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Gebiet der
Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine härtbare Silicon-Abformmasse,
insbesondere eine Dental-Abformmasse, die
eine stabile hydrophile Natur, ausgezeichnete mechanische Eigenschaften
und maximale langfristige Formstabilität aufweist.
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Hintergrund der Erfindung
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Härtbare
Siliconzusammensetzungen, insbesondere die additions-härtbaren
Siliconzusammensetzungen, werden weit verbreitet als Dental-Abformmassen
verwendet. Die additions-härtbaren
Siliconzusammensetzungen weisen im Allgemeinen die Vorteile einer
schnellen Härtungsgeschwindigkeit
und geringer Schrumpfung auf. Darüberhinaus weisen die härtbaren
Siliconzusammensetzungen ausgezeichnete physikalische Eigenschaften,
wie hohe mechanische Festigkeit und gute Formstabilität auf. Ein
beträchtlicher
Nachteil der Siliconzusammensetzungen dieses Typs ist jedoch ihre
hohe Hydrophobie, die es ihnen erschwert, präzise Abformungen zu machen,
wenn sie auf feuchten Oberflächen,
wie Gewebe, einem Zahn oder einer Dentalprothese in oraler Umgebung,
in der Blut, Speichel oder andere Flüssigkeiten üblicherweise vorkommen, verwendet
werden.
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Die Herstellung von Silicon-Dental-Abformmassen
durch Einbringen von Kohlenwasserstoff, Fluorkohlenstoff oder grenzflächenaktiven
Mitteln auf Siliconbasis, einschließlich ionischer und nichtionischer
grenzflächenaktiver
Mittel, ist dafür
bekannt, diesen inhärent
hydrophoben Stoffen hydrophile Eigenschaften zu verleihen und die
Benetzbarkeit der Oberfläche
zu verbessern. Jedoch weist die Zugabe von einem oder mehreren grenzflächenaktiven
Mitteln zu den Zusammensetzungen der Silicon-Polymere, um Hydrophilie
zu verleihen, Nachteile auf in dem Sinne, dass die grenzflächenaktiven
Moleküle
dazu neigen, sich aus den Abformmassen zu entmischen oder zur Oberfläche davon
zu migrieren, oder die Moleküle
werden aus dem Abformmaterial entzogen, wenn es mit wässrigen
Medien in Kontakt gebracht wird. Infolgedessen kann die Hydrophilie
der Abformmassen nicht beibehalten werden, wenn diese den Verfahren
des Spülens
mit Wasser, der Desinfektion und der Sterilisation unterzogen werden,
wie es in der dentalen klinischen Praxis erforderlich ist. Darüberhinaus
wird die Härtungsreaktion
der Zusammensetzung behindert, wenn das grenzflächenaktive Mittel in einer großen Menge
zugegeben wird, um eine befriedigende Benetzbarkeit der gehärteten Siliconzusammensetzung
zu erhalten, und die gehärtete
Siliconzusammensetzung weist schlechte physikalische Eigenschaften, wie
geringe Zugfestigkeit, Dehnung und Reißfestigkeit auf. Insbesondere
führt der
Verlust von grenzflächenaktiven
Mitteln aufgrund des Kontakts mit wässrigen Medien zu einer unerwünschten
Formveränderung
der gehärteten
Siliconzusammensetzung.
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Es sind Versuche unternommen worden,
Silicon-Dental-Abformmassen durch Zugeben von hydrophilen Zusätzen in
die härtbaren
Siliconzusammensetzungen stärker
hydrophil zu machen. Hittmair et al. offenbart in U.S.-Patent Nr.
4,035,453 die Verfahren zur Herstellung von Dental-Abformmassen unter
Verwendung härtbarer
Siliconzusammensetzungen. Bryan et al. offenbart in U.S.-Patent
Nr. 4,657,959 und Aasen et al. offenbart in U.S.-Patent Nr. 4,691,039
und Nr. 4,752,633 das Zugeben eines ethoxylierten nichtionischen
grenzflächenaktiven
Mittels, das Siloxan oder solubilisierende Perfluoralkyl-Gruppen
enthält,
um einen dreiminütigen
Wasserkontaktwinkel von unter etwa 65 ° zu erreichen. Fujiki et al.
offenbart in U.S.-Patent Nr. 5,064,891 eine härtbare Siliconzusammensetzung,
die ein nichtionisches grenzflächenaktives
Mittel umfasst, das einen hydrophoben Siliconabschnitt und mindestens
einen hydrophilen Polyolabschnitt in seinem Molekül aufweist. Kamohara
et al. offenbart in U.S.-Patent Nr. 5,637,628 eine eine Dental-Abform
nehmende Siliconzusammensetzung, die Polyvinylether mit einem Polymerisationsgrad
von 1000 bis 50000 umfasst. Hare in U.S.-Patent Nr. 5,661,222 und
Nr. 5,863,965 und Fiedler in U.S.-Patent Nr. 5,830,951 offenbaren
polymerisierbare Zwei-Komponenten-Polyvinylsiloxan-Zusammensetzungen,
die mono- und quadrifunktionelle Harze (QM) und ein Nonylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol-grenzflächenaktives
Mittel umfassen. Zech et al. offenbart in U.S.-Patent Nr. 5,750,589
eine Dental-Abformmasse, die Polyethercarbosilan als ein Hydrophilisierungsmittel enthält. Jada
offenbart in U.S.-Patent Nr. 5,852,068 eine Dental-Abformmassen-Zusammensetzung,
die ein Polysiloxanpolyester-Polymer auf Dimethicon-Basis mit endständigen fluorierten
Alkoxy-Substituenten umfasst. Paradiso offenbart in WO 93/17654
eine Dental-Abformmasse, die mono- und quadrifunktionelle QM-Harze
umfasst. Gribi beschreibt in
EP 0 231 420 B1 die Verwendung von Siloxankomponenten,
die Polyethereinheiten in dem Molekül aufweisen.
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EPA 0885932 beschreibt eine hydrophile
Polysiloxan-Zusammensetzung, die ein hydrophiles, ungesättigtes
Polysiloxan-Polyether-Copolymer und ein hydrosilylierbares Polydiorganosiloxan
umfasst. Mischbarkeit und Homogenität werden durch die Verwendung
eines oder mehrerer kompatibilisierender Mittel erreicht.
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Die hydrophilen Zusätze nach
dem Stand der Technik in den Silicon-Abform-Zusammensetzungen leiden,
wenn sie mit wässrigen
Medien in Kontakt sind, an bestimmten Nachteilen einschließlich instabiler
Hydrophilie und der Verminderung in den physikalischen Eigenschaften
wie Zugfestigkeit, Dehnung und Reißfestigkeit. Dementsprechend
wäre es
wünschenswert,
eine verbesserte härtbare
Silicon-Abformmasse, die eine stabile hydrophile Natur, ausgezeichnete
mechanische Eigenschaften und maximale langfristige Formstabilität aufweist,
bereitzustellen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt
eine härtbare
Siliconzusammensetzung zur Verwendung als Dental-Abformmasse bereit, umfassend: Ein additions-härtbares
Silicon-Prepolymer umfassend mindestens ein Organopolysiloxan-Fluid
mit endständiger
Vinylgruppe mit mindestens zwei Vinylgruppen pro Molekül; und mindestens
einen polymerisierbaren hydrophilen Modifikator, der in dem Organopolysiloxan-Polymer
löslich oder
dispergierbar ist und der ein funktionelles hydrophiles Polysiloxan
mit der allgemeinen Formel
ist, wobei
die funktionelle Gruppe R eine Vinylgruppe oder ein Wasserstoffatom
ist, R
1 ein einwertiger C
1-C
8-Kohlenwasserstoffrest ist, Q ein Wasserstoffatom
oder ein einwertiger Hydrocarbylrest ist; n eine ganze Zahl > 3 ist, x eine ganze
Zahl > 0 ist; y eine
ganze Zahl > 1 ist;
p eine ganze Zahl > 1
ist; und q eine ganze Zahl > 0
ist.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Dental-Abform bereit,
umfassend den Schritt der Herstellung einer Negativform von oralem
Gewebe unter Verwendung einer hydrophil modifizierten Siliconzusammensetzung
der vorliegenden Erfindung.
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Diese und andere Gegenstände und
Vorteile der vorliegenden Erfindung sollen durch die folgende Beschreibung
noch offensichtlicher werden.
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Detaillierte
Beschreibung
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Die hydrophil modifizierte Silicon-Abformmasse
der vorliegenden Erfindung ist durch gute Benetzbarkeit, ausgezeichnete
pysikalische Festigkeit und maximale langfristige Formstabilität gekennzeichnet.
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In der Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung ist die hydrophil modifizierte Silicon-Abformmasse eine aus zwei Komponenten
bestehende, bei Raumtemperatur vulkanisierende (RTV), additions-härtbare Vinyl-Polysiloxan-Masse.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst im Allgemeinen
ein Gemisch aus einem additions-härtbaren Silicon-Prepolymer
und einem polymerisierbaren hydrophilen Modifikator. Das additions-härtbare Silicon-Prepolymer
umfasst typischerweise die folgenden Komponenten: (a) mindestens
ein Organopolysiloxan-Fluid mit endständiger Vinylgruppe mit mindestens
etwa zwei Vinylgruppen pro Molekül;
(b) mindestens einen Organowasserstoff-Polysiloxan-Vernetzer mit
mindestens etwa drei Silicon-Hydridgruppen pro Molekül; (c) einen
Platin-Katalysator; (d) einen Verzögerer; (e) einen Füllstoff
und (f) gegebenenfalls Zusatzstoffe.
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Die Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung umfasst bevorzugt eine katalytische Paste und eine Basispaste
in inniger Vermischung miteinander in einem Paste/Pastensystem,
in welchem das Härten
mittels einer Platin-katalysierten Hydrosilylierungs-(Additions-)Reaktion
zwischen dem vinylfunktionellen Polysiloxan und dem hydridfunktionellen
Polysiloxan-Vernetzer gestartet wird. Im Allgemeinen umfasst die
Katalysator-Paste ein Organopolysiloxan-Fluid mit endständiger Vinylgruppe,
einen Platin-Katalysator zur Beschleunigung der Additionsreaktion,
einen Verzögerer
zum Verzögern
des Härtens,
um eine ausreichende Verarbeitungszeit sicherzustellen, einen Wasserstofffänger zum
Fangen des während
der Polymerisation freigesetzten Wasserstoffs, Füllstoffe für verstärkende und/oder nicht verstärkende (dehnende)
Zwecke und Pigmente. Die Basispaste umfasst im Allgemeinen ein Organopolysiloxan-Fluid
mit endständiger
Vinylgruppe, einen Organowasserstoff-Polysiloxan-Vernetzer, einen
hydrophilen Modifikator, Füllstoffe
und Pigmente.
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Die Organopolysiloxane mit endständiger Vinylgruppe
mit mindestens zwei Vinylgruppen pro Molekül sind dem Fachmann wohlbekannt.
Bevorzugt zur Verwendung hierin sind lineare Organopolysiloxane
mit endständiger
Vinylgruppe. Die am häufigsten
verwendeten Organopolysiloxane mit endständiger Vinylgruppe weisen einen
Methylsubstituenten, zum Beispiel ein Polydimethylsiloxan mit endständiger Vinylgruppe,
auf. Andere Substituenten wie Alkyl, Aryl, Halogen und dergleichen
können
auch für
eine bestimmte Anwendung der Zusammensetzung in Übereinstimmung mit den Prinzipien
dieser Erfindung enthalten sein. Die im Handel erhältlichen
Polydimethylsiloxane mit endständiger
Vinylgruppe weisen eine große
Vielzahl von Molekulargewichten mit Viskositäten im Bereich von 100 bis
1000000 × 10–6 m2/s (100 bis 1000000 Centistoke) auf. Wenn jedoch
die Viskosität
zu hoch ist, ist das Polydimethylsiloxan-Fluid mit endständiger Vinylgruppe
zu viskos, um in eine frei fließende
Dental-Abformmasse formuliert zu werden, was für das leichte Mischen und die
leichte Handhabung notwendig ist. In der Praxis wurde festgestellt,
dass geeignete Vinylpolysiloxan-Fluids mit einer Viskosität, die niedriger
als 100000 × 10–6 m2/s (100000 Centistoke) ist, erfolgreich
mit passenden Füllstoffen und
anderen erwünschten
Zusatzstoffen gemischt werden kann, um bessere Dental-Abformmassen
herzustellen. Bevorzugt wird eine Mischung von Vinylpolysiloxan-Fluids
mit verschiedenen Viskositäten
im Bereich von 100 bis 60000 × 10–6 m2/s (100 bis 60000 Centistoke) verwendet,
um Zusammensetzungen mit einer gewünschten Thixotropie und Viskosität bereitzustellen
und noch wichtiger, um gehärtete
Zusammensetzungen mit den gewünschten
physikalischen Eigenschaften bereitzustellen. Die niedrigeren Viskositäten innerhalb
dieses Bereichs tragen zu höheren
Vernetzungsdichten bei und stellen Elastomer-Steifigkeit und hohe
Deformations-Rückverformung
bereit, während
höhere
Viskositäten
innerhalb des Bereichs für
höhere
Elastizität
und Dehnung sorgen.
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Der in der Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung nützliche
Organowasserstoff-Polysiloxan-Vernetzer
ist ein Organopolysiloxan mit mindestens drei Wasserstoffatomen
pro Molekül,
die direkt an die Siliciumatome gebunden sind. Die am häufigsten
verwendeten Organowasserstoff-Polysiloxan-Vernetzer
weisen einen Methylsubstituenten, zum Beispiel Polymethylhydrosiloxan, Methylhydrodimethylpolysiloxan-Copolymere
und Kombinationen davon auf. Andere Substituenten wie Alkyl, Aryl,
Halogen und dergleichen können auch
für eine
bestimmte Anwendung der Zusammensetzung in Übereinstimmung mit den Prinzipien
dieser Erfindung verwendet werden. Bevorzugt weist das Polymethylhydrosiloxan
einen Viskositätsbereich
von 2 bis 300 × 10–6 m2/s (2 bis 300 Centistoke) und am meisten
bevorzugt von 3 bis 45 × 10–6 m2/s (3 bis 45 Centistoke) auf.
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Ein für die Katalyse der Additionsreaktion
zwischen den vinylfunktionellen Polysiloxanmolekülen und dem hydridfunktionellen
Polysiloxan-Vernetzer nützlicher
Katalysatortyp ist ein Katalysator auf Platinbasis. In dieser Hinsicht
ist es bevorzugt, eine Platinverbindung wie Chlorplatinsäure zu verwenden.
Die Konzentration des Platins und der Platinverbindungen liegt im
Bereich von 5 ppm bis 500 ppm, bevorzugt bei 5 ppm bis 200 ppm,
bezogen auf das Gewicht der Katalysatorkomponente. Das Platin und
die Platinverbindungen werden in Beimischung oder in einem Komplex
mit einem oder mehreren vinylhaltigen Molekülen, insbesondere Vinylpolysiloxanen
in einem Konzentrationsbereich von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% Platin,
bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-%, verwendet. Andere in der Praxis
der vorliegenden Erfindung nützliche
Katalysatoren sind solche, die auf anderen Edelmetallen basieren
einschließlich
Palladium, Rhodium und dergleichen und ihre entsprechenden Komplexe
und Salze. In Hinsicht auf die toxikologische Verträglichkeit
von Platin ist es jedoch für
die dentale Anwendung bevorzugt.
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Ein Verzögerer wird in der Zusammensetzung
der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, um das Einsetzen der
Additionsreaktion zwischen dem vinylfunktionellen Polysiloxan und
dem hydridfunktionellen Polysiloxan-Vernetzer zu verzögern, derart,
dass ausreichend Verarbeitungszeit für das Mischen und Anwenden der
Zusammensetzung erreicht wird. Der Verzögerer funktioniert, wenn er
verbraucht wird, wie ein "Ketten-Stopper", um ausreichend
Induktionszeit bereitzustellen, um das Auflegen des Abformeinsatzes über das Gebiss
vor dem Auftreten einer jeglichen wesentlichen Zunahme von Viskosität der gemischten
Paste zu erlauben. Die bevorzugte Verarbeitungszeit ist größer als
eine Minute und geringer als 5 Minuten und bevorzugt von etwa 1
bis 2 Minuten. Ein geeigneter Verzögerer ist jedes niedermolekulare,
vinylfunktionelle, lineare oder cyclische Polysiloxan-Fluid, das
zu Anfang in der Polymerisationsreaktion aufgebraucht wird, um das
Härten für den gewünschten
Zeitraum zu verzögern.
Das bevorzugte Verzögerer-Fluid
ist 1,3,5,7-Tetravinyltetramethylcyclotetrasiloxan, das in der Zusammensetzung
in einem ausreichenden Konzentrationsspiegel vorhanden ist, um seine
verzögernden
Funktionen auszuführen.
Der bevorzugte Verzögerer
ist in einer Konzentration von mindestens etwa 0,01 Gew.-% der Zusammensetzung
und bevorzugt in einer Konzentration innerhalb eines Bereichs von
0,01 bis 0,10 Gew.-% vorhanden. Ein anderes geeignetes Verzögerer-Fluid
ist 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan.
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Die in der Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung nützlichen
Füllstoffe
schließen
verstärkende und/oder
nicht verstärkende
(streckende) Füllstoffe
ein. Geeignete verstärkende
Füllstoffe
schließen
hochdisperse Kieselsäure,
Ruß und
dergleichen ein. Die Zugabe von verstärkenden Füllstoffen verbessert die mechanische
Festigkeit wie die Zug- und Reißfestigkeit
der gehärteten
Siliconzusammensetzung. Geeignete nicht verstärkende Füllstoffe schließen ausgefällte Siliciumdioxide,
Diatomeenerde, Aluminiumoxide, Magnesiumoxide, Titandioxid, Zirkoniumdioxid,
Calciumcarbonat, Metalloxide und dergleichen ein. Oberflächenbehandelte Füllstoffe
können
auch verwendet werden. Typische Oberflächenbehandlungen schließen die
Silanisierung und dergleichen ein. In Übereinstimmung mit den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, Gemische von Füllstoffen
mit verschiedenen Partikelgrößen zu verwenden.
Bevorzugt wird ein bimodales Füllstoffsystem
verwendet, in dem Partikel von sub-Mikron- (< 1 μm)
und Mikron-Größe (2–10 μm) mit einer
engen Partikelgrößen-Verteilung
vermischt sind als eine variierende Füllstoff-Beladung, um Dental-Abformmassen mit
niedriger, mittlerer oder hoher Konsistenz bereitzustellen, die
für alle
bekannten Dental-Abformtechniken geeignet sind. Die Füllstoffe
sind bevorzugt in Mengen von 15 Gew.-% bis 50 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden.
Um die Konsistenz der Zwei-Komponenten-Zusammensetzung einzustellen,
damit eine Zusammensetzung von entweder niedriger, mittlerer oder
hoher Konsistenz erreicht wird, können die Füllstoffe von sub-Mikron-Größe und/oder
die Füllstoffe
von Mikron-Größe entweder
nur in der Katalysator- oder in der Basispaste oder in beiden eingestellt
werden. Je höher
die gewünschte
Konsistenz sein soll, umso vorteilhafter ist es, den sub-Mikron-Füllstoff
in einem größeren Ausmaß als die
Zunahme der Mikron-Füllstoffe
zu erhöhen, wobei
die sub-Mikron-Füllstoffpartikel
in die Zwischenräume
zwischen die feinst vermahlenen Partikel während des Mischens eingearbeitet
werden.
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Ein fakultativer Wasserstofffänger in
der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist nützlich zur Steuerung
oder Verhinderung der Anwesenheit von Wasserstoffgas in der gehärteten Zusammensetzung,
das aus der Umsetzung entsteht. Der bevorzugte Wasserstofffänger ist
ein fein verteiltes Platinmetall wie in U.S. Patent Nr. 4,806,575
beschrieben.
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Im Allgemeinen wird das Platinmetall
in einem Konzentrationsspiegel von 0,2 ppm bis 20000 ppm verwendet,
bezogen auf das Gewicht der Katalysator-Komponente. Das fein verteilte
Platinmetall kann allein oder vermischt mit den vorstehend beschriebenen
Füllstoffen,
zum Beispiel mit Calciumsilicat, in einem Konzentrationsbereich
von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% und bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 2 Gew.-%,
zugegeben werden. Ein anderer geeigneter Wasserstofffänger ist
Palladiummetall wie in U.S. Patent Nr. 5,684,060 beschrieben.
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Eine Schlüsselverbesserung der vorliegenden
Erfindung ist die Verwendung eines polymerisierbaren hydrophilen
Modifikators, der der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung
Benetzbarkeit verleiht. Der hydrophile Modifikator enthält hydrophobe
Gruppen und hydrophile Gruppen in der Molekülstruktur. Die hydrophoben
Gruppen sind eine oder mehrere Siloxangruppen, die die Modifikatorzusammensetzung
in dem Silicon-Prepolymer löslich
oder dispergierbar machen. Die hydrophilen Gruppen sind wasserliebende
Gruppen, die die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hydrophil
machen. Die wasserliebenden Gruppen sind Ethylenoxy(-C2H4O-)-Gruppen oder Propylenoxy(-C3H6O-)-Gruppen. In der bevorzugten Zusammensetzung der
vorliegenden Erfindung enthält
der hydrophile Modifikator polymerisierbare funktionelle Gruppen
mit einer oder mehreren Vinylgruppen oder einem oder mehreren Wasserstoffatomen,
die direkt an die Siliciumatome der Polysiloxanmoleküle gebunden
sind. Ein Vorteil des polymerisierbaren hydrophilen Modifikators
ist seine Fähigkeit,
in die gehärtete
Polysiloxanmatrix, die durch die Additions-Härtungsreaktion zwischen dem
Organopolysiloxan mit endständiger
Vinylgruppe und dem Organowasserstoff-Polysiloxan-Vernetzer gebildet
wird, eingebaut zu werden. Aus diesem Grund immobilisiert das Härten der
Zusammensetzung der Erfindung die hydrophile Komponente und bildet
eine Silicon-Polymermasse, die einen hydrophilen Bestandteil einschließt, bevorzugt
in einer Menge, die wirksam ist, um für die gehärtete Masse gesteigerte oder
erhöhte
Hydrophilie bereitzustellen, zum Beispiel, hinsichtlich einer im
Wesentlichen identischen Masse ohne den hydrophilen Bestandteil.
Der hydrophile Bestandteil in der gehärteten Masse entmischt sich
aus der Abformzusammensetzung nicht, noch migriert er an die Oberfläche derselben
und wird nicht aus der Abformmasse entzogen, wenn sie mit einem
wässrigen
Medium in Kontakt gebracht wird. Die Hydrophilie der gehärteten Masse
bleibt im Wesentlichen unverändert
nach relativ langem Kontakt mit einem wässrigen System, zum Beispiel,
dem Spülen mit
Wasser, Desinfektion und Sterilisation. Noch wichtiger bewahrt die
gehärtete
Masse ausgezeichnete physikalische Eigenschaften wie Zugfestigkeit,
Dehnung, Reißfestigkeit
und Formstabilität.
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Der polymerisierbare hydrophile Modifikator
in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist ein funktionelles
hydrophiles Polysiloxan mit der allgemeinen Formel:
wobei
die funktionelle Gruppe R eine Vinylgruppe oder ein Wasserstoffatom,
bevorzugt eine Vinylgruppe ist; R
1 ein einwertiger
C
1-C
8 Kohlenwasserstoffrest
und bevorzugt eine Methylgruppe ist; Q ein Wasserstoffatom oder
ein einwertiger Hydrocarbylrest, bevorzugt eine Methylgruppe ist;
n eine ganze Zahl > 3,
bevorzugt 3 ist; x eine ganze Zahl ≥ 0, bevorzugt 0 bis 300 ist;
y eine ganze Zahl > 1,
bevorzugt 1 bis 50 ist; p eine ganze Zahl ≥ 1, bevorzugt von 2 bis 15 ist;
und q eine ganze Zahl > 0,
bevorzugt von 0 bis 15 ist.
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Im Allgemeinen kann der hydrophile
Modifikator durch auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren, zum Beispiel
wie in Silicones Chemistry and Technology, S. 111–122, CRC
Press (1991) offenbart, hergestellt werden. Ein Beispiel für einen
bevorzugten hydrophilen Modifikator zur Verwendung in der Zusammensetzung
der vorliegenden Erfindung ist von der Wacker Silicones Corporation,
Adrian, MI, unter dem Produktcode SLM 26616 im Handel erhältlich,
wobei R eine Vinylgruppe ist, R1 eine Methylgruppe
ist, Q eine Methylgruppe ist, n 3 ist, x etwa 150 ist, y etwa 20–25 ist,
p etwa 3 – 5
ist und q 0 ist.
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Die Menge des hydrophilen Modifikators,
der der härtbaren
Siliconzusammensetzung zugefügt
wird, sollte ausreichend sein, um den gewünschten Nutzen, zum Beispiel
gesteigerte Hydrophilie, für
die Vinyl-Polysiloxan-Abformmassen bereitzustellen. Die Menge des
hydrophilen Modifikators, der in der endgültigen Silicon-Polymermasse
enthalten ist, variiert breit in Abhängigkeit von dem besonderen
hydrophilen Bestandteil, der verwendet wird, und dem Grad der gewünschten
Hydrophilie. Deshalb liegt die bevorzugte Menge des hydrophilen
Modifikators der vorliegenden Erfindung im Bereich von 0,1 Gew.-%
bis 30 Gew.-% und stärker
bevorzugt von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% und am meisten bevorzugt von
3 Gew.-% bis 10 Gew.-% der Zusammensetzung. Die härtbare Siliconzusammensetzung
enthält
eine ausreichende Menge an hydrophilem Modifikator, so dass die Siliconzusammensetzung,
wenn sie gehärtet
ist, einen dreiminütigen
Wasserkontaktwinkel unter etwa 65° aufweist
und bevorzugt einen einminütigen
Wasserkontaktwinkel unter etwa 65° aufweist.
Der Begriff "Wasserkontaktwinkel" bezieht sich auf
den Kontaktwinkel, der von einem Tropfen destilliertem Wasser gebildet
wurde und zu einem bestimmten Zeitpunkt, nachdem er auf eine gehärtete Zusammensetzung
der Erfindung aufgetragen worden war, gemessen wurde, wobei bei
Raumtemperatur unter Verwendung eines Kontaktwinkel-Goniometers,
zum Beispiel dem Modell 100 Version, hergestellt von Rame-Hart,
Inc., Mountain Lakes, NJ., gemessen wurde.
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Der hydrophile Modifikator kann allein
oder in Kombination mit einem oder mehreren grenzflächenaktiven
Mitteln in der additions-härtbaren
Silicon-Prepolymerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet
werden. Die grenzflächenaktiven
Mittel können
kationisch, anionisch, amphoter oder nichtionisch sein. Ein bevorzugtes
grenzflächenaktives
Mittel ist ein nichtionischer Typ umfassend Nonylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol,
erhältlich
von Rhone-Poulenc,
Cranbury, NJ, unter dem Handelsnamen IGEPAL® CO-520,
CO-530 und dergleichen. Die Verwendung von grenzflächenaktiven
Mitteln verstärkt
ferner die Hydrophilie der gehärteten
Siliconmasse, da das Nonylphenoxypoly(ethylenoxy)ethanol mit dem
hydrophilen Modifikator teilweise mischbar ist und einen synergistischen
Effekt mit dem Modifikator aufweist, um die Benetzbarkeit der gehärteten Zusammensetzung
zu verbessern.
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Andere Zusatzstoffe, die in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können,
schließen
Weichmacher, Pigmente, Farbstoffe, Geschmacksstoffe, Duftstoffe,
Fluiditätsregulatoren
und dergleichen ein, vorausgesetzt, dass sie die Härtung nicht
wesentlich beeinträchtigen.
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Typischerweise wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung
verpackt, gelagert und auf die für
additions-härtbare
Silicon-Prepolymersysteme übliche
Weise verwendet. Deshalb werden die Katalysator- und die Basiskomponenten
im allgemeinen getrennt gelagert. Der hydrophile Modifikator der
vorliegenden Erfindung kann in einer oder in beiden Komponenten
vorhanden sein. Jedoch wenn die Inhaltsstoffe in der härtbaren
Polysiloxanzusammensetzung mit Bestandteilen von einer Komponente
reagieren können,
sollte er dann nur der nichtreaktiven Komponente zugegeben werden.
Die Katalysator- und die Basispaste werden in einem Verhältnis von
1 : 5 bis 5 : 1 und bevorzugt etwa 1 : 1 innig miteinander vermischt
und auf das Gebiss oder eine andere orale Region für einen
Zeitraum aufgetragen, der für
die Polymerisation oder das Härten
der Zusammensetzung ausreichend ist. Wenn die Zusammensetzung im
Wesentlichen gehärtet
ist, wird sie aus dem Mund oder von der anderen Oberfläche entfernt
und für
die Ausarbeitung von Gussformen und dergleichen verwendet, von denen
die Darstellungen der Gussoberfläche
nachfolgend hergestellt werden.
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Die folgenden Beispiele illustrieren
weiter die Ausführungen
der vorliegenden Erfindung. Wenn nicht anders angegeben, sind alle
Teile und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen.
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BEISPIEL 1
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Dies ist eine Zwei-Komponenten-Zusammensetzung
von niedriger Konsistenz gemäß den Prinzipien der
vorliegenden Erfindung, die in eine Katalysatorpasten- und eine
Basispasten-Komponente formuliert ist. Das Mischen sowohl der Katalysator-
als auch der Basispaste wird in einem Umlaufmischer ausgeführt, und die
so erhaltenen Pasten können
in einer Dreiwalzenmühle
gemahlen werden, um die Endhomogenität zu erreichen. Die Zusammensetzung
jeder Komponente ist in der nachstehenden Tabelle angezeigt (alle
Mengenangaben sind als Gewichtsprozent ausgedrückt).
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BEISPIEL 2
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Dies ist eine Zwei-Komponenten-Zusammensetzung
mittlerer Konsistenz gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung mit mäßiger Thixotropie,
die in eine Katalysatorpasten- und eine Basispastenkomponente formuliert
ist. Das Mischen sowohl der Katalysator- als auch der Basispaste
wird in einem Umlaufmischer ausgeführt, und die so erhaltenen
Pasten können
in einer Dreiwalzenmühle
gemahlen werden, um die Endhomogenität zu erreichen. Die Zusammensetzung
jeder Komponente ist in der nachstehenden Tabelle angezeigt.
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BEISPIEL 3
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Dies ist eine Zwei-Komponenten-Zusammensetzung
von hoher Konsistenz gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung mit hoher Thixotropie, die in eine Katalysatorpasten-
und eine Basispastenkomponente formuliert ist. Das Mischen sowohl
der Katalysator- als auch der Basispaste wird in einem Umlaufmischer ausgeführt, und
die so erhaltenen Pasten können
in einer Dreiwalzenmühle
gemahlen werden, um die Endhomogenität zu erreichen. Die Zusammensetzung
jeder Komponente ist in der nachstehenden Tabelle angezeigt.
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BEISPIEL 4
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Im Vergleich mit Beispiel 1 veranschaulicht
dieses Beispiel die Wirkung der Zugabe eines nichtpolymerisierbaren
hydrophilen Zusatzstoffes wie des ethoxylierten grenzflächenaktiven
Mittels SILWET® L-77,
erhältlich
von Witco Corp., Greenwich, CT und im Allgemeinen in U.S.-Patent
Nr. 4,657,959 beschrieben, zu der Siliconzusammensetzung. Wie in
der nachstehenden Tabelle gezeigt werden wird, führt die Verwendung dieses Zusatzstoffes
zu schlechten physikalischen Eigenschaften in der gehärteten Zusammensetzung,
wenn auch eine hohe Benetzungsfähigkeit
und ein geringer Wasserkontaktwinkel erreicht werden. Die Katalysator- und
die Basispaste werden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt.
Die Zusammensetzung jeder Komponente ist in der nachstehenden Tabelle
angezeigt.
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BEISPIEL 5
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Im Vergleich zu Beispiel 1 illustriert
dieses Beispiel wieder die Wirkung der Zugabe eines nicht polymerisierbaren
hydrophilen Zusatzstoffes zu der Siliconzusammensetzung. Wie in
der nachstehenden Tabelle gezeigt werden wird, führt die Verwendung dieses Zusatzstoffes
zu schlechten physikalischen Eigenschaften in der gehärteten Zusammensetzung,
wenn auch eine höhere
Benetzungsfähigkeit
und ein geringer Wasserkontaktwinkel erreicht wurden. Die Katalysator-
und die Basispaste werden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt.
Die Zusammensetzung jeder Komponente ist in der nachstehenden Tabelle
angezeigt.
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BEISPIELE 1–5
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Eine repräsentative Probe jeder Pastenzusammensetzung
für jedes
der vorstehend beschriebenen Beispiele wird in gleichen Volumen
entsprechend gemischt. Die physikalischen Eigenschaften der gehärteten Zusammensetzungen
werden unter Verwendung der ISO-Spezifikation Nr. 4823 zur Bewertung
von Verarbeitungszeit, Härtungszeit,
Mischkonsistenz, Formveränderung,
Deformation unter Druck und Deformations-Rückverformung und der ASTM-Standards
zur Bewertung von Shore A Härte
(ASTM D2240), Zugfestigkeit (ASTM D412), Dehnung (ASTM D412) und
Reißfestigkeit
(ASTM 624) bestimmt. Der Wasserkontaktwinkel wird 60 Sekunden, nachdem
ein Tropfen destilliertes Wasser auf die gehärtete Zusammensetzung der Erfindung
aufgetragen wurde, bei Raumtemperatur unter Verwendung eines Kontaktwinkel-Goniometers
(Modell 100, hergestellt von Rame-Hart, Inc.) gemessen.
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Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle aufgeführt.
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