synteticky ve formě homogenní práškové směsi v hydrotermálních podmínkách při teplotě do 200 °C. Tento nízkoteplotní způsob výroby leucitu umožňuje, na rozdíl od technologií pracujících za vysokých teplot, lépe řídit mikrostrukturu výsledného produktu, především s ohledem na jeho homogenitu a velikost částic. Způsob výroby zahrnuje dva kroky (obrázek l). Nejprve je hydrotermální syntézou připraven analcim a následně v druhém kroku získán leucit pomocí iontové výměny sodného ionu Na+ v analcimu za draselný ion K z disperze.Leucite by the chemical formula K 2 O.Al 2 O3.4SiO 2 respectively Kalsi 2 O 6 is prepared synthetically in a homogeneous powder mixture under hydrothermal conditions at 200 ° C. This low-temperature leucite production process, in contrast to high temperature technology, allows better control of the microstructure of the resulting product, particularly with regard to its homogeneity and particle size. The manufacturing process comprises two steps (Figure 1). Initially, an analcime is prepared by hydrothermal synthesis, and then, in a second step, the leucite is obtained by means of sodium ion exchange of Na + in the analcime for potassium ion K from the dispersion.

Oba tyto technologické kroky, tj. získání analcimu v prvním kroku a leucitu iontovou výměno ve druhém kroku, se provádí v hydrotermálních podmínkách ve vodném prostředí za nízkých teplot 100 až 250 °C.Both of these technological steps, i.e. obtaining analcime in the first step and leucite ion exchange in the second step, are carried out under hydrothermal conditions in an aqueous environment at low temperatures of 100 to 250 ° C.

V prvním kroku získaný analcim je sodný analog leucitu. Analcim má chemický vzorec NaAlSi2O6.H2O, respektive Na2O.Al7O3.4SiO2.2H2O. Velmi důležitým bodem popisované tech55 nologie je příprava vstupní směsi surovin, která má určující vliv na mikrostrukturu výslednéhoIn the first step obtained by the analcime is a sodium analogue of leucite. Analcime has the chemical formula NaAlSi 2 O 6 .H 2 O, respectively Na2O.Al7O3.4SiO2.2H2O. A very important point of the described technology is the preparation of feed mixture, which has a decisive influence on the microstructure of

-5 CZ 303284 R6 produktu. Byla provedena řada experimentu, při kterých byt sledován vliv reakčních proměnných (složení výchozí suspenze, reakční teploty a času) na výsledný charakter produktu syntézy s cílem připravit homogenní analcimové prášky s uniformní velikostí a tvarem částic, jež budou vhodným prekurzorem pro následnou přípravu leucitu. Takto byla vymezena oblast reakčních podmínek a složení vstupní směsi, která vede k přípravě homogenních analcimových prášků. Vstupní směs vzniká smícháním a důkladnou homogenizací hlínitanových a krcmičitanových disperzí, které byly získány odděleným rozpouštěním surovin obsahujících křemík Si, resp. hliník Al, v roztoku např. hydroxidu sodného za intenzivního míchání. Pro krystalické částice analcimu jsou vstupní surovinou zdroj, obsahující křemík Si, hliník Al a sodík Na, a/nebo jejich oxidy a/nebo jejich sole; kde poměr Si ku Al, nebo oxidů SiO? ku AbOi je v rozmezí 2,5 až 7 ku 1; a poměr vody 114) k oxidu křemičitému SiO2 v rozmezí 6 až 28. Zdroj křemíku Si je vybraný ze skupiny, obsahující alespoň jednu složku, zahrnující amorfní práškový SiO2, bílé saze SiO2, metakaolinit AbCb.2SiO2 a vypálený kaolin. Zdroj hliníku Al je vybraný ze skupiny alespoň jedné složky, zahrnující amorfní práškový hliník Al, oxid hlinitý AbCb, metakaolinit AbO3.2SiO2 nebo vypálený kaolin. Zdroj sodíku Na v zásaditém roztoku je např. vodný roztok hydroxidu sodného NaOH, o molaritě v rozmezí 1M až 5M. K získání analcimu se odděleně rozpouští jednak zdroj křemíku Si a jednak zdroj hliníku Al, v zásaditém roztoku NaOH, s výhodou o molaritě 1 až 5M. Po dokončení odděleného rozpouštění jednak zdroje křemíku Si a jednak zdroje hliníku Al sc oba rozpuštěné zdroje smísí a důkladně homogenizují do křemičitano-hlinitanové disperze po dobu 1 až 60 min, za intenzivního míchání disperze. Získaná homogenní vstupní disperze zdroje křemíku Si a hliníku Al se umístí do uzavřené reakční nádoby, kde se zahřívá na teplotu 100 až 250 °C po dobu 2 až 42 hodin. Získaný reakční produkt se ochlazuje na pokojovou teplotu. Poté se vyjme z uzavřené nádoby, následně se zfiltruje a promývá destilovanou vodou k odstranění nezreagovaných vstupních surovin. Získaný prášek se vysuší s výhodou při teplotách kolem 100 °C. Po ochlazení na pokojovou teplotu se získá prekurzor leucitu, analcim, ve formě krystalických částic analcimu.-5 GB 303284 R6 product. A series of experiments were carried out in which the influence of reaction variables (composition of the initial suspension, reaction temperature and time) on the resulting nature of the synthesis product was investigated in order to prepare homogeneous analcimic powders of uniform particle size and shape. Thus, the range of reaction conditions and composition of the feed mixture has been delineated, resulting in the preparation of homogeneous analcim powders. The feed mixture is formed by mixing and thoroughly homogenizing the aluminate and silicate dispersions obtained by separately dissolving the Si-containing raw materials and the Si-containing raw materials. aluminum Al, in a solution such as sodium hydroxide with vigorous stirring. For the crystalline particles of analcime, the feedstock is a source comprising silicon Si, aluminum Al and sodium Na, and / or oxides and / or salts thereof; where the ratio of Si to Al, or oxides of SiO? to AbO 1 is in the range of 2.5 to 7 to 1; and a ratio of water 114) to SiO 2 in the range of 6 to 28. The Si source is selected from the group consisting of at least one component including amorphous SiO 2 powder, white SiO 2 carbon black, AbCb 2 SiO 2 metakaolinite and baked kaolin. The aluminum source Al is selected from the group of at least one component, including amorphous aluminum powder Al, aluminum oxide AbCl 2 , metakaolinite AbO 3 , SiO 2 or baked kaolin. Sodium Source Na in an alkaline solution is, for example, an aqueous solution of sodium hydroxide NaOH, with a molarity in the range of 1M to 5M. In order to obtain analcime, both the silicon source Si and the aluminum source Al are dissolved separately in a basic solution of NaOH, preferably with a molarity of 1 to 5M. Upon completion of the separate dissolution, both the Si silicon sources and the Al aluminum sc sources, on the one hand, mix the two dissolved sources and homogenize them thoroughly into the silicate aluminate dispersion for 1 to 60 minutes, with vigorous stirring of the dispersion. The obtained homogeneous feed dispersion of the silicon Si and aluminum Al sources is placed in a sealed reaction vessel where it is heated at 100 to 250 ° C for 2 to 42 hours. The reaction product obtained is cooled to room temperature. It is then removed from the sealed container, then filtered and washed with distilled water to remove unreacted feedstock. The obtained powder is preferably dried at temperatures around 100 ° C. After cooling to room temperature, the leucite precursor, analcim, is obtained in the form of crystalline analcim particles.

Ve druhém kroku se krystalické částice analcimu podrobí iontové výměně sodíku Na za draslík K v hydrotermálních podmínkách, pri níž se nejdříve smísí krystalické částice analcimu a vodný roztok draselné sloučeniny. Získaná směs se zahřívá na teplotu 100 až 250 °C při hydrotermálních podmínkách v uzavřené nádobě po dobu 1 až 10 hodin. Předností získání leucitu pomocí iontové výměny Na’ v analcimu za K+ z roztoku, je nízká teplota, krátká doba přípravy a zachování mikrostruktury v hydrotermálních podmínkách.In a second step, the crystalline particles of analcim are subjected to an ion exchange of sodium Na for potassium K under hydrothermal conditions, in which the crystalline particles of analcim and the aqueous solution of the potassium compound are first mixed. The resulting mixture is heated to 100 to 250 ° C under hydrothermal conditions in a sealed vessel for 1 to 10 hours. The advantage of obtaining leucite by the Na + ion exchange in an analcim for K + from solution is low temperature, short preparation time and preservation of the microstructure under hydrothermal conditions.

Bylo zjištěno, že procento připraveného leucitu výrazně narůstá s rostoucí mol aritou roztoku KC1 a stejně tak i se stoupající reakční teplotou. Dále bylo ověřeno, že při optimálních podmínkách, např. tri hodiny hydrotermálního zahřívání při teplotě 200 °C v 4M roztoku KCI jsou dostatečné pro kvantitativní přeměnu analcimu na leucit.It has been found that the percentage of leucite prepared increases significantly with increasing moles of KCl solution arithmetic as well as with increasing reaction temperature. Furthermore, it has been verified that under optimal conditions, e.g. three hours of hydrothermal heating at 200 ° C in 4M KCl solution, they are sufficient to quantitatively convert analcim to leucite.

Takto získaná homogenní prášková směs leucitu je tvořena pouze plně krystalickými částicemi leucitu kulovitého tvaru, o obsahu 95 až 99,9 % hmotn. leucitu v konečném produktu, s vysokou chemickou a mineralogickou čistotou.The homogeneous powder mixture of leucite thus obtained consists only of fully crystalline spherical leucite particles having a content of 95 to 99.9% by weight. leucite in the final product, with high chemical and mineralogical purity.

Rovněž bylo zjištěno, že v průběhu iontové výměny nedochází k výrazným změnám velikosti Či tvaru částic analcimu a leucitu. Kulovitý tvar krystalických částic leucitu i analcimu má uniformní velikost částic v rozmezí 0,1 pm až 100 pm, s výhodou 1 pm až 10 pm. Kulovitý tvar krystalických částic leucitu i analcimu vykazuje poměr nejdelší a nejkratší osy v rozmezí 1:1 až 1:1,5; s výhodou v rozmezí 1:1 až 1:1,1. Rozptyl velikosti krystalických částic leucitu i analcimu je v rozmezí 5 ± 4 pm, s výhodou 2 ± 1 pm. Krystalické částice leucitu mají tetragonální modifikaci, která je stabilní při pokojové teplotě.It has also been found that there is no significant change in particle size or shape of the analcim and leucite particles during ion exchange. The spherical shape of the crystalline leucite and analcime particles has a uniform particle size in the range of 0.1 µm to 100 µm, preferably 1 µm to 10 µm. The spherical shape of the crystalline particles of both leucite and analcime exhibits a ratio of the longest and shortest axes in the range of 1: 1 to 1: 1.5; preferably in the range of 1: 1 to 1: 1.1. The size distribution of both leucite and analcum crystalline particles is in the range of 5 ± 4 µm, preferably 2 ± 1 µm. Crystalline leucite particles have a tetragonal modification that is stable at room temperature.

-6CZ 303284 B6-6GB 303284 B6

Příklad 2 (Obr. 2, obr. 3. obr. 4, obr. 5)Example 2 (Fig. 2, Fig. 3. Fig. 4, Fig. 5)

Příprava vstupní reakční směsi:Preparation of the input reaction mixture:

Příprava vstupní reakční směsi surovin má zásadní vliv na kvalitu, především homogenitu a velikost částic, výsledného produktu, proto jí musí být věnována zvláštní pozornost a je samostatně uvedena v tomto příkladu. Vstupní reakční směs se získává smícháním hlinitanové a křemičitaio nové disperze v poměru SiO2/AI2Oi = 4,8 H2O/SiO2 = 16,4M NaOH.The preparation of the feedstock reaction mixture has a fundamental influence on the quality, in particular the homogeneity and particle size of the final product, therefore it has to be given special attention and is separately presented in this example. The input mixture is obtained by mixing the aluminate and křemičitaio new dispersion ratio SiO 2 / Al 2 Oi = 4.8 H 2 O / SiO 2 = 16.4 NaOH.

Jako suroviny byly pro přípravu použity jemně mletý SiO2 (P. P. H. Glivice, PL) a práškový Al (Lachema, CZ). Hlinitanová disperze A1O2“ se získává postupným přidáváním práškového hliníku k míchanému 4M roztoku NaOH. Vznikající disperze je po celou dobu přípravy intenzivně míchání s pomocí magnetické míchačky při otáčkách 1000 až 2500 ot/min. Křemičitanová disperze S1O32 se připravuje rozpouštěním amorfního SiO2 v 4M roztoku NaOH. Po smíchání hlinitanové a křemičitanové disperze ajejich důkladné homogenizaci v teflonovém kelímku vzniká gel, který je použit jako vstupní směs pro následnou hydrotermální syntézu.Fine ground SiO 2 (PPH Glivice, PL) and powdered Al (Lachema, CZ) were used as raw materials. The aluminate dispersion of Al 2 O 2 "is obtained by gradually adding powdered aluminum to a stirred 4M NaOH solution. The resulting dispersion is intensively agitated throughout the preparation with the aid of a magnetic stirrer at a speed of 1000 to 2500 rpm. The SiO3 2 silicate dispersion is prepared by dissolving amorphous SiO 2 in 4M NaOH solution. After mixing the aluminate and silicate dispersions and thoroughly homogenizing them in a Teflon crucible, a gel is formed which is used as a feed mixture for subsequent hydrothermal synthesis.

Syntéza analcimu:Synthesis of analcim:

Získaná reakční směs se vloží do autoklávu a umístí do sušárny vyhřáté na 200 °C. Po dvou hodinách se autokláv vyndá ze sušárny a ochladí v proudu studené vody. Po zfiltrování a promytí horkou destilovanou vodou se produkt syntézy vysuší při 100 °C. Takto je připraven jemný bílý prášek s difrakčním spektrem uvedeným na obrázku 2, které odpovídá požadovanému analcimu.The resulting reaction mixture was placed in an autoclave and placed in an oven heated to 200 ° C. After two hours, the autoclave is removed from the oven and cooled in a stream of cold water. After filtering and washing with hot distilled water, the synthesis product is dried at 100 ° C. Thus, a fine white powder with a diffraction spectrum as shown in Figure 2 is obtained which corresponds to the desired analcime.

Morfologie vyrobeného práškového analcimu je zdokumentována na snímcích z rastrovacího elektronového mikroskopu na obr. 4. Na fotografiích Al až A3 vidět homogenní směs sférických částic analcimu o velikosti 3 až 4 pm, kde představuje snímekThe morphology of the produced powdered analcim is documented by scanning electron microscope images in Fig. 4. In the pictures A1 through A3, a homogeneous mixture of 3 to 4 µm spherical particles of analcim is shown.

A - 1 zvětšení částic analcimu 10 OOOx,A - 1 magnification of analcum 10,000x particles,

A - 2 zvětšení částic analcimu 5000 xA - 2 magnification of analcim particles 5000 x

A - 3 zvětšení částic analcimu 2OOOx.A-3 magnification of analcime 200x.

Experimentálně bylo prokázáno, že analcim je v této oblasti složení v teplotním intervalu 100 až 200 °C stabilní fází a nejkratší doba potřebná kjeho krystalizací je 1 hodina při 200 °C.It has been shown experimentally that analcim is a stable phase in this temperature range of 100 to 200 ° C and the shortest time to crystallize is 1 hour at 200 ° C.

Příprava leucitu:Leucite preparation:

Pro přípravu leucitu se používá analcimový prášek připravený syntézou popsanou výše. Ig práškového vzorku analcimu se smíchá s 20ml 4M roztoku KCI a umístí v autoklávu do sušárny vyhřáté na 200 °C. Po třech hodinách se autokláv prudce ochladí v proudu studené vody, zfiltruje a vysuší při 100 °C. Na obr. 3 je znázorněno difrakční spektrum připraveného syntetického leucitu.For the preparation of leucite, an analimum powder prepared by the synthesis described above is used. The Ig powder sample of analcime is mixed with 20 ml of 4M KCl solution and placed in an autoclave in an oven heated to 200 ° C. After three hours, the autoclave was quenched in a stream of cold water, filtered and dried at 100 ° C. Figure 3 shows the diffraction spectrum of the prepared synthetic leucite.

Na obr. 5 je na fotografiích Bl až B3 vidět homogenní směs sférických částic leucitu o velikosti 3-4 pm, kde představuje snímekFig. 5 shows a homogeneous mixture of 3-4 µm spherical leucite particles in Figs.

A - 1 zvětšení částic analcimu 10 OOOx,A - 1 magnification of analcum 10,000x particles,

A - 2 zvětšení částic analcimu 5000 xA - 2 magnification of analcim particles 5000 x

A - 3 zvětšení částic analcimu 2000x.A - 3 magnification of analcim particles 2000x.

-7CZ 303284 B6-7EN 303284 B6

Z porovnání obrázku 4 a 5 je patrné, že v průběhů iontové výměny nedochází ke změnám ve velikosti a tvaru částic. Bylo zjištěno, že uvedeným postupem bylo v práškové směsi obsazeno alespoň 99 % hmotn. leucitu, téměř ideálního kulovitého tvaru, o velikosti částic 3 až 4 pm,Comparison of Figures 4 and 5 shows that there are no changes in particle size and shape during ion exchange. It was found that at least 99 wt. leucite, an almost ideal spherical shape, with a particle size of 3 to 4 µm,

Tohoto velmi úzkého rozdělení velikosti částic leucitu se dosáhlo přísným dodržením technologického postupu. Malá velikost a úzké rozděleni velikosti částic leucitu zajistí zlepšení mechanických vlastností výsledného leucitového kompozitu a to dává dobrý předpoklad pro jeho využití v oboru zubní protektiky.This very narrow particle size distribution of the leucite was achieved by strict adherence to the technological process. The small size and narrow size distribution of the leucite particles will improve the mechanical properties of the resulting leucite composite and this is a good precondition for its use in the dental protector field.

IDID

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Lcucit ve formě homogenních práškuje možné použít jako surovinu pro přípravu dentální leucitové keramiky pro kovokeramické či celokeramické zubní náhrady, nebo výplně.Lucuc in the form of homogeneous powders can be used as a raw material for the preparation of dental leucite ceramics for metal-ceramic or all-ceramic dentures or fillers.

Citovaná literatura:References:

[1] Cattel M. J„ Chadwick, T. C., Knowles, J. C., Clarke R. L.; Dental Materials 21,811-822 (2005).[1] Cattel M. J. Chadwick, T. C., Knowles, J. C., Clarke R.L .; Dental Materials 21, 811-822 (2005).

io [21 T. Ota, M. Takahashi, J. Ymai, H. Suzuki, J. Am. Ceram. Soc. 76, 2379 (1993) [3J J. R. Mackert, Jour. Dent. Mater., 2, 32-36 (1986) [4] R. Denry, J. Meckert, J. Dent. Res., 77, 1928 (1996) [5] B. Burk, A. P. Bumett, US Patent 4, 101.330(1978) [6] Denry I. L., Holloway J. A., Colijn H. O.: J. Biomed. Mater. Res. 54, 351- 359 (2001).[21 T. Ota, M. Takahashi, J. Ymai, H. Suzuki, J. Am. Ceram. Soc. 76, 2379 (1993) [J. J. Mackert, Jour. Dent. Mater., 2, 32-36 (1986). [4] Denry R., J. Meckert, J. Dent. Res., 77, 1928 (1996) [5] B. Burk, A. P. Bumett, US Patent 4, 101.330 (1978) [6] Denry I. L., Holloway J. A., Colijn H. O .: J. Biomed. Mater. Res. 54, 351-359 (2001).

[7] Erbe Ε, M., Sapieszko R. S.: US patent 5622551 (1997).[7] Erbe Ε, M., Sapieszko R. S .: US Patent 5622551 (1997).

[8] Liu Ch., Komameni R.: J. Am. Ceram. Soc. 77, 3105 (1994).[8] Liu Ch., Komameni R .: J. Am. Ceram. Soc. 77, 3105 (1994).

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Leucit pro výrobu kovokeramických či celokeramických zubních náhrad, synteticky získaný 35 v hydrotermálních podmínkách, o chemickém vzorci K1. Leucite for the manufacture of metal-ceramic or all-ceramic dentures, synthetically obtained 35 in hydrothermal conditions, of the chemical formula K 2O.AI2O3.4SÍO2 respektive KAlSi2Of„ vytvořený v homogenní práškové formě a získaný ve dvou krocích v hydrotermálních podmínkách, kde v prvním kroku se získají krystalické částice analcímu o chemickém složení NaAlSi3O6.H2O, respektive Na2O.Al2O3.4SiO2.2H2O, který je sodným analogem draselného leucitu, a ve druhém kroku se iontovou výměnou sodíku Na za draslík K získá z analcímu syntetický leucit,2O.AI2O3.4SÍO2 respectively Kalsi Of 2 'formed in the form of a homogeneous powder obtained in two steps under hydrothermal conditions, wherein in the first step to obtain crystalline particles analcime chemical composition NaAlSi 3 O 6 .H 2 O, respectively Na2O.Al2O3. 4SiO2.2H2O, which is a sodium analogue of potassium leucite, and in a second step, synthetic leucite is obtained from the analysis by ion exchange of sodium Na with potassium K, 40 vyznačující se t í m , že (a) homogenní prášková forma synteticky získaného leucitu ze synteticky získaného analcímu iontovou výměnou v hydrotermálních podmínkách je tvořena pouze plně krystalickými částicemi leucitu kulovitého tvaru, s vysokou chemickou a mineralogickou čistotou o obsahu 95 až 99,9 % hmotn. leucitinu v konečném produktu40, characterized in that (a) the homogeneous powder form of synthetically obtained leucite from synthetically obtained ion exchange analysis under hydrothermal conditions consists of only fully crystalline spherical leucite particles of high chemical and mineralogical purity with a content of 95 to 99,9% wt. leucitine in the final product 45 (b) kulovitý tvar krystalických částic leucitu má uniformní velikost částic v rozmezí 0,1 pm až(B) the spherical shape of the crystalline leucite particles has a uniform particle size in the range of 0.1 µm to 0.1 µm 100 pm, a (c) vykazuje poměr nejdelší a nejkratší osy v rozmezí 1:1 až 1:1,5; přitom (d) rozptyl velikosti krystalických částic leucitu je v rozmezí 5 ± 4 pm.100 µm, and (c) exhibits a ratio of longest and shortest axes in the range of 1: 1 to 1: 1.5; wherein (d) the dispersion size of the crystalline leucite particles is in the range of 5 ± 4 µm. 50 2. Lcucit podle nároku 1, vyznačující se tím, že krystalické částice leucitu mají tetragonální modifikaci.50. The lucit of claim 1, wherein the crystalline leucite particles have a tetragonal modification. -8CZ 303284 B6-8EN 303284 B6 3. Leucit podle nároku I. vyznačující se tím, že kulovitý tvar krystalů leucitu vykazuje poměr nejdelší a nejkratší osy krystalů leucitu v rozmezí 1:1 až 1:1,1.Leucite according to claim 1, characterized in that the spherical shape of the leucite crystals has a ratio of the longest and shortest axis of the leucite crystals in the range of 1: 1 to 1: 1.1. 4. Leucit podle nároku 1, vyznačující se tím, že kulovitý tvar krystalických částic leucitu vykazuje velikost I μιτι až 10 μηι.Leucite according to claim 1, characterized in that the spherical shape of the crystalline leucite particles has a size of 1 μιτι to 10 μηι. 5. Leucit podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozptyl velikosti krystalických částic leucitu je v rozmezí 2 ± 1 μηι.Leucite according to claim 1, characterized in that the size distribution of the crystalline leucite particles is in the range of 2 ± 1 µηι.
CZ20110253A 2011-04-29 2011-04-29 Leucite for preparing ceramo-metallic or all-ceramic dental prostheses, obtained synthetically in hydrothermal environment CZ2011253A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110253A CZ2011253A3 (en) 2011-04-29 2011-04-29 Leucite for preparing ceramo-metallic or all-ceramic dental prostheses, obtained synthetically in hydrothermal environment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20110253A CZ2011253A3 (en) 2011-04-29 2011-04-29 Leucite for preparing ceramo-metallic or all-ceramic dental prostheses, obtained synthetically in hydrothermal environment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ303284B6 true CZ303284B6 (en) 2012-07-11
CZ2011253A3 CZ2011253A3 (en) 2012-07-11

Family

ID=46453971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20110253A CZ2011253A3 (en) 2011-04-29 2011-04-29 Leucite for preparing ceramo-metallic or all-ceramic dental prostheses, obtained synthetically in hydrothermal environment

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2011253A3 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1435345A2 (en) * 2002-12-30 2004-07-07 Gerhard Prof. Dr. Meyer Nanostructured zirconia-leucite glass-ceramic composite
WO2009073079A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Den-Mat Holdings Llc Strong glass-ceramic

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1435345A2 (en) * 2002-12-30 2004-07-07 Gerhard Prof. Dr. Meyer Nanostructured zirconia-leucite glass-ceramic composite
WO2009073079A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Den-Mat Holdings Llc Strong glass-ceramic

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ceramics - Silikaty 49 (4) s. 252-258 (tabulka 1, 5,6, obr. 5, zavery), 2005 *
Journal of Optoelectronics and Advanced Materials 5 (5) 2003 s.1405-1409 *
Journal of Physics and Chemistry of Solids 68 (2007) s. 1207-1210 (cely clanek) *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2011253A3 (en) 2012-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10968132B2 (en) Lithium silicate glass ceramic for fabrication of dental appliances
US7993746B2 (en) Flaky alpha-alumina crystals with large aspect ratio and a preparation method of the same
Karakuzu-Ikizler et al. Role of magnesium and aluminum substitution on the structural properties and bioactivity of bioglasses synthesized from biogenic silica
CN101775659B (en) Process for preparing mullite whisker or flaky alumina by using coal ash
CN100390330C (en) Method for preparing flake alpha Al2O3 monocrystal grains at low temperature
Iqbal et al. Microstructural evolution in bone china
CN115521073A (en) Nano anorthite powder, anorthite microcrystalline frit and transparent microcrystalline glaze ceramic tile
Chatzistavrou et al. Thermal analysis and in vitro bioactivity of bioactive glass–alumina composites
CN1180672A (en) Recipe of glass ceramics and manufacturing technology thereof
Zhang et al. Effect of added mullite whisker on properties of lithium aluminosilicate (LAS) glass-ceramics prepared for dental restoration
CN107235636B (en) Glass, preparation method and application thereof
CZ303284B6 (en) Leucite obtained synthetically in hydrothermal environment and intended for preparing ceramo-metallic or all-ceramic dental prostheses
Hashimoto et al. Low-temperature synthesis of leucite crystals using kaolin
CZ22403U1 (en) Leucite for producing metalloceramic or all-ceramic dentures, obtained synthetically under hydrothermal conditions
CZ2011254A3 (en) Process for producing leucite in hydrothermal environment for preparing ceramo-metallic or all-ceramic dental prostheses
Zhang et al. Synthesis of leucite from potash feldspar
Novotná et al. Preparation of leucite based materials
CN113354288A (en) Microcrystalline glass plate and preparation method thereof
Washizawa et al. Production of a calcium silicate cement material from alginate impression material
RU2801146C1 (en) Method for diopside production
RU2765471C1 (en) Method for producing bioglass doped with zirconium dioxide
Li et al. Effects of niobium oxide addition on the mechanical properties of glass ionomer cement
KR100708882B1 (en) The method for preparing the nano silica crystalline powder using the fumed silica
CN115028441A (en) Green and environment-friendly leucite preparation method
Patra Synthesis and characterization of cordierite based glass-ceramic

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20160429