DE19517962A1 - Abformmasse auf Silikonbasis mit Wachszusatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Masse auf Polysiloxanbasis, deren Verwendung als Abformmasse sowie deren Herstellung.

In der Zahnmedizin wird anhand von Modellen Zahnersatz ange­ fertigt. Ein solches Arbeitsmodell muß die Zahn- und Kiefer­ verhältnisse möglichst originalgetreu wiedergeben. Zunächst wird mit Hilfe einer Abformmasse ein räumliches Negativ der Kiefersituation hergestellt. Die in einen plastischen Zustand überführte Abformmasse wird dazu mit einem Abdrucklöffel in den Mund des Patienten eingeführt und erstarrt dort zu einer harten oder elastischen Masse, die nach dem Herausnehmen die negative Form darstellt. Durch Ausgießen dieser Abformung mit einem Modellmaterial erhält man das Arbeitsmodell.

Als elastische Abformmaterialien werden u. a. synthetische Polymere auf der Basis von Polysiloxanen (Silikonen) verwen­ det. Sie werden durch eine chemische Reaktion zum Elastomer vernetzt. Man unterscheidet bei den Silikonmaterialien zwi­ schen kondensations- und additionsvernetzenden Silikonmassen. Die kondensationsvernetzenden Silikone vernetzen in der Regel durch titan- oder zinnkatalysierte Reaktion des hydroxyter­ minierten Polysiloxans mit Siliziumalkoxyverbindungen unter Abspaltung eines Alkohols. Bei den additionsvernetzenden Silikonen erfolgt die Vernetzung durch in der Regel platin­ katalysierte Reaktion von ungesättigten Kohlenwasserstoffend­ gruppen des Polysiloxans mit Si-H-Gruppen eines Hydrogenpoly­ siloxans (Hydrosilylierung). Solche Silikonabformmassen sind beispielsweise aus EP-A-0 162 211, DE-A-40 31 759 und EP-A- 0 166 107 bekannt. Die Silikonmassen werden in der Regel als Zweikomponentensystem geliefert, nach dem Vermischen der Komponenten wird die entstandene Masse in den Mund des Patien­ ten eingebracht und härtet dort in einem Zeitraum von übli­ cherweise 3-5 Minuten aus.

Ein Nachteil der bekannten Silikonmassen besteht darin, daß sie im noch nicht ausgehärteten Zustand eine verhältnismäßig geringe Standfestigkeit aufweisen. Diese läßt sich zwar durch Zusatz von pyrogenen Kieselsäuren oder einen hohen Befüllungs­ grad der Paste mit groben anorganischen Füllstoffen verbessern, jedoch ist damit auch meist ein thixotropes Verhalten oder eine mangelhafte Zeichnungsschärfe der Paste während der Abdrucknahme verbunden. Dies bedeutet, daß die Materialien unter der Wirkung des Anpressdruckes während der Abformung entweder dazu neigen, dem Druck auszuweichen und wegzufließen oder aber feine Details nicht abbilden können. Aufgrund dieser Eigenschaft ist auch das für die Wiedergabe der Details im Mund wichtige Eindringvermögen der Sili­ konabformmaterialien in Spalten nicht besonders gut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Polysiloxanmas­ se der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine verbesser­ te Standfestigkeit und Spalteneindringfähigkeit in noch nicht ausgehärtetem Zustand aufweist und daher die genannten Nach­ teile nicht oder in geringerem Maße aufweist.

Erfindungsgemäß wird eine Masse auf Polysiloxanbasis geschaf­ fen, die durch einen Gehalt von wenigstens einem Wachs mit Ausnahme von Paraffin- und Mikrowachsen gekennzeichnet ist.

Der Begriff Wachs soll im Rahmen der Erfindung alle Stoffe und Stoffgemische umfassen, die folgende Eigenschaften aufweisen:

• - bei 20°C knetbar, fest bis brüchig hart,
• - grob bis feinkristallin, durchscheinend bis opak, jedoch nicht glasartig,
• - über 40°C ohne Zersetzung schmelzend,
• - schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes verhältnismäßig niedrigviskos,
• - stark temperaturabhängig in Konsistenz und Löslichkeit,
• - unter leichtem Druck polierbar.

Diese Definition ist entnommen aus Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim, Band 24, Seite 3 und stellt eine in der Fachwelt anerkannte Defini­ tion von Wachsen dar. Ausgenommen aus dem Gegenstand der auf den Stoff sowie die unten näher beschriebenen Zweikomponenten­ systeme zu dessen Herstellung gerichteten Ansprüche sind Paraffin- und Mikrowachse, das heißt Wachse, die petrochemisch durch die Fraktionierung von Erdöl hergestellt werden. Paraf­ fin- und Mikrowachse sind im einzelnen in der bereits genann­ ten Ullmann Enzyklopädie, Band 24, Seite 22-34 beschrieben. Erfindungsgemäß können beispielsweise folgende Wachse verwen­ det werden.

• - Pflanzenwachse, wie Carnauba-Wachse, Candelilla-Wachse, Quricori-Wachse, Zuckerrohr-Wachse, Retamo-Wachse;
• - tierische Wachse wie Bienenwachs, andere Insektenwachse oder Wollwachs;
• - Montanwachse und Polyolefinwachse.

Eine Beschreibung geeigneter Wachse findet sich in dem genann­ ten Band 24 von Ullmanns Enzyklopädie auf den Seiten 2-20 und 36-47. Diese Literaturstellen werden durch Bezugnahme darauf zum Gegenstand der Offenbarung dieser Anmeldung gemacht.

Wichtige Bestandteile der Wachse sind in der Regel eine oder mehrere der folgenden Komponenten:
Kohlenwasserstoffe, hauptsächlich gesättigte und wenig verzweigte Alkane; Alkylester; Alkylether; primäre Alkoho­ le; Säuren; Ketone; Aldehyde; sekundäre Alkohole; Hyd­ roxysäuren; Lactone; Acetale; Diole, hauptsächlich α-ω- Diole); Dicarbonsäuren; Diketone; Polyester.

Erfindungsgemäß können auch tierische oder pflanzliche Fette, die unter die oben angegebene Definition von Wachs fallen, verwendet werden. Eine Übersicht über Fette findet sich in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 11, Seite 457-524. Auch diese Literaturstelle wird durch Bezugnahme darauf zum Gegenstand der Offenbarung dieser Anmeldung gemacht. Als ein für die Zwecke der Erfindung besonders geeignetes Wachs hat sich Rindertalg erwiesen.

Die Wirkung des erfindungsgemäß verwendeten Wachses besteht wahrscheinlich darin, daß der Wachs in der Polysilikonmasse ein kristallines Netzwerk bildet, das die Neigung der Masse zum Wegfließen unter Druck vermindert und so die Standfestig­ keit erhöht. Aus EP-A-0 166 107 ist es zwar schon bekannt, Paraffin- oder Mikrowachse in Silikonabformmaterialien einzu­ mischen. Jedoch sollen diese Mikrowachse nicht durch Bildung eines kristallinen Netzwerks die Standfestigkeit der Masse verbessern, sie sollen im Gegenteil einen so niedrigen Schmelzbereich aufweisen, daß sie durch die Energiezufuhr beim Mischen und Kneten der Masse schmelzen oder zumindest weich werden und so die Klebrigkeit der Masse verhindern. Die zu lösende Aufgabe und die technische Wirkung der gemäß EP-A- 0 166 107 zugesetzten Paraffin- oder Mikrowachse ist demnach eine andere als bei der vorliegenden Erfindung.

Der Wachsgehalt der Masse beträgt vorteilhafterweise 1-40 Gew.-%, vorzugsweise 2-15 Gew.-%, weiter vorzugsweise 5-10 Gew.-%. Der erfindungsgemäße Wachszusatz kann sowohl bei additionsvernetzenden als auch bei kondensationsvernetzenden Polysiloxanen vorgenommen werden. Die Silikonmasse findet als Abform,- Dublier- oder Modelliermasse insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, im Dentalbereich Anwendung.

Das Molekulargewicht der verwendeten Wachse liegt vorzugsweise unter 2000. Des weiteren ist es bevorzugt, wenn die verwende­ ten Wachse Estergruppen enthalten. Beide genannten Merkmale tragen dazu bei, das Kristallisationsvermögen des Wachses oder der Wachse zu verbessern.

Der in den Ansprüchen verwendete Begriff "Masse auf Poly­ siloxanbasis" soll alle Massen umfassen, bei denen nach der Vernetzung das polymere Netzwerk hauptsächlich Polysiloxane umfaßt. Der Begriff umschließt daher insbesondere auch solche Massen, bei denen beispielsweise der Gewichtsanteil von zugesetzten Füll- und Hilfsstoffen größer ist als der der Polysiloxane.

Dentale Abformmassen auf Silikonbasis werden üblicherweise als Zweikomponentensystem in den Handel gebracht. Nach Vermischen der beiden Komponenten im vorgesehenen Verhältnis setzt die Vernetzung ein und läßt die Masse innerhalb weniger Minuten (üblicherweise 3-5 Minuten) zu einem elastischen Formkörper aushärten.

Gegenstand der Erfindung sind auch solche Zweikomponenten­ systeme zur Herstellung einer Masse gemäß einem der Ansprüche 1-6. Zum Zwecke der Herstellung einer additionsvernetzenden Polysiloxanmasse weisen diese beiden Komponenten erfindungs­ gemäß jeweils die folgenden Bestandteile auf:

Komponente 1

• - Polysiloxane mit mindestens zwei ungesättigten Kohlen­ wasserstoffgruppen, vorzugsweise Vinylgruppen, im Molekül,
• - Hydrogenpolysiloxane mit mindestens zwei Si-H-Gruppen im Molekül,
• - Wachse mit Ausnahme von Paraffin- oder Mikrowachsen,
• - gegebenenfalls übliche Füllstoffe sowie Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe,

Komponente 2

• - Polysiloxane mit mindestens zwei ungesättigten Kohlen­ wasserstoffgruppen, vorzugsweise Vinylgruppen, im Molekül,
• - Katalysator,
• - gegebenenfalls Wachse mit Ausnahme von Paraffin- oder Mikrowachsen,
• - gegebenenfalls übliche Füllstoffe sowie Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe.

Komponente 1 enthält die beiden miteinander vernetzbaren Polysiloxankomponenten, nämlich die mit reaktiven Doppelbin­ dungen (in der Regel Vinylendgruppen) versehenen Polysiloxane, vorzugsweise sogenannte vinylendgestoppte Polysiloxane und die mit reaktiven Si-H-Gruppen versehenen Hydrogenpolysiloxane. Ferner enthält Komponente 1 den erfindungsgemäßen Wachszusatz sowie in der Regel übliche Füllstoffe wie beispielsweise Quarz- und β-Cristobalitmehle, Calciumsulfat und -carbonat, Diatomeenerde und pyrogene Kieselsäure. Der Anteil dieser Füllstoffe liegt üblicherweise zwischen 5 und 60 Gew.-%.

Die Zusatz- und Hilfsstoffe können beispielsweise übliche Weichmacher, Paraffinöle oder ähnliches sein, ferner kann es sich auch um Polysiloxane ohne reaktive Gruppen handeln, die also an der Vernetzungsreaktion nicht teilnehmen können. Es können zu diesem Zweck beispielsweise Trimethylsiloxy-endge­ stoppte Polysiloxane verwendet werden.

Farbstoffe werden insbesondere zur Unterscheidung der beiden Komponenten (Basis- und Katalysatorpaste) und zur Mischkon­ trolle eingesetzt. In der Regel werden anorganische oder organische Farbpigmente verwendet.

Die in Komponente 2 enthaltenen Polysiloxane sowie die gegebe­ nenfalls vorhandenen Wachse, Füllstoffe und sonstige Zusätze entsprechen den gerade beschriebenen Bestandteilen.

Bei dem Katalysator handelt es sich bevorzugt um einen Platin­ komplex, der beispielsweise aus Hexachloroplatin(IV)-Säure hergestellt werden kann. Jedoch ist auch jede andere Platin- oder eine andere Katalysatorverbindung geeignet, die die Additionsvernetzungsreaktion beschleunigt. Besonders gut geeignet sind Platin-Siloxan-Komplexe, die beispielsweise in US-A-3 715 334, US-A-3 775 352 und US-A-3 814 730 beschrieben werden.

Insbesondere wenn eine längere Lagerfähigkeit der Komponenten gewünscht ist, sollte das in Komponente 2 gegebenenfalls eingearbeitete Wachs in Hinblick auf die chemische Verträg­ lichkeit mit dem verwendeten Katalysator ausgewählt werden, damit dieser nicht vorzeitig unwirksam wird. Als Zusatzstoffe können gegebenenfalls auch übliche Katalysatorinhibitoren zugesetzt werden, um die Lagerfähigkeit der Katalysatorpaste zu erhöhen.

Vorteilhafterweise ist das additionsvernetzende Zweikomponen­ tensystem so abgestimmt, daß Basis- und Katalysatorpaste in einem Verhältnis von 1 : 1 miteinander gemischt werden. Dies stellt eine wesentliche Erleichterung beim Anmischen der Masse dar, da dann lediglich gleichlange Stränge der beiden Pasten miteinander vermischt werden müssen. Vorteilhafterweise liegt dann der Wachsgehalt in jeder der beiden Komponenten zwischen 1 und 40 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 2 und 15 Gew.-%, weiter vorzugsweise zwischen 5 und 10 Gew.-%. Auch der Füllstoffan­ teil liegt dann in beiden Komponenten vorteilhafterweise zwischen den bereits genannten Werten von 5 und 60 Gew.-%.

Es sei angemerkt, daß die Mengenverhältnisse der beiden Komponenten variieren kann. So ist es beispielsweise nicht unbedingt erforderlich, daß auch in der Katalysatorpaste Wachse enthalten sind. Wenn beispielsweise die Einstellung der Pasten so erfolgt, daß nur geringe Mengen der Katalysatorpaste mit der Basispaste vermischt werden müssen, ist ein Wachszu­ satz in der Katalysatorpaste entbehrlich. Entscheidend bei diesem Zweikomponentensystem ist lediglich, daß nicht von vornherein beide miteinander vernetzenden Polysiloxankomponen­ ten und der Katalysator in einer Komponente enthalten sein dürfen.

Bei einem erfindungsgemäßen Zweikomponentensystem zur Herstel­ lung einer kondensationsvernetzenden Silikonmasse, weisen die beiden Komponenten die jeweils folgenden Bestandteile auf:

Komponente 1

• - Polysiloxane mit mindestens zwei Hydroxygruppen im Molekül,
• - Wachse mit Ausnahme von Paraffin- oder Mikrowachsen,
• - gegebenenfalls übliche Füllstoffe sowie Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe,

Komponente 2

• - Polyalkoxysilicate mit mindestens zwei Alkoxygruppen im Molekül,
• - Katalysator,
• - gegebenenfalls Wachse mit Ausnahme von Paraffin- oder Mikrowachsen,
• - gegebenenfalls übliche Füllstoffe sowie Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe.

Die Wachse und gegebenenfalls die beigefügten Füll- und Zusatzstoffe sind die gleichen wie vorstehend im Zusammenhang mit den additionsvernetzenden Silikonen beschrieben. Bei den in Komponente 2 enthaltenen Polyalkoxysilikaten handelt es sich um vernetzend wirkende Kieselsäureester (in der Regel Ethylester), die unter der Wirkung des Katalysators unter Alkoholabspaltung mit den Hydroxygruppen des in Komponente 1 enthaltenen Polysiloxans kondensieren können.

Als Katalysator für die Kondensationsreaktion werden bei­ spielsweise organische Zinn- oder Titanverbindungen wie Zinnoctoat oder Dibutylzinn-Dilaurat verwendet.

Bei den kondensationsvernetzenden Zweikomponentensystemen wird in der Regel die Katalysatorpaste (Komponente 2) der Basispa­ ste (Komponente 1) in einem deutlich geringeren Anteil als 1 : 1 zugemischt. Üblich ist beispielsweise ein Mischungsverhältnis von 1 : 10. Es wird daher häufig nicht erforderlich sein, auch der Komponente 2 Wachse und sonstige Füll- und Zusatzstoffe beizufügen. Im Rahmen der Erfindung ist es daher auch möglich, als Komponente 2 bei den kondensationsvernetzenden Systemen eine handelsübliche Katalysatorpaste einzusetzen.

Vorteilhafterweise ist der Wachsgehalt der Komponenten 1 und/oder 2 so, daß sich nach deren Vermischen im vorgesehenen Verhältnis in der erhaltenen Masse ein Wachsgehalt von 1-40 Gew.-%, vorzugsweise 2-5 Gew.-%, weiter vorzugsweise 5-10 Gew.-% einstellt.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der wachshaltigen Komponenten eines zur Herstel­ lung einer Masse auf Polysiloxanbasis vorgesehenen Zweikompo­ nentensystems. Es weist die folgenden Verfahrensschritte auf:

• - Erhitzen einer Mischung von Polysiloxanen, Wachs sowie gegebenenfalls von Füll-, Zusatz-, Hilfs- und Farbstof­ fen auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Wachses oder der Wachse,
• - Herstellen einer Emulsion von Wachs und Polysiloxan durch Dispergieren,
• - Abkühlen der Emulsion,
• - gegebenenfalls Einmischen weiterer Füll-, Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe in die abgekühlte Masse.

Entscheidend für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zunächst das vorgesehene Erhitzen der Mischung auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Wachses. Wenn das verwendete Wachs keinen scharfen Schmelzpunkt, sondern einen breiteren Schmelzbereich aufweist, ist dieses Merkmal so zu verstehen, daß die Mischung auf eine Temperatur oberhalb dieses Schmelzbereichs erwärmt wird. Das Wachs muß insgesamt in die flüssige Phase übergegangen sein. Ein vorher in die festen Phase des Wachses vorhandenes kristallines Netzwerk muß zumindest weitgehend zerstört sein.

Da sich Wachs und Polysiloxane in der Regel nicht ineinander lösen, liegt jetzt eine Zwei-Phasen-Mischung vor, die durch Dispergieren in eine Emulsion überführt werden muß. Sofern die Mischung schon sonstige Füll- oder Zusatzstoffe aufweist, sind diese entweder in einer der beiden Phasen gelöst oder in der Mischung dispergiert. In der Regel ist es jedoch vorteilhaft, insbesondere anorganische Füllstoffe erst im letzten obenge­ nannten Verfahrensschritt zuzufügen. Die Bildung und Stabili­ sierung der Emulsion kann gegebenenfalls durch bekannte und übliche oberflächenaktive Stoffe wie Emulgatoren, Emulsions­ stabilisatoren oder pyrogene Kieselsäuren unterstützt werden.

Im nächsten Verfahrens schritt wird die hergestellte Emulsion abgekühlt. Bei der Abkühlung wird der Schmelzpunkt bzw. Schmelzbereich des Wachses unterschritten. Vorzugsweise erfolgt das Abkühlen schnell, beispielsweise durch Aufbringen der Emulsion auf eine kalte Oberfläche wie eine Kühlwalze. Beim Abkühlen bildet das in der Mischung enthaltene Wachs vermutlich ein kristallines Netzwerk, das die Masse insgesamt durchdringt und so zu der erfindungsgemäß verbesserten Stand­ festigkeit der Masse führt.

In die abgekühlte Masse können mit Hilfe üblicher Compoun­ dierungsmethoden gegebenenfalls weitere übliche Füll-, Hilfs-, Zusatz- und Farbstoffe eingebracht werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len erläutert. In den beigefügten Figuren zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zum Prüfen der Stand­ festigkeit einer Silikonmasse;

Fig. 2 das Ergebnis der Prüfung der Standfestigkeit einer kondensationsvernetzenden Silikonmasse;

Fig. 3 das Ergebnis der Prüfung der Standfestigkeit der Basispaste einer additionsvernetzenden Silikonmasse.

Beispiel 1

Basis- und Katalysatorpaste für eine erfindungsgemäße additi­ onsvernetzende Silikonmasse werden wie folgt hergestellt:

Basispaste

113 g vinylendgestopptes Polydimethylsiloxan mit einer Visko­ sität von 1000 mPa·s, 57 g vinylendgestopptes Polydimethyl­ siloxan mit einer Viskosität von 65000 mPa·s, 14 g vinylendge­ stopptes Polydimethylsiloxan mit einer Viskosität von 165000 mPa·s (Silopren U1, U65 bzw. U165, Bayer AG, Leverkusen), 19 g Paraffin (Paraffin, dünnflüssig, Pioneer 2076, Fa. Hansen & Rosenthal, Hamburg), 5 g ethoxylierter Fettalkohol (Lutensol A3, BASF AG), 22 g pyrogene Kieselsäure HDKH 2000/4 (Wacker AG), 13 g Polyhydrogensiloxan mit einem Gehalt an SiH-Gruppen von 4,3 mmol/g und 25 g hydrierter Rindertalg Ewanol HY2 (Handelsname der Firma E. Wagner, Bremen) werden in ein 500 ml Becherglas eingewogen und im Wärmeschrank 1 h bei 150°C erhitzt.

Dann wird der Ansatz im heißen Zustand 2 min mit einem Disper­ gierer homogen gerührt und erneut 30 Minuten lang im Wärme­ schrank bei 150°C erhitzt. Im heißen Zustand wird die erhalte­ ne Masse über einen Dreiwalzenstuhl (EXAKT 50, Exakt Apparate­ bau, Norderstedt, Walzendurchmesser 50 mm, Walzenlänge 15 cm) gegeben. Die Walzen wurden bei Raumtemperatur und niedrigster Drehgeschwindigkeit betrieben. Dann läßt man die erhaltene Harzmischung über Nacht bei Raumtemperatur nachreifen. Am nächsten Tag wird mit einem Planetenkneter eine Füllstoff­ mischung aus 15 g Kieselgur, 63 g β-Cristobalit Sikron SF 6000 (Quarzwerke Frechen) und 146 g Sikron SF 8000 in die Harz­ mischung eingearbeitet.

Die Paste zeigt eine besondere Standfestigkeit, die sich zum Beispiel dadurch bemerkbar macht, daß auf dem Mischblock geformte Strukturen auch nach einigen Tagen nicht zusammenge­ flossen sind.

Katalysatorpaste

Analog dem Vorgehen zur Herstellung der Basispaste werden 117, 96 und 11 g vinylendgestoppte Polydimethylsiloxane der Visko­ sität 1000, 65000 und 165000 mPa·s, 20 g Paraffin (Paraffin, dünnflüssig, Pionier 2076, Fa. Hansen & Rosenthal, Hamburg), 5 g ethoxylierter Fettalkohol (Lutensol A3, BASF AG), und 23 g pyrogene Kieselsäure HDKH 2000/4 mit 25 g Ewanol HY2 (Handels­ name der Firma E. Wagner, Bremen) aufgeschmolzen, dispergiert und über einen Dreiwalzenstuhl gegeben. Am nächsten Tag werden 15 g Kieselgur (PF5, Fa. Meyer-Breloh, Münster), 186 g Sikron SF 6000, 20 g Sikron SF 8000, 0,5 g Titandioxid (Kronos AV, Fa. Kronos, Leverkusen), 0,2 g Divinyltetramethyldisiloxan sowie 6,5 g eines Komplexes aus Platin und Divinyltetramethyl­ disiloxan mit einem Planetenkneter in die Harzmischung eingearbeitet. Die so erhaltene Katalysatorpaste zeigt dieselbe Standfestigkeit wie die Basispaste in Beispiel 1.

Mischt man diese Katalysatorpaste im Gewichtsverhältnis 1 : 1 mit der Basispaste, so härtet die Mischung nach wenigen Minuten zu einem elastischen, reißfesten Formkörper mit einer Shore A Härte (nach 24 h) von ca. 50 aus. Das Material hat einen linearen Schrumpf von weniger als 0,1% (bestimmt nach ISO 4823).

Vergleichsbeispiel 1 (nicht erfindungsgemäß) Basispaste

113 g vinylendgestopptes Polydimethylsiloxan mit einer Visko­ sität von 1000 mPa·s, 57 g vinylendgestopptes Polydimethyl­ siloxan mit einer Viskosität von 65000 mPa·s, 14 g vinylendge­ stopptes Polydimethylsiloxan mit einer Viskosität von 165000 mPa·s, 19 g Paraffin, 5 g ethoxylierter Fettalkohol (Lutensol A3, BASF AG), 22 g pyrogene Kieselsäure HDKH 2000/4 und 13 g Polyhydrogensiloxan mit einem Gehalt an SiH-Gruppen von 4,3 mmol/g werden auf einem Planetenkneter mit einer Füllstoffmi­ schung aus 15 g Kieselgur, 63 g β-Cristobalit Sikron SF 6000 (Quarzwerke Frechen) und 146 g Sikron SF 8000 zu einer homoge­ nen Paste verarbeitet.

Katalysatorpaste

Analog dem Vorgehen zur Herstellung der Basispaste werden 117, 96 und 11 g vinylendgestoppte Polydimethylsiloxane der Visko­ sität 1000, 65000 und 165000 mPa·s, 20 g Paraffin, 5 g ethoxy­ lierter Fettalkohol (Lutensol A3, BASF AG), und 23 g pyrogene Kieselsäure HDKH 2000/4 werden mit 15 g Kieselgur, 186 g Sikron SF 6000, 20 g Sikron SF 8000, 0,5 g Titandioxid, 0,2 g Divinyltetramethyldisiloxan und 6,5 g eines Komplexes aus Platin und Divinyltetramethyldisiloxan mit einem Planetenkne­ ter zu einer Paste verarbeitet.

Mischt man diese Katalysatorpaste im Gewichtsverhältnis 1 : 1 mit der Basispaste aus Beispiel 1, so härtet die Mischung nach wenigen Minuten zu einem elastischen, reißfesten Formkörper mit einer Shore A Härte (nach 24 h) von ca. 50 aus. Das Material hat einen linearen Schrumpf von weniger als 0,1% (bestimmt nach ISO 4823).

Fig. 3 zeigt die Standfestigkeit der nach Beispiel 1 (A) bzw. Vergleichsbeispiel (B) hergestellten Basispaste. Es sei ange­ merkt, daß vergleichbare Ergebnisse auch für die Katalysator­ paste erhalten werden. In beide Basispasten wurden auf dem Mischblock mit Hilfe eines Spatels Strukturen eingeformt. Fig. 3 zeigt, daß diese Strukturen bei der erfindungsgemäßen Basis­ paste nach einer Stunde im wesentlichen noch unverändert vorhanden sind, während sie bei der Basispaste des Standes der Technik großenteils bereits wieder zusammengeflossen sind.

Beispiel 2

Dieses Beispiel zeigt ein erfindungsgemäßes Zweikomponenten­ system zur Herstellung einer kondensationsvernetzenden Sili­ konmasse.

Basispaste

115 g hydroxylterminiertes Polydimethylsiloxan mit einer Viskosität von 2000 mPa·s, 119 g hydroxylterminiertes Poly­ dimethylsiloxan mit einer Viskosität von 18000 mPa·s (Silopren C2 bzw. C18, Bayer AG, Leverkusen), 4 g pyrogene Kieselsäure HDKH 2000/4 (Handelsprodukt der Firma Wacker) und 19 g hydrierter Rindertalg Ewanol HY 2 (Handelsname der Firma E. Wagner, Bremen) werden in ein 500 ml Becherglas eingewogen und im Wärmeschrank 1 h bei 140°C erhitzt.

Dann wird der Ansatz im heißen Zustand 2 min mit einem Disper­ gierer homogen gerührt und erneut 30 Minuten lang im Wärme­ schrank bei 140°C erhitzt. Im heißen Zustand wird die erhalte­ ne Masse über einen Dreiwalzenstuhl gegeben. Dann läßt man die erhaltene Harzmischung über Nacht bei Raumtemperatur nachrei­ fen. Am nächsten Tag wird mit einem Planetenkneter eine Füllstoffmischung aus 31 g β-Cristobalit Sikron SF 8000, 121 g Silbond 8000 RST (Quarzwerke Frechen), und 3,6 g Farbpigment in die Harzmischung eingearbeitet. Zusätzlich werden 1 g destilliertes Wasser, 5 g Glycerin und 2 g Silikonöl Silopren AC 3031 (Handelsprodukt der Bayer AG) in die Paste eingerührt.

Die Paste zeigt etwa die gleiche Standfestigkeit, wie die in Fig. 3 unter A gezeigte erfindungsgemäße additionsvernetzende Basispaste.

Als Katalysatorkomponente wurde der im Handel erhältliche Pastenhärter "Silagum KV Katalysator" (Fa. DMG, Hamburg) verwendet und im Gewichtsverhältnis 1 : 10 mit der Basispaste angemischt. Dieser Katalysator ist eine Mischung aus alkoxyli­ erten Polysilikaten, Tetraethylorthosilicat, Zinnkatalysatoren, Vaseline, dünnflüssigem Paraffin und pyrogener Kieselsäure. Die Mischung härtet nach wenigen Minuten zu einem elastischen, reißfesten Formkörper mit einer Shore A Härte (nach 24 h) von ca. 40 aus.

Vergleichsbeispiel 2 (nicht erfindungsgemäß) Basispaste

Die Komponenten aus Beispiel 2 wurden mit Ausnahme des hy­ drierten Rindertalgs Ewanol HY 2 und ohne den beschriebenen Schmelz- und Abkühlvorgang im Planetenkneter zu einer Paste gemischt. Die erhaltene Paste zeigt eine deutlich schlechtere Standfestigkeit als die Paste aus Beispiel 2. Auf dem Misch­ block geformte Strukturen zerfließen nach einigen Stunden wieder.

Als Katalysatorkomponente wurde der im Handel erhältliche Pastenhärter "Silagum KV Katalysator" verwendet und im Ge­ wichtsverhältnis 1 : 10 mit der Basispaste angemischt. Die Mischung härtet nach wenigen Minuten zu einem elastischen, reißfesten Formkörper mit einer Shore A Härte (nach 24 h) von ca. 40 aus.

Standfestigkeitsbestimmung

Zur Bestimmung der Standfestigkeit der angemischten Massen gleicher Abbindezeit wurde die in Fig. 1 schematisch darge­ stellte Prüfvorrichtung verwendet. Die Prüfvorrichtung weist eine Metallplatte 1 mit einer zylindrischen Vertiefung 2 auf. In der Vertiefung 2 ist ein Stempel 3 mit einer Stempelplatte 4 hin und her schiebbar. In der in Fig. 1 dargestellten ausgefahrenen Stellung schließt die Stempelplatte 4 bündig mit der in Fig. 1 rechts liegenden Oberfläche der Metallplatte 1 ab. Durch Verschieben des Stempels 3 nach links in Fig. 1 entsteht eine zylindrische Vertiefung in der Metallplatte 1.

Zum Beschicken der Prüfvorrichtung wird diese so angeordnet, daß die Vertiefung 2 nach oben zeigt und der Stempel 3 in diese Vertiefung zurückgezogen ist. Der von der Stempelplatte 4 freigegebene Teil der Vertiefung 2 wird mit einer im vorge­ sehenen Verhältnis angemischten Masse aus Basis- und Katalysa­ torpaste gefüllt und glatt gestrichen. Etwa 20-60 Sekunden nach Mischbeginn (in den vorliegenden Beispielen 60 Sekunden nach Mischbeginn) wird die Prüfvorrichtung in die Fig. 1 gezeigte senkrechte Stellung gebracht und der Stempel 3 herausgedrückt. Anschließend wartet man, bis die Mischung ausgehärtet ist.

Das Fließverhalten bzw. die Standfestigkeit der Mischung ergibt sich aus der Strecke A (die gesamte Fließstrecke der Mischung während der Aushärtzeit) und B (Fließstrecke während der Aushärtzeit, über die die Silikonmasse noch mit der Prüfwand in Kontakt bleibt). Je geringer die Differenz zwi­ schen A und B ist und je kleiner die absoluten Werte von A und B sind, desto größer ist die Standfestigkeit des Materials.

Fig. 2 zeigt das so gemessene Fließverhalten einer gemäß Beispiel 2 bzw. Vergleichsbeispiel 2 hergestellten kondensati­ onsvernetzenden Silikonmasse. Die Standfestigkeit der erfin­ dungsgemäßen Masse (A) beträgt 1 mm (Strecke A = 4 mm, Strecke B = 3 mm). Dem gegenüber beträgt die Standfestigkeit des Vergleichsbeispiels 2 nach diesem Verfahren 2 mm (Strecke A = 14 mm, Strecke B = 12 mm). Ähnliche Meßwerte ergeben sich auch für die Massen gemäß Beispiel 1 bzw. Vergleichsbeispiel 1 (in den Fig. nicht dargestellt).

Claims (18)

Komponente 1Komponente 2Komponente 1Komponente 2

1. Masse auf Polysiloxanbasis, gekennzeichnet durch einen Gehalt von wenigstens einem Wachs mit Ausnahme von Paraf­ fin- oder Mikrowachsen.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wachsgehalt 1-40 Gew.-%, vorzugsweise 2-15 Gew.-%, weiter vorzugsweise 5-10 Gew.-% beträgt.

3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht der Wachse kleiner als 2000 ist.

4. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wachse Estergruppen enthalten.

5. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie ein additionsvernetztes Polysiloxan enthält.

6. Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie ein kondensationsvernetztes Polysiloxan enthält.

7. Verwendung einer Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Abform-, Dublier- oder Modelliermasse.

8. Zweikomponentensystem zur Herstellung einer Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Komponenten jeweils folgende Bestandteile aufweisen:

• - Polysiloxane mit mindestens zwei ungesättigten Kohlen­ wasserstoffgruppen, vorzugsweise Vinylgruppen, im Molekül,
• - Hydrogenpolysiloxane mit mindestens zwei Si-H-Gruppen im Molekül,
• - Wachse mit Ausnahme von Paraffin- oder Mikrowachsen,
• - gegebenenfalls übliche Füllstoffe sowie Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe.

• - Polysiloxane mit mindestens zwei ungesättigten Kohlen­ wasserstoffgruppen, vorzugsweise Vinylgruppen, im Molekül,
• - Katalysator,
• - gegebenenfalls Wachse mit Ausnahme von Paraffin- oder Mikrowachsen,
• - gegebenenfalls übliche Füllstoffe sowie Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe.

9. Zweikomponentensystem nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wachsgehalt in jeder der beiden Kompo­ nenten 1-40 Gew.-%, vorzugsweise 2-15 Gew.-%, weiter vorzugsweise 5-10 Gew.-% beträgt.

10. Zweikomponentensystem zur Herstellung einer Masse nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Komponenten jeweils folgende Bestand­ teile aufweisen:

• - Polysiloxane mit mindestens zwei Hydroxygruppen im Molekül,
• - Wachse mit Ausnahme von Paraffin- oder Mikrowachsen,
• - gegebenenfalls übliche Füllstoffe sowie Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe.

• - Polyalkoxysilicate mit mindestens zwei Alkoxygruppen im Molekül,
• - Katalysator,
• - gegebenenfalls Wachse mit Ausnahme von Paraffin- oder Mikrowachsen,
• - gegebenenfalls übliche Füllstoffe sowie Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe.

11. Zweikomponentensystem nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wachsgehalt in der nach Vermischen der Komponenten 1 und 2 im vorgesehenen Verhältnis erhaltenen Masse 1-40 Gew.-%, vorzugsweise 2-15 Gew.-%, weiter vorzugsweise 5-10 Gew.-% beträgt.

12. Zweikomponentensystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Polysiloxane Polydimethylsiloxane sind.

13. Verfahren zur Herstellung der wachshaltigen Komponenten eines zur Herstellung einer Masse auf Polysiloxanbasis vorgesehenen Zweikomponentensystems, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Erhitzen einer Mischung von Polysiloxanen, Wachs sowie gegebenenfalls von Füll-, Zusatz-, Hilfs- und Farbstof­ fen auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Wachses oder der Wachse,
• - Herstellen einer Emulsion von Wachs und Polysiloxan durch Dispergieren,
• - Abkühlen der Emulsion,
• - gegebenenfalls Einmischen weiterer Füll-, Zusatz-, Hilfs- und Farbstoffe in die abgekühlte Masse.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen der Emulsion durch Aufbringen auf eine kalte Oberfläche, vorzugsweise durch Aufbringen auf eine Kühl­ walze, erfolgt.